本發(fā)明涉及智能控制領(lǐng)域，特別是涉及一種包括自動(dòng)行走設(shè)備、自動(dòng)工作系統(tǒng)，以及自動(dòng)行走設(shè)備的轉(zhuǎn)向方法。

背景技術(shù)：

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，類似于智能機(jī)器人的自動(dòng)工作系統(tǒng)已經(jīng)開始慢慢的走進(jìn)人們的生活。三星、伊萊克斯等公司均開發(fā)了全自動(dòng)吸塵器并已經(jīng)投入市場。這種全自動(dòng)吸塵器通常體積小巧，集成有環(huán)境傳感器、自驅(qū)系統(tǒng)、吸塵系統(tǒng)、電池和充電系統(tǒng)，能夠無需人工操控，自行在室內(nèi)巡航，在能量低時(shí)自動(dòng)返回充電站，對接并充電，然后繼續(xù)巡航吸塵。同時(shí)，哈斯科瓦納等公司開發(fā)了類似的智能割草機(jī)，其能夠自動(dòng)在用戶的草坪中割草、充電，無需用戶干涉。由于這種自動(dòng)工作系統(tǒng)一次設(shè)置之后就無需再投入精力管理，將用戶從清潔、草坪維護(hù)等枯燥且費(fèi)時(shí)費(fèi)力的家務(wù)工作中解放出來，因此受到極大歡迎。

這些自動(dòng)工作系統(tǒng)的正常工作需要多個(gè)系統(tǒng)、多種技術(shù)的精密配合，路徑規(guī)劃是其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。路徑規(guī)劃技術(shù)用于指導(dǎo)自動(dòng)行走設(shè)備選擇什么路徑在工作區(qū)域內(nèi)行走。路徑規(guī)劃需要在盡可能減少重復(fù)行走的同時(shí)，盡可能全面地覆蓋工作區(qū)域；路徑規(guī)劃還需要應(yīng)對各種復(fù)雜多變的地形，在規(guī)則或不規(guī)則的工作區(qū)域，在狹窄區(qū)域，死角或障礙區(qū)域中均可以保持覆蓋率的同時(shí)順利地離開?？梢哉f路徑規(guī)劃直接決定了自動(dòng)行走設(shè)備的工作效率，較差的路徑規(guī)劃會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)行走設(shè)備的工作出現(xiàn)問題，如工作覆蓋范圍不夠，存在工作死角；或覆蓋全部工作范圍的時(shí)間過長；或被困在一些特殊地形。目前，覆蓋和順利通過狹窄區(qū)域或邊角是自動(dòng)工作裝置的路徑規(guī)劃所遭遇的主要技術(shù)困難。商業(yè)化的自動(dòng)工作裝置絕大部分均采用隨機(jī)路徑行走，即沿直線在工作范圍內(nèi)行進(jìn)，當(dāng)遇到障礙物或者邊界線以后，首先剎車停止行走，然后隨機(jī)或以預(yù)定程序轉(zhuǎn)向，然后啟動(dòng)離開，自動(dòng)工作裝置僅能夠感應(yīng)到自己遇到了障礙或者邊界，但無法知道自己的原始行走方向以及在工作區(qū)域內(nèi)的確切位置，因而也無法合理的判斷下一步向何方轉(zhuǎn)向是優(yōu)選方案，從而導(dǎo)致在狹窄區(qū)域內(nèi)，只能隨機(jī)的亂撞，離開該區(qū)域需要很長的時(shí)間，甚至可能無法離開；同時(shí)，由于無法判斷下一步向何方轉(zhuǎn)向，自動(dòng)工作裝置需要先停止行走再轉(zhuǎn)向而不能直接轉(zhuǎn)向，加上家用的自動(dòng)行走設(shè)備工作區(qū)域不大，很快就會(huì)從一端走到另一端，導(dǎo)致自動(dòng)行走設(shè)備在整個(gè)工作過程中不斷的停止和啟動(dòng)，不能持續(xù)行走，很多時(shí)間浪費(fèi)在停止和啟動(dòng)上，這極大地降低了整體行走速度，導(dǎo)致工作效率較低，同時(shí)也加大了自動(dòng)行走設(shè)備的機(jī)械磨損，降低了使用壽命。

