CN113448327B - 一种自动行走设备的运行控制方法及自动行走设备 - Google Patents

Abstract

一种自动行走设备的运行控制方法及自动行走设备。本发明在自动行走设备上同时设置定位信号接收单元和惯导单元，能够通过对工作区域的遍历确定其中的无效信号区域，再通过对无效信号区域两侧信号覆盖情况的比较判断该区域是否安全，在确认无效信号区域安全后，本发明能够驱动自动行走设备穿越该区域进行作业。由此，本发明能够克服现有自动行走设备因为定位信号缺失而影响作业效果的问题。

Description

一种自动行走设备的运行控制方法及自动行走设备

技术领域

本发明涉及花园工具领域，具体而言涉及一种自动行走设备的运行控制方法及自动行走设备。

背景技术

割草机器人是一种常见的能够在户外连续的、实时的自主移动的自动行走设备。智能割草机器人作为自动行走设备的一种，适用于清理丘陵、梯田、平原等地块的植被，以及草坪之内的杂草。其具有操作简单，工作效率高的优势。我们常见的学校，以及街道绿地的美化，都是用这些自动行走设备来完成的。在国外，许多家庭用自动行走设备来为自己的花园除草。

随着人们生活水平的提高，人们对自动行走设备作业效率的要求也不断提高。带路径规划功能，能够自主遍历工作区域的智能型自动行走设备应运而生。一些科技含量较高的设备通过携带或安装GNSS模块，通过定位信号确定工作区域范围和机器位置。其还能够将障碍物圈定起来生成坐标，通过定位模块来绕开障碍物。一些设备能够通过霍尔原理检测碰撞，或者，其还可以通过超声波等方式进行避障。

但是，GPS等定位方式受外界干扰很大。通常，大树下、雨棚之类的遮挡物会遮挡GPS信号，在自动行走设备的工作区域内形成孤岛。现有RTK定位技术中，同样会存在卫星信号较弱的孤岛（或称为阴影区）。在这些孤岛内，自动行走设备无法获得准确的定位信号，使得孤岛区域内割草不完全。一些情况条下，自动行走设备将因为无法在孤岛区域中定位，而无法工作，或者由于定位不准确而出现工作异常。定位信号缺失的孤岛区域既影响自动行走设备的作业效果也影响机器实际使用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种自动行走设备的运行控制方法及自动行走设备，本发明通过遍历工作区域确定其中的无效信号区域，在确认无效信号区域安全后驱动自动行走设备穿越该区域进行作业。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种自动行走设备的运行控制方法，其步骤包括：驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域，在遍历过程中记录各位置上自动行走设备所接收到的定位信号是否有效，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向并确定无效信号区域；所述自动行走设备在每次沿规划路径运行至无效信号区域的一侧边缘时，仅在该无效信号区域满足穿越条件时，继续向该无效信号区域内部运行。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向的具体方式为：在定位信号无效时驱动自动行走设备掉头以相反方向继续遍历。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域以确定无效信号区域的步骤具体包括：驱动所述自动行走以第一方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号是否有效，并在每次接收到定位信号无效时驱动所述自动行走设备调整其运行方向；驱动所述自动行走设备以第二方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号的是否有效，并在每次接收到定位信号无效时驱动所述自动行走设备调整其运行方向；标记两个方向的遍历过程中定位信号均无效的各位置所连接形成的区域为无效信号区域。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，驱动所述自动行走设备沿第二方向遍历其工作区域的起点位于以下任一位置：所述工作区域的任一角落；所述工作区域的任一段边界线上；以第一方向遍历工作区域后所获得的定位信号无效的区域边缘沿第二方向的延长线上。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，以第一方向遍历所述工作区域的过程中，还同时驱动所述自动行走设备作业；以第二方向遍历所述工作区域的过程中，还在以第一方向运行时未遍历到的位置驱动所述自动行走设备作业，或，根据传感装置对作业效果的检测状况，在作业效果不满足要求的位置驱动所述自动行走设备作业。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述自动行走设备沿其运行方向在所述无效信号区域的另一侧覆盖有有效定位信号时，判断该无效信号区域满足穿越条件。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述自动行走设备在判断所述无效信号区域满足穿越条件时根据其惯导单元的航向信号，继续沿其到达该无效信号区域边缘之前的航向由该无效信号区域的一侧运行至另一侧。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述自动行走设备还在继续沿其到达该满足穿越条件的无效信号区域边缘之前的航向由该无效信号区域的一侧运行至另一侧的过程中，根据其障碍物检测单元所检测到的障碍物信号，在检测到障碍物时掉头或转向其他方向。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述自动行走设备在其障碍物检测单元检测到障碍物时，沿原先路径掉头离开该无效信号区域，然后按照预设路径进行下一次的穿越。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，判断所述无效信号区域的另一侧是否覆盖有有效定位信号的具体步骤包括：沿所述自动行走设备到达该无效信号区域边缘之前的航向查找该方向上是否存在定位信号有效的位置，若存在，则判断所述无效信号区域的另一侧覆盖有有效定位信号；否则，判断所述无效信号区域的另一侧未覆盖有效定位信号。