另一個(gè)問題是，即使自動(dòng)行走設(shè)備能成功通過狹窄通道，這個(gè)過程通常耗時(shí)很長，而狹窄通道的占地面積小，自動(dòng)行走設(shè)備在狹窄通道內(nèi)多次折返時(shí)重復(fù)切割，不利于草坪維護(hù)，也加快了能量損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)向路徑選擇合理高效的自動(dòng)行走設(shè)備、一種自動(dòng)行走設(shè)備的合理高效的轉(zhuǎn)向方法，以及包括該自動(dòng)行走設(shè)備的自動(dòng)工作系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種自動(dòng)行走設(shè)備，用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；界限偵測模塊，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限，在預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)所述界限被與所述中軸線的交點(diǎn)分為兩個(gè)側(cè)邊；控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系的信號，令行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線始終與界限的一側(cè)邊成銳角或直角，該界限的另一側(cè)邊在轉(zhuǎn)向開始時(shí)與自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線成銳角或直角；行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備向減小中軸線和界限所成的銳角夾角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，則減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛不再滿足預(yù)設(shè)條件，則設(shè)置轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值為滿足預(yù)定條件之前的范圍。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，則控制轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限在45-75度之間。

優(yōu)選的，自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件之前，轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限在75-90度之間。

優(yōu)選的，控制模塊根據(jù)自動(dòng)行走設(shè)備在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)向次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值，判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為1分鐘，所述轉(zhuǎn)向次數(shù)的預(yù)設(shè)值為5-20中任一值。

優(yōu)選的，控制模塊根據(jù)自動(dòng)行走設(shè)備從出發(fā)位置沿界限行駛的行駛距離達(dá)到預(yù)設(shè)值，判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件。

優(yōu)選的，自動(dòng)行走設(shè)備還包括工作模塊，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，令工作模塊執(zhí)行工作。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件。

優(yōu)選的，所述邊界感應(yīng)元件相對于中軸線對稱布置，位于殼體的前部。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置關(guān)系為其中一個(gè)邊界感應(yīng)元件距離界限到達(dá)預(yù)設(shè)距離。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置關(guān)系為其中一個(gè)邊界感應(yīng)元件到達(dá)界限外。

優(yōu)選的，所述角度關(guān)系為，所述中軸線和界限交點(diǎn)兩側(cè)的側(cè)邊和中軸線之間形成的夾角的角度為銳角或直角或鈍角。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件，所述一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身到達(dá)距離界限一預(yù)設(shè)距離的信號給控制模塊后，控制模塊判斷位于中軸線的所述一側(cè)的界限和所述中軸線成銳角夾角。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件，所述一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號給控制模塊后，控制模塊判斷位于中軸線的所述一側(cè)的界限和所述中軸線成銳角夾角。

優(yōu)選的，所述角度關(guān)系為，所述中軸線和界限交點(diǎn)兩側(cè)的側(cè)邊和中軸線之間形成的夾角的角度值。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件，所述控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)距離的信號的時(shí)間之內(nèi)，自動(dòng)行走設(shè)備行走的距離，計(jì)算出所述中軸線和界限之間的夾角值。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件，所述控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號的時(shí)間之內(nèi)，自動(dòng)行走設(shè)備行走的距離，計(jì)算出所述中軸線和界限之間的夾角值。

優(yōu)選的，所述自動(dòng)行走設(shè)備為自動(dòng)割草機(jī)，還包括位于殼體下方的切割組件和驅(qū)動(dòng)該切割組件進(jìn)行切割的切割馬達(dá)。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)工作系統(tǒng)，包括：界限，用于限定自動(dòng)工作系統(tǒng)的工作范圍，還包括前述自動(dòng)行走設(shè)備。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備的轉(zhuǎn)向方法，所述自動(dòng)行走設(shè)備用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括以下步驟：自動(dòng)行走設(shè)備駛向界限；