可选的，上述任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其中，所述自动行走设备在其运行过程中有效定位信号丢失时，先根据其惯导单元的航向信号移动至距离最近的覆盖有有效定位信号的位置，然后继续运行；所述自动行走设备若在无效信号区域内重新接收到有效定位信号，则根据所述定位信号，继续沿其到达该无效信号区域边缘之前的航向运行至由该无效信号区域的另一侧。

同时，本发明还提供一种自动行走设备，其包括：定位信号接收单元，用于接收定位信号；惯导单元，用于感应自动行走设备的航向，产生航向信号；控制单元，用于驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域，并在遍历过程中记录各位置上自动行走设备所接收到的定位信号是否有效，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向并确定无效信号区域；所述控制单元用于还每次在所述自动行走设备沿规划路径运行至无效信号区域的一侧边缘时，仅在该无效信号区域满足穿越条件时，驱动所述自动行走设备继续向该无效信号区域内部运行。

可选的，上述任一所述的自动行走设备，其中，还包括有障碍物检测单元，用于检测到障碍物；所述控制单元还在所述障碍物检测单元检测到障碍物时驱动所述自动行走设备掉头或转向其他方向。

可选的，上述任一所述的自动行走设备，其中，所述定位信号包括GPS卫星定位信号、激光定位信号、射频定位信号中的任一种或其组合；所述定位信号接收单元包括GPS卫星信号接收单元、GNSS卫星信号接收单元、激光信号接收单元、射频信号接收单元中的任一种或其组合。

有益效果

本发明在自动行走设备上同时设置有定位信号接收单元和惯导单元。本发明能够通过对工作区域的遍历确定其中的无效信号区域，再通过对无效信号区域两侧信号覆盖情况的比较判断该区域是否安全，在确认无效信号区域安全满足穿越条件后，本发明能够驱动自动行走设备进入该区域并运行至该区域的另一侧，安全的实现对整个工作区域的作业。通过惯导单元的导向，本发明能够克服现有自动行走设备因为有效定位信号缺失而影响作业效果的问题。

进一步，本发明还在遍历工作区域以确定无效信号区域的过程中，在每次接收到定位信号的强度未到达阈值范围时，或定位信号的精度未达到要求时，认为定位信号无效，驱动所述自动行走设备掉头。由此保护自动行走设备不会在无效信号区域中丢失其位置坐标信息，避免自动行走设备在该区域中遇到障碍物或工作区域边界而无法有效避让。为保证对工作区域的遍历效果，本发明还进一步的通过控制自动行走设备分别以两个不同方向分别遍历工作区域，实现对整个工作区域的覆盖。

为提高自动行走设备的工作效率，本发明还可以通过进一步的设置第二次遍历工作区域的起点位置，或根据传感装置对作业效果的检测，控制自动行走设备作业。由此，本发明能够避免遍历过程重复覆盖相同区域，能够一定程度上保证作业效果更为均匀。

本发明的自动行走设备，还可在走出无效信号区域后，或者在无效信号区域内重新获得有效定位信号后，根据其所接收到的有效定位信号，进行航向的纠正，由原先根据惯导单元导向而出现航向偏差的位置逐步回归到其原先应该运行的规划路径上。由此，本发明能够进一步的保证均匀的对工作区域进行遍历，以保证对整个工作区域的作业效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的自动行走设备以第一方向遍历工作区域的运行方式示意图；

图2是本发明的自动行走设备以第二方向遍历工作区域的运行方式示意图；

图3是本发明中的自动行走设备在无效信号区域内运行方式的示意图；

图4是本发明中的自动行走设备的调整路径的示意图.

图中，1表示基站；2表示无效信号区域；3表示障碍物；4表示边界线；5表示穿越路径；6表示实际路径；7表示调整路径。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于工作区域本身而言，由非工作区域指向工作区域内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“左、右”的含义指的是使用者正对自动行走设备的工作区域时，使用者的左边即为左，使用者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明提供一种自动行走设备，其包括有行走轮驱动系统，用于驱动行走轮带动自动行走设备行走；其还包括有作业单元，例如割草刀片等等，用于在自动行走设备行走过程中对其工作区域进行相应的割草等作业操作；为准确的实现对该自动行走设备的控制，其内部还设置有控制单元，用于输出驱动信号和控制信号至所述行走轮驱动系统和作业单元，控制自动行走设备行走或对工作区域进行相应的作业。

所述的自动行走设备工作在图1所示的工作区域中。该工作区域可由边界线4包围，或根据地图和定位系统在机器内部设定。由于植物、建筑物或地形影响，该工作区域内部存在图中阴影标记的无效信号区域。自动行走设备运行到该区域时，无法准确获得有效的定位信号，因而无法识别其位置和方向，容易出现航向偏差或无法沿正确路径行走。

为克服这一情况，本发明在自动行走设备上同时设置定位信号接收单元和惯导单元。所述的定位信号接收单元，用于接收定位信号，其一般可用于在类似图1中的A区域、B区域、C区域中进行定位和导向；所述的惯导单元，能够感应自动行走设备的航向，产生航向信号。

所述自动行走设备的控制单元同时连接上述定位信号接收单元和惯导单元，用于控制所述自动行走设备按照如下的步骤运行：

驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域，并在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号是否有效，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向并确定无效信号区域2。其中，对定位信号是否有效的通常可根据以下方式进行：自动行走设备的卫星导航模块接收到卫星信号后，自动判断获取的卫星信号是否精确，卫星导航模块实时反馈是否有精确GPS信号的判断信息；或者，还可以根据定位信号的强度是否达到阈值，来作为一种用于判断定位信号是否有效的理想的判断方式。

在控制单元相应的输出驱动信号控制自动行走设备沿规划路径行走作业的过程中，所述自动行走设备还在每次沿规划路径运行至无效信号区域2的一侧边缘时，对该无效信号区域2进行判断，仅在该无效信号区域2的另一侧覆盖有有效定位信号时，认为该区域满足穿越条件，从而继续向该无效信号区域2内部运行。

由此，本发明能够通过对工作区域的遍历确定其中的无效信号区域，再通过对无效信号区域两侧信号覆盖情况的比较判断该区域是否安全并满足穿越条件，在确认无效信号区域安全后，本发明能够驱动自动行走设备穿越该区域，安全的实现对整个工作区域的作业。穿越所述无效信号区域的过程中，可通过惯导单元的导向，能够克服现有自动行走设备因为有效定位信号缺失而影响作业效果的问题。

具体而言，上述的控制过程可对应至自动行走设备如下几种工作模式之间的切换：

首先设置所述自动行走设备运行在“循迹模式+逃脱模式”对其工作区域进行遍历，遍历过程中，通过GPS定位信号其确定工作范围和具体位置，并同时记录各位置上所接收到的定位信号的强度或精度，比如判断该定位信号是我们需要的厘米级定位信号，即，专业上称为“fixed”,还是非厘米级信号如亚米或米级定位信号。非厘米级信号如亚米或米级定位信号误差比较大，其连同其他定位精度更差的定位信号均可认为是我们所说的孤岛区域内的无效定位信号。所述“循迹模式+逃脱模式”的遍历方式可设置为：沿一个方向在工作区域中往返运行，并在此对工作区域进行遍历的过程中记录自动行走设备在各位置上所接收到的定位信号的强度或精度，在每次接收到定位信号的强度或精度未到达阈值范围或定位要求时认为该位置没有精确的GPS信号则记下当前位置信息，并采用逃脱模式执行返回指令，驱动所述自动行走设备掉头以相反方向继续遍历。这种“逃脱模式”能够保护自动行走设备在上述的遍历过程中，不会在无效信号区域中丢失其位置坐标信息，避免自动行走设备在该区域中遇到障碍物或工作区域边界而无法有效避让。