自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系；當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)位置關(guān)系時(shí)，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系,此時(shí)所述界限被與所述中軸線的交點(diǎn)分為兩個(gè)側(cè)邊；自動(dòng)行走設(shè)備轉(zhuǎn)向而駛離界限，并使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)始終為自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊成銳角或直角，該界限的另一側(cè)邊在轉(zhuǎn)向開始時(shí)與自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線成銳角或直角；自動(dòng)行走設(shè)備向減小自身的中軸線和界限之間的銳角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足預(yù)設(shè)條件，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備，用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；界限偵測模塊，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限，在預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)所述界限被與所述中軸線的交點(diǎn)分為兩個(gè)側(cè)邊；控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系的信號，令行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線始終與界限的一側(cè)邊成銳角或直角，該界限的另一側(cè)邊在轉(zhuǎn)向開始時(shí)與自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線成銳角或直角；行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備向減小中軸線和界限所成的銳角夾角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；控制模塊令自動(dòng)行走設(shè)備工作在第一轉(zhuǎn)向模式，限定轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值于第一角度范圍；當(dāng)控制模塊檢測到自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)行走設(shè)備工作在第二轉(zhuǎn)向模式，限定轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值于第二角度范圍；第二角度范圍的上限小于第一角度范圍的上限。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛不再滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)行走設(shè)備工作在第一轉(zhuǎn)向模式。

優(yōu)選的，第一角度范圍為25-90度，第二角度范圍為20-75度。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備，用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；界限偵測模塊，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限，在預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)所述界限被與所述中軸線的交點(diǎn)分為兩個(gè)側(cè)邊；控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系的信號，令行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備向減小中軸線和界限所成的銳角夾角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，減小所述轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍的上限。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍為90-120度。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍為90-150度。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備的轉(zhuǎn)向方法，所述自動(dòng)行走設(shè)備用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括以下步驟：自動(dòng)行走設(shè)備駛向界限；

自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系；當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)位置關(guān)系時(shí)，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系；自動(dòng)行走設(shè)備向減小自身的中軸線和界限之間的銳角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足預(yù)設(shè)條件，減小所述轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍的上限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備，用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線,殼體被所述中軸線分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；界限偵測模塊，安裝于殼體，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限；在自動(dòng)行走設(shè)備到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)更接近界限的信號，控制行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)，始終為所述自動(dòng)行走設(shè)備的所述其中一側(cè)到界限的距離小于其中另一側(cè)到界限的距離,在到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，設(shè)置轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限在45-75度之間。

優(yōu)選的，控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，設(shè)置轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限在75-90度之間。

優(yōu)選的，所述界限偵測模塊包括分別位于殼體的中軸線的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件。

優(yōu)選的，所述邊界感應(yīng)元件相對于中軸線對稱布置，位于殼體的前部。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置關(guān)系為其中一個(gè)邊界感應(yīng)元件距離界限到達(dá)預(yù)設(shè)距離。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)位置關(guān)系為其中一個(gè)邊界感應(yīng)元件到達(dá)界限外。

優(yōu)選的，當(dāng)一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身和界限之間達(dá)到預(yù)設(shè)距離的信號給控制模塊后，控制模塊判斷該一側(cè)更接近界限。

優(yōu)選的，當(dāng)一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號給控制模塊后，控制模塊判斷該一側(cè)更接近界限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備的轉(zhuǎn)向方法，自動(dòng)行走設(shè)備具有中軸線，中軸線將自動(dòng)行走設(shè)備分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)，包括以下步驟：自動(dòng)行走設(shè)備駛向界限；自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系；當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)位置關(guān)系時(shí)，判斷自動(dòng)行走設(shè)備的哪一側(cè)更接近界限；自動(dòng)行走設(shè)備轉(zhuǎn)向而駛離界限，并使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)，始終為所述自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)到界限的距離小于其中另一側(cè)到界限的距離，所述其中一側(cè)在轉(zhuǎn)向開始時(shí)更接近界限,在到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向；判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足預(yù)設(shè)條件，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備，用于在由界限所限定的工作范圍內(nèi)行走并工作，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線,殼體被所述中軸線分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；界限偵測模塊，安裝于殼體，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限；其特征在于：在自動(dòng)行走設(shè)備到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)更接近界限的信號，控制行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，使得轉(zhuǎn)向完成時(shí)，始終為所述自動(dòng)行走設(shè)備的所述其中一側(cè)到界限的距離小于其中另一側(cè)到界限的距離,在到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若自動(dòng)行走設(shè)備的行駛不滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)行走設(shè)備工作在第一轉(zhuǎn)向模式，若自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)行走設(shè)備工作在第二轉(zhuǎn)向模式；第一轉(zhuǎn)向模式下，控制模塊限定轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值于第一角度范圍；第二轉(zhuǎn)向模式下，控制模塊限定轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值于第二角度范圍；第二角度范圍的上限小于第一角度范圍的上限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備，包括：殼體，殼體具有縱向的中軸線,殼體被所述中軸線分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)；行走模塊，安裝于殼體，所述行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備行走和轉(zhuǎn)向，行走模塊包括輪組和驅(qū)動(dòng)輪組行走的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；安裝于殼體的界限偵測模塊，偵測自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的位置關(guān)系；能量模塊，安裝于殼體，為自動(dòng)行走設(shè)備提供能量；控制模塊，與行走模塊和界限偵測模塊電性連接；所述自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限；在自動(dòng)行走設(shè)備到達(dá)所述預(yù)設(shè)的位置關(guān)系時(shí)，控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)更接近界限的信號，控制行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，減小所述轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角范圍的上限。