遍历的过程中，为保证完整覆盖到全部工作区域中能够接收到有效定位信号的位置，本发明在较优的实现方式下，可以对该工作区域进行两次遍历，设定两次遍历分别沿不同的方向进行，即可有效避免错过图1中一次遍历所产生的盲区A区域。这种实现方式下，驱动所述自动行走设备遍历工作区域确定无效信号区域2的具体步骤包括：首先，驱动所述自动行走设备以第一方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号的强度或精度，并在每次接收到定位信号的强度未到达阈值范围时或其精度未达到要求时，驱动所述自动行走设备掉头以相反方向继续遍历；然后，驱动所述自动行走设备以第二方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号的强度或精度，并在每次接收到定位信号的未达到要求时驱动所述自动行走设备掉头以相反方向继续遍历；由此，标记两个方向的遍历过程中定位信号的强度或精度均未达到要求的各位置所连接形成的区域为无效信号区域2。

其中，为避免遍历过程出现盲区，可进一步的设置所述第二方向垂直于所述第一方向。例如，可驱动所述的自动行走设备分别沿纵向、横向各进行一次遍历，根据卫星导航模块反馈是否有精确GPS信号，如没有则记录下GPS无法精准定位的位置信息，确定孤岛范围。

在完成“循迹模式+逃脱模式”对自动行走设备的工作区域进行遍历后，自动行走设备根据其所接收到的有效定位信号在工作区域内沿规划路径行走并进行割草等作业。在此过程中，当遇到前一模式下所获得的无效信号区域2时，通过遍历工作区域过程中所掌握的对应该区域的情况自动判断：在所述无效信号区域2的另一侧覆盖有有效定位信号时，尤其在判断该孤岛区域所覆盖的规划路径上的每一根线段两端均能够获得有效的定位信号时，则认为穿越该孤岛区域为安全，从而进入“穿越模式”，执行穿越指令在孤岛内进行作业。“穿越模式”下，所述自动行走设备根据其惯导单元的航向信号，继续沿其到达该无效信号区域2边缘之前的航向由该无效信号区域2的一侧运行至另一侧。由此，本发明的自动行走设备能够在执行穿越模式期间通过惯导模块控制其航向稳定。在一些实现方式下，还可以在此过程中通过碰撞触发霍尔的原理+超声波原理，在所述自动行走设备上所设置的霍尔传感装置和/或超声波传感装置等障碍物检测单元检测到障碍物信号时驱动所述自动行走设备掉头或转向其他方向进行孤岛内避障。尤其，可在所述霍尔传感装置和/或超声波传感装置等障碍物检测单元检测到障碍物信号后控制自动行走设备掉头，沿其原先路径返回以离开孤岛区域，按照预设路径进行下一次的穿越，从而避免自动行走设备在孤岛中迷路。

由此，本发明能够有效解决没有GPS等定位信号的区域内的机器人无法割草的问题，有效避免机器人在没有GPS等定位信号的情况下出现的异常停机等情况。本发明能够使得智能自动行走设备所应用的环境范围更加广泛，使自动行走设备工作更加可靠，并使其割出草地更加美观，大大减少自动行走设备异常停机情况。

在更为具体的实现方式下，本发明提供一种用于自动行走设备的控制方法，其包括以下步骤：

步骤1：在工作区域内设置用于自动行走设备返回充电的基站1，在系统内未设置实体边界线的情况下，可遥控自动行走设备沿其工作区域4的边界走一圈，通过GPS定位信号获取自动行走设备的位置并记录若干位置点的数据，将若干个位置点相连，拟合成边界，确定并存储其工作区域的范围；

步骤2：在自动行走设备的工作区域内首先采用循迹模式+逃脱模式的方式进行工作区域的遍历，此过程中可同步的执行常规的作业模式，比如割草模式，并同时通过遍历的方式确定未覆盖有有效定位信号的无效信号区域2或“孤岛”的范围。这一过程具体实现步骤如下：

循迹模式下：自动行走设备在工作区域内首先沿着纵向或其他的第一方向进行第一次遍历割草，然后沿着横向或第二方向进行第二次遍历割草。两次割草方向可调转，即，可以是先沿着横向进行第一次割草，再沿着纵向进行第二次遍历割草，或者，只要保证分别沿两个不同的方向比如沿对角线方向或其他方向分别各进行一次遍历割草既可。两次遍历割草的方向优选为相互垂直，这样的设计可以通过两次的遍历，有效地从工作区域四周向内包围至孤岛区域，防止遗漏割草。

逃脱模式具体为：在上述循迹模式的遍历割草过程中，当遇到信号盲区或阴影区（即孤岛或无效信号区域2）时，自动行走设备采用逃脱模式执行返回命令，掉头以进行其他位置的遍历和割草。其运行轨迹可参考图1中自动行走设备在区域B中的行走方式所示。

步骤3：驱动自动行走设备运转，在工作区域内割草，并在遇到无效信号区域2时判断是否执行穿越模式：根据前述遍历过程中所确定的无效信号区域2的范围，判断所述无效信号区域2的另一侧是否覆盖有有效定位信号，由此确认穿越该孤岛是否安全；如判定为安全，则执行穿越模式，使自动行走设备对孤岛内的区域进行割草工作；否则，可相应驱动自动行走设备转向、掉头或沿该区域边缘绕到孤岛另一侧继续运行。该穿越模式下：自动行走设备根据前两次在工作区域内遍历是否割草的情况自动判断哪些区域是之前没有遍历到的孤岛，如图3所示，是一种穿越模式中判断穿越是否安全的原理示意图，自动行走设备沿横向行走时，遇到遗漏割草的无效信号区域2，此时需要判断穿越该区域是否安全，判断方式具体为：根据前两次遍历路径规划能够获取穿过孤岛区域2的穿越路径5，穿越路径5是根据前两次遍历所形成的工作区域地图进行路径规划而得到的路线，判断该穿越路径线段5的两端是否有信号，如果两端都有信号，则认为穿越孤岛区域2为安全，从而执行穿越指令，由惯导单元进行导向而驱动自动行走设备沿着穿越路径线段5的路径穿越割草；如果一端没有信号，说明该区域一侧无法进入，判定穿越该孤岛不安全，此时可执行返回模式。或者，也可以沿所述自动行走设备到达该无效信号区域2边缘之前的航向查找该方向上是否存在定位信号强度达到阈值范围或定位信号的精度达到要求的位置，通过这种方式判断所述的无效信号区域是否安全：若存在定位信号强度达到阈值范围或定位信号的精度达到要求的位置，则判断所述无效信号区域2的另一侧覆盖有有效定位信号；否则，判断所述无效信号区域2的另一侧未覆盖有效定位信号，并由此相应的进行穿越或返回模式。这种对盲区孤岛是否安全的判断方式运算量小，方法简单，且不容易出现误判，判断精确，因而能够大大提高穿越孤岛的安全性。

穿越模式在实际运行过程中，在执行穿越期间，理想情况下，需要控制自动行走设备沿着穿越路径线段5的方向进行一次穿越。但是，由于在孤岛区域中，无法接收到精确的卫星定位信号，通常在孤岛区域内可采用惯导单元替代定位信号接收单元对机器进行定位导航。但是由于随着时间的积累，惯导单元的定位会产生误差，导致自动行走设备在孤岛区域内会以图4的方式偏离预定路径而沿实际路径6行走。为了解决这一问题，在孤岛内采用惯导模块控制自动行走设备沿预定航向行走，控制自动行走设备移动方向如图4中沿第一航向运行至无效信号区域2的另一侧后，还可进一步的控制其根据有效定位信号沿调整路径7运行至自动行走设备原先的规划路径上。由此，本发明能够利用惯导模块的导向功能实现自动行走设备在孤岛区域内的运行航向稳定，并通过调整路径7纠正惯导的偏差，从而避免了常规惯导模块定位导航的误差问题。