本發(fā)明還提供一種自動(dòng)行走設(shè)備的轉(zhuǎn)向方法，自動(dòng)行走設(shè)備具有中軸線，中軸線將自動(dòng)行走設(shè)備分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)，包括以下步驟：自動(dòng)行走設(shè)備駛向界限；自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系；當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)位置關(guān)系時(shí)，判斷自動(dòng)行走設(shè)備的哪一側(cè)更接近界限；自動(dòng)行走設(shè)備轉(zhuǎn)向而駛離界限，若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向；控制模塊判斷自動(dòng)行走設(shè)備的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若滿足預(yù)設(shè)條件，減小所述轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)角范圍的上限。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：自動(dòng)行走設(shè)備的行走具有方向性，并且，本發(fā)明的自動(dòng)行走設(shè)備在轉(zhuǎn)向時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備是保持行走的，提高了割草機(jī)的整體效率。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，使用本發(fā)明的路徑規(guī)劃方式后，在同樣的滿電量情況下，自動(dòng)行走設(shè)備可以多工作約20％的路徑，有效利用了自動(dòng)行走設(shè)備本身慣性，達(dá)到了極佳的節(jié)能效果。同時(shí)，在同樣的工作時(shí)間內(nèi)，使用本方法的自動(dòng)行走設(shè)備比未使用本方法的自動(dòng)行走設(shè)備多行走了約35％的長度，極大的提高了工作效率。

本發(fā)明的路徑規(guī)劃方式，使自動(dòng)行走設(shè)備的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限，或者減小轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍的上限，或者減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限，使得自動(dòng)行走設(shè)備能夠更快速地通過狹窄通道，增加了工作區(qū)域覆效率，并且更容易從一些原來的自動(dòng)行走設(shè)備不易走出的區(qū)域走出。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，使用本發(fā)明的路徑規(guī)劃方式后，通過狹窄通道的效率提高了約40％。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)工作系統(tǒng)的整體示意圖。

圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草系統(tǒng)的整體示意圖。

圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的路徑選擇圖。

圖5是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的路徑選擇圖。

圖6是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的路徑選擇圖。

圖7是發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)轉(zhuǎn)向前后和邊界線的角度關(guān)系示意圖。

圖8是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的兩側(cè)在轉(zhuǎn)向前后和邊界線的位置關(guān)系示意圖。

圖9是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)割草機(jī)的依靠一個(gè)傳感器轉(zhuǎn)向的原理示意圖。

圖10是現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)行走設(shè)備通過狹窄區(qū)域的路徑圖。

圖11是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)行走設(shè)備通過狹窄區(qū)域的路徑圖。

圖12是本發(fā)明的具體實(shí)施例的自動(dòng)行走設(shè)備通過狹窄區(qū)域的另一路徑圖。

圖13是本發(fā)明的第一實(shí)施例的自動(dòng)行走設(shè)備通過狹窄區(qū)域的路徑圖。

圖14是本發(fā)明的另一實(shí)施例的自動(dòng)行走設(shè)備在工作區(qū)域內(nèi)工作的路徑圖。

圖15是本發(fā)明的另一實(shí)施例的自動(dòng)行走設(shè)備在工作區(qū)域內(nèi)工作的路徑圖。

1自動(dòng)工作設(shè)備3界限5停靠站

7工作區(qū)域11自動(dòng)割草機(jī)13邊界線

15隔離島17障礙21殼體

23驅(qū)動(dòng)輪25輔助輪27驅(qū)動(dòng)馬達(dá)