在孤岛内，如未遇到障碍物3，则可通过碰撞触发霍尔的原理或利用超声波检测障碍物反射信号的原理进行孤岛内的避障。即，在自动行走设备的霍尔传感部件或超声波传感部件检测到遇到障碍物时，驱动自动行走设备掉头继续工作。

自动行走设备在孤岛区域内行走的实际路径6受到很多因素的影响，比如在孤岛区域内采用惯导结合的方式进行航向控制，随着时间的积累，惯导的定位导航会出现不同程度的误差，导致自动行走设备难以准确地按照预定的穿越路径行走，如图4所示，自动行走设备穿越孤岛的实际路径6偏离了原先预定的穿越路径5。因而，当自动行走设备离开孤岛区域后，需要控制自动行走设备执行调整路径7回归到原先的规划路径上,再完成下一次的穿越或完成对工作区域的遍历和作业。

在孤岛区域内工作时，通常采用惯导单元进行定位，如果在孤岛区域内出现GPS等定位信号恢复的现象，则可直接由定位信号接收单元重新利用其所接收到的有效定位信号，重新对自动行走设备进行定位，根据该GPS等定位信号所对应的数据对惯导单元的定位数据进行校正，继续沿其到达该无效信号区域2边缘之前的航向运行至由该无效信号区域2的另一侧，以提高惯导单元的定位精度。

在穿越模式等其他模式的运行过程中，自动行走设备有时会丢失信号，比如自动行走设备穿越孤岛后进入A区域后，有可能因为外界因素影响而突然丢失了卫星定位信号。此时可采用找寻模式重新恢复定位。找寻模式为：所述自动行走设备在其运行过程中定位信号丢失时，先根据其惯导单元的航向信号移动至距离最近的覆盖有有效定位信号的位置，然后根据有效定位信号继续恢复运行。也就是说，寻找模式下，自动行走设备先寻找到离丢失信号位置最近的信号较好的位置，将自动行走设备移动到该信号好的位置处，此时，自动行走设备能够重新获得精确的定位信息，进而再根据该定位信息重新开始执行穿越模式等其原先的工作模式。由此，本发明能够避免偶然遇到丢失信号情况时自动行走设备出现停机的问题。

由此，本发明通过上述步骤能够对自动行走设备的整个工作区域，尤其是对其中因有效定位信号缺失而形成的孤岛区域进行有效的作业。作业结束后，可相应的驱动该自动行走设备继续执行后续工作，或返回基站1进行充电。

在较为优选的实现方式下，上述运行过程中，如图1所示，为第一次循迹+逃脱遍历工作区域的时候，在第一次沿纵向遍历进行割草作业时，自动行走设备可选择边界地图的一角位置D作为起点位置，在C区域中执行正常的循迹遍历割草，当自动行走设备碰到信号不好的孤岛区域2时，在B区域中执行逃脱模式执行返回命令，自动行走设备不进入无效信号区域2的孤岛内，同时，由于自动行走设备无法穿越孤岛区域，导致无法割到A区域内的草。在完成图1所示的遍历过程后，进行如图2所示的第二次循迹+逃脱遍历割草路过程。第二次沿横向遍历割草时，在E区域中执行正常的循迹遍历割草，自动行走设备遇到无效信号区域2所形成的孤岛时，在F区域中采用逃脱模式执行返回命令，在第二次循迹遍历割草时，自动行走设备能够割到A区域内的草。由此，通过两次不同方向的循迹模式+逃脱模式，该自动行走设备能够实现割草区域的互补，可以保证在工作区域内除孤岛区域外没有遗漏割草的区域。

此外，第二次循迹模式的割草起点位置，可以根据实际割草情况进行选择设定。第一种选定方式为：选择工作区域边界地图的一角附近作为起点位置。第二种选择方式为：在第二次循迹模式的割草起点位置可以选择边界上的其他点（例如G点）作为起点位置。或者，还可以将驱动所述自动行走设备沿第二方向遍历其工作区域的起点设置在以第一方向遍历工作区域后所获得的定位信号的强度未到达阈值范围的区域边缘或定位信号的精度未达到要求的区域边缘沿第二方向的延长线上的位置。具体可以设置在类似图2中的G点。其位于左侧边界或右侧边界上，G点的纵坐标与孤岛区域2最低处的纵坐标相同或在其附近，自动行走设备从G点开始向上进行遍历割草，可以使得第二次循迹模式不用重复遍历工作区域内已完全割草的区域，使自动行走设备能够直接针对孤岛区域和未割草区域进行补充割草和遍历，大大提供了割草效率，降低了自动行走设备的能耗。

此外，在上述遍历的过程中，还可进一步的同时驱动所述自动行走设备作业。为保证工作区域割草均匀，以第二方向遍历所述工作区域的过程中，还可设置自动行走设备进在以第一方向运行时未遍历到的位置进行作业，或，根据传感装置对作业效果的检测状况，在作业效果不满足要求的位置驱动所述自动行走设备作业。比如，在第二次循迹+遍历割草时，对于第一次割过的区域，自动行走设备的控制系统可以根据该区域的割草实际情况，控制割草系统是否执行割草命令。判断该位置的割草情况的方式有两种：一种是在机器上安装草高度识别传感器，利用草高度识别传感器识别机器下方的草高度，如果草的高度低于或等于设定阈值，则控制割草系统不执行割草命令，控制割草电机停止工作，而如果草的高度高于设定阈值，则控制割草系统执行割草命令；第二种是根据第一次遍历割草时机器实时记录的割草信息来控制第二次遍历割草时是否执行割草命令，具体为机器在第一次遍历割草时会实时记录每个位置坐标点，同时也会记录每个位置坐标点是否完成割草，并将该信息保存在机器内部的存储器中，在第二次遍历割草时，在每个位置坐标点处机器会实时读取存储器中的信息，根据储存的是否完成割草的信息来判断第二次遍历时是否需要执行割草命令。

在一些实现方式下，本发明的自动行走设备可以设置为通过GPS卫星定位信号、激光定位信号、射频定位信号中的任一种或其组合实现对自动行走设备的定位。为准确获得上述信号，一般对应在自动行走设备内部设置定位信号接收单元相应的包括有：GPS卫星信号接收单元、GNSS卫星信号接收单元、激光信号接收单元、射频信号接收单元（例如UWB信号接收单元）中的任一种或其组合。

以卫星定位信号为例。自动行走设备在以循迹模式+逃脱模式的遍历方式执行常规割草模式的同时，相应的卫星导航模块在接收到卫星信号后，会自动判断获取的卫星信号是否精确，卫星导航模块实时反馈是否有精确GPS信号的判断信息，并将判断信息发送给自动行走设备的控制系统。由此，自动行走设备的控制系统可根据卫星导航模块反馈是否有精确GPS信号的判断信息来控制自动行走设备运动：当判断信息是没有精确的GPS信号，则自动行走设备的控制系统会记下当前位置信息，此时采用逃脱模式执行返回指令，远离信号不好的区域；而当判断信息表示有精确的GPS信号，则自动行走设备的控制系统控制自动行走设备继续执行循迹模式进行常规割草。遍历割草所形成的对定位信号的记录信息可形成工作区域的地图。地图中间空白区域为由于卫星信号不精确而形成的孤岛，孤岛外围各位置相应记录有定位信号的接收状况。根据自动行走设备控制系统记录的上述没有精确GPS信号的位置信息的点集，自动生成孤岛区域范围，以进一步在后续割草作业过程中相应的判断是否穿越该区域进行割草。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，步骤包括：

驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域，在遍历过程中记录各位置上自动行走设备所接收到的定位信号是否有效，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向并确定无效信号区域（2）；

所述自动行走设备在每次沿规划路径运行至无效信号区域（2）的一侧边缘时，对该无效信号区域2进行判断，仅在该无效信号区域2的另一侧覆盖有有效定位信号时，认为该区域满足穿越条件，仅在该无效信号区域（2）满足穿越条件时，继续向该无效信号区域（2）内部运行。

2.如权利要求1所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向的具体方式为：在定位信号无效时驱动自动行走设备掉头以相反方向继续遍历。

3.如权利要求1所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域以确定无效信号区域（2）的步骤具体包括：驱动所述自动行走以第一方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号是否有效，并在每次接收到定位信号无效时驱动所述自动行走设备调整其运行方向；

驱动所述自动行走设备以第二方向遍历其工作区域，在遍历过程中记录各位置上所接收到的定位信号的是否有效，并在每次接收到定位信号无效时驱动所述自动行走设备调整其运行方向；