29切割組件31切割馬達(dá)33中軸線

35邊界感應(yīng)元件41交點(diǎn)

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1，本具體實(shí)施方式的自動(dòng)工作系統(tǒng)包括自動(dòng)行走設(shè)備1、界線3和?？空?。其中界限3用于限制自動(dòng)工作系統(tǒng)的工作區(qū)域7，自動(dòng)行走設(shè)備在界限之中或之間行走并工作，停靠站5用于供自動(dòng)行走設(shè)備停泊，尤其是在能源不足時(shí)返回補(bǔ)充能量。

界限是邊界和障礙的統(tǒng)稱。邊界是整個(gè)工作區(qū)域的外圍，通常首尾相連，將工作區(qū)域封閉，邊界可以是實(shí)體的也可以是電子的，即可以由墻壁、籬笆，欄桿等形成邊界，也可以由邊界信號發(fā)生裝置發(fā)出虛擬邊界信號，如電磁信號或光信號。障礙是位于工作范圍內(nèi)的無法在其上行走的部分或區(qū)域，如室內(nèi)的沙發(fā)、床柜，或室外的水塘、花臺等，類似的，障礙也可以是實(shí)體的或者電子的，實(shí)體的障礙可以由前述的障礙物自身形成，電子的障礙可以由邊界信號發(fā)生裝置發(fā)出虛擬障礙信號形成。虛擬邊界信號和虛擬障礙信號可以為同一種信號也可以為不同的信號，由具體需求選擇。

自動(dòng)行走設(shè)備可以是自動(dòng)割草機(jī)，或者自動(dòng)吸塵器等，它們自動(dòng)行走于工作區(qū)域的地面或表面上，進(jìn)行割草或吸塵工作。當(dāng)然，自動(dòng)行走設(shè)備不限于自動(dòng)割草機(jī)和自動(dòng)吸塵器，也可以為其它設(shè)備，如噴灑設(shè)備，監(jiān)視設(shè)備等等適合無人值守的設(shè)備。

自動(dòng)行走設(shè)備1包括行走模塊、工作模塊、界限偵測模塊、能量模塊、控制模塊等。

行走模塊用于帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備在工作區(qū)域7內(nèi)行走，通常由安裝在自動(dòng)行走設(shè)備1上的輪組和驅(qū)動(dòng)輪組的行走馬達(dá)組成。輪組包括連接行走馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)輪和主要起輔助支撐作用的輔助輪，優(yōu)選的，在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)量為兩個(gè)，位于自動(dòng)行走設(shè)備1的后部，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪連接有一個(gè)行走馬達(dá)，輔助輪的數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)，位于自動(dòng)行走設(shè)備的前部。

工作模塊用于執(zhí)行自動(dòng)行走設(shè)備1的具體工作任務(wù)，若自動(dòng)行走設(shè)備1為自動(dòng)吸塵器，則工作模塊包括吸塵馬達(dá)，吸塵口、吸塵管、真空室、集塵裝置等用于執(zhí)行吸塵任務(wù)的工作部件；若自動(dòng)行走設(shè)備1為自動(dòng)割草機(jī)，則工作模塊包括割草刀片、切割馬達(dá)等，也可能包括割草高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等優(yōu)化或調(diào)整割草效果的部件。

界限偵測模塊用于偵測自動(dòng)行走設(shè)備1和界限3的相對位置關(guān)系，具體可能包括距離、角度，界限內(nèi)外方位中的一種或幾種。界限偵測模塊的組成和原理可以為多種，如可以為紅外線式、超聲波式、碰撞檢測式，磁感應(yīng)式等等，其傳感器和對應(yīng)的信號發(fā)生裝置的設(shè)置位置和數(shù)量也是多樣的，并且和路徑規(guī)劃方式相關(guān)，因此具體將在下文中結(jié)合具體實(shí)施例和路徑規(guī)劃方式講述。

能量模塊用于為自動(dòng)行走設(shè)備1的各項(xiàng)工作提供能量，其包括可充電電池和充電連接結(jié)構(gòu)，充電連接結(jié)構(gòu)通常為可露出于自動(dòng)行走設(shè)備外的充電電極片。

控制模塊用于控制自動(dòng)行走設(shè)備1自動(dòng)行走和工作，是自動(dòng)行走設(shè)備1的核心部件，它執(zhí)行的功能包括控制工作模塊啟動(dòng)工作或停止，生成行走路徑并控制行走模塊依照行走，判斷能量模塊的電量并及時(shí)指令自動(dòng)行走設(shè)備返回充電站自動(dòng)對接充電等等?？刂颇K通常包括單片機(jī)和存儲(chǔ)器以及其它外圍電路。

除了上述模塊，自動(dòng)行走設(shè)備1還包括容納和安裝各個(gè)模塊的殼體、供使用者操作的控制面板等，自動(dòng)行走設(shè)備1還可能包括各種環(huán)境傳感器，如濕度傳感器，溫度傳感器，加速度傳感器，光線傳感器等，這些傳感器可以幫助自動(dòng)行走設(shè)備判斷工作環(huán)境，以執(zhí)行相應(yīng)的程序。

?？空?通常位于工作范圍內(nèi)，常常位于界限3旁邊或界限3上，和市電或其它電能提供系統(tǒng)連接，供自動(dòng)行走設(shè)備返回充電，?？空?上設(shè)有充電電極片，用于和自動(dòng)行走設(shè)備1的相應(yīng)的電極片對接。

以下詳述本發(fā)明的具體實(shí)施方式的路徑規(guī)劃方式，尤其是離開界限返回界內(nèi)的方式、在一些普通的自動(dòng)行走設(shè)備1難以通過的狹窄區(qū)域的路徑規(guī)劃方式。

在描述路徑規(guī)劃方法之前，首先介紹一種具體的自動(dòng)工作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以其為基礎(chǔ)講述各個(gè)路徑規(guī)劃方式。需要指出，這種具體的自動(dòng)工作系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)的引入僅僅是為了描述的統(tǒng)一和方便，并非是唯一的，可以具有合適的變化，其中的一些變化將在下文中具體描述。

如圖2，這種自動(dòng)工作系統(tǒng)為一種自動(dòng)割草系統(tǒng)。自動(dòng)割草系統(tǒng)包括：作為自動(dòng)行走設(shè)備的自動(dòng)割草機(jī)11；?？空?，供自動(dòng)割草機(jī)11停泊和充電；位于停靠站5上、生成邊界信號的邊界信號發(fā)生器；連接邊界信號發(fā)生器的邊界線13，邊界線13和邊界信號發(fā)生器形成閉合環(huán)形，邊界線13上具有邊界信號，邊界線13以內(nèi)形成自動(dòng)割草機(jī)的工作范圍。

邊界信號發(fā)生器產(chǎn)生周期性的電流信號，發(fā)送到邊界線13中，邊界線13為導(dǎo)線，其上流過相應(yīng)的周期性電流，周期性的電流在邊界線附近產(chǎn)生周期性的磁場，磁場具有方向性和強(qiáng)弱，在邊界線的兩側(cè)的方向相反，即在工作范圍的內(nèi)外方向相反，且越接近邊界線磁場信號越強(qiáng)。

優(yōu)選的，本處的周期性電流信號為方波脈沖信號，其生成和識別均較易，可以降低成本，提高效率。

同樣如圖2所示，工作范圍以內(nèi)還具有隔離島15，隔離島15是工作范圍以內(nèi)的不適宜進(jìn)行工作、自動(dòng)行走設(shè)備1繞行的區(qū)域，隔離島15內(nèi)可能是自動(dòng)行走設(shè)備1不能通過的花臺、水塘等。在本自動(dòng)割草系統(tǒng)中，隔離島15同樣由邊界線13圍繞形成，如圖，邊界線13在合適位置從邊界處折向隔離島15，到達(dá)隔離島15后環(huán)繞隔離島15一周回到隔離島15的邊界線起點(diǎn)，然后貼著邊界線13返回到邊界。這樣，隔離島15的周圍具有了邊界信號，自動(dòng)割草機(jī)11將不會(huì)進(jìn)入隔離島15，而隔離島15和邊界之間則具有兩條彼此緊貼，方向相反的邊界線13，這兩條邊界線13上的電流方向相反，因此產(chǎn)生的磁場相互抵消，因而不會(huì)有邊界信號，自動(dòng)割草機(jī)11可以自由通過。

在本自動(dòng)割草系統(tǒng)中，邊界線13優(yōu)選的布置的離待割草區(qū)域的實(shí)際物理界限有一段距離。例如位于草坪中離草坪邊緣30厘米處，又如距離隔離島15中的花臺30厘米。這是因?yàn)橛捎诮缦奘欠俏锢韺?shí)體的虛擬信號，不能物理阻擋自動(dòng)割草機(jī)11，因而為自動(dòng)割草機(jī)11留下了一段慣性移動(dòng)的距離，讓自動(dòng)割草機(jī)11在監(jiān)測到邊界線后仍然可以向外移動(dòng)一段距離而不會(huì)離開真正的工作范圍。

同樣如圖2所示，工作范圍以內(nèi)還具有障礙17，具體可能為工作范圍內(nèi)的土坡、石塊、樹木等。在本自動(dòng)割草系統(tǒng)中，類似小的障礙不會(huì)使用邊界線圍繞形成隔離島15，而是通過設(shè)置在自動(dòng)割草機(jī)11上的障礙傳感器檢測。

如圖3，為本自動(dòng)割草系統(tǒng)的自動(dòng)割草機(jī)結(jié)構(gòu)圖。如前所述的，自動(dòng)行走設(shè)備包括殼體21，以及安裝于殼體的行走模塊、工作模塊、界限偵測模塊、能量模塊、控制模塊等。

在本自動(dòng)割草機(jī)11中，行走模塊包括安裝于殼體的下方的輪組，輪組包括驅(qū)動(dòng)輪23，數(shù)目為兩個(gè)，分別位于殼體21的后方兩側(cè)；輪組還包括輔助輪25，數(shù)目同樣為兩個(gè)，分別位于殼體21的前方兩側(cè)。行走模塊還包括連接驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪23轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)自動(dòng)割草機(jī)11行走，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)還負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪23轉(zhuǎn)向。在本自動(dòng)割草機(jī)11中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪23各自獨(dú)立連接一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由控制模塊控制，當(dāng)控制模塊指令兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以同樣速度同向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11沿直線行走；當(dāng)控制模塊指令兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)或異向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)向，自動(dòng)割草機(jī)11會(huì)向轉(zhuǎn)速較慢的驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)或者轉(zhuǎn)動(dòng)方向?qū)?yīng)為后退的驅(qū)動(dòng)輪一側(cè)轉(zhuǎn)向。

在本自動(dòng)割草機(jī)11中，工作模塊包括安裝于自動(dòng)割草機(jī)下方的切割組件29，以及驅(qū)動(dòng)切割組件29進(jìn)行切割草坪工作的切割馬達(dá)31。切割組件29可以為連接割草輸出軸的刀片或者為連接割草輸出軸的刀盤和刀片的組合，其具體結(jié)構(gòu)和可能的形式為業(yè)內(nèi)人士所周知，不再贅述。

在本自動(dòng)割草機(jī)11中，界限偵測模塊為安裝在殼體21中的邊界感應(yīng)元件35，具體的，自動(dòng)割草機(jī)具有縱向的中軸線33，中軸線33將殼體21分為兩側(cè)，分別為左側(cè)和右側(cè)。邊界感應(yīng)元件35為分別安裝在中軸線33的兩側(cè)的電感元件(簡稱電感)，優(yōu)選的，電感元件的數(shù)目為兩個(gè)，對稱的安裝在中軸線33的兩側(cè)，殼體21的前部。電感元件位于前方的優(yōu)勢在可以更快速和更準(zhǔn)確的感應(yīng)到邊界信號。界限偵測模塊和控制模塊連接，將監(jiān)測到的邊界信號傳送給控制模塊。當(dāng)然，電感元件也可以位于殼體21的中部或后部，數(shù)目可以為更多個(gè)，以增加邊界信號識別的準(zhǔn)確性。

在本自動(dòng)割草機(jī)11中，能量模塊為位于殼體21中的可充電電池，以及連接可充電電池的充電極片；充電極片位于殼體的前部并露出于殼體21外，用于在自動(dòng)割草機(jī