标记两个方向的遍历过程中定位信号均无效的各位置所连接形成的区域为无效信号区域（2）。

4.如权利要求3所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述第二方向垂直于所述第一方向。

5.如权利要求3所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，驱动所述自动行走设备沿第二方向遍历其工作区域的起点位于以下任一位置：所述工作区域的任一角落；

所述工作区域的任一段边界线上；

以第一方向遍历工作区域后所获得的定位信号无效的区域边缘沿第二方向的延长线上。

6.如权利要求3-5任一所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，以第一方向遍历所述工作区域的过程中，还同时驱动所述自动行走设备作业；

以第二方向遍历所述工作区域的过程中，还在以第一方向运行时未遍历到的位置驱动所述自动行走设备作业，或，根据传感装置对作业效果的检测状况，在作业效果不满足要求的位置驱动所述自动行走设备作业。

7.如权利要求1所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述自动行走设备沿其运行方向在所述无效信号区域（2）的另一侧覆盖有有效定位信号时，判断该无效信号区域（2）满足穿越条件。

8.如权利要求1或7所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述自动行走设备在判断所述无效信号区域（2）满足穿越条件时根据其惯导单元的航向信号，继续沿其到达该无效信号区域（2）边缘之前的航向由该无效信号区域（2）的一侧运行至另一侧。

9.如权利要求8所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述自动行走设备还在继续沿其到达该满足穿越条件的无效信号区域（2）边缘之前的航向由该无效信号区域（2）的一侧运行至另一侧的过程中，根据其障碍物检测单元所检测到的障碍物信号，在检测到障碍物时掉头或转向其他方向。

10.如权利要求9所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述自动行走设备在其障碍物检测单元检测到障碍物时，沿原先路径掉头离开该无效信号区域（2），然后按照预设路径进行下一次的穿越。

11.如权利要求7所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，判断所述无效信号区域（2）的另一侧是否覆盖有有效定位信号的具体步骤包括：沿所述自动行走设备到达该无效信号区域（2）边缘之前的航向查找该方向上是否存在定位信号有效的位置，若存在，则判断所述无效信号区域（2）的另一侧覆盖有有效定位信号；否则，判断所述无效信号区域（2）的另一侧未覆盖有效定位信号。

12.如权利要求1所述的自动行走设备的运行控制方法，其特征在于，所述自动行走设备在其运行过程中有效定位信号丢失时，先根据其惯导单元的航向信号移动至距离最近的覆盖有有效定位信号的位置，然后继续运行；

所述自动行走设备若在无效信号区域（2）内重新接收到有效定位信号，则根据所述定位信号，继续沿其到达该无效信号区域（2）边缘之前的航向运行至由该无效信号区域（2）的另一侧。

13.一种自动行走设备，其特征在于，包括：

定位信号接收单元，用于接收定位信号；

惯导单元，用于感应自动行走设备的航向，产生航向信号；

控制单元，用于驱动所述自动行走设备遍历其整个工作区域，并在遍历过程中记录各位置上自动行走设备所接收到的定位信号是否有效，根据所述定位信号是否有效调整自动行走设备的运行方向并确定无效信号区域（2）；所述控制单元用于还每次在所述自动行走设备沿规划路径运行至无效信号区域（2）的一侧边缘时，对该无效信号区域2进行判断，仅在该无效信号区域2的另一侧覆盖有有效定位信号时，认为该区域满足穿越条件，仅在该无效信号区域（2）满足穿越条件时，驱动所述自动行走设备继续向该无效信号区域（2）内部运行。

14.如权利要求13所述的自动行走设备，其特征在于，还包括有障碍物检测单元，用于检测到障碍物；

所述控制单元还在所述障碍物检测单元检测到障碍物时驱动所述自动行走设备掉头或转向其他方向。

15.如权利要求13或14所述的自动行走设备，其特征在于，所述定位信号包括GPS卫星定位信号、激光定位信号、射频定位信号中的任一种或其组合；

所述定位信号接收单元包括GPS卫星信号接收单元、GNSS卫星信号接收单元、激光信号接收单元、射频信号接收单元中的任一种或其组合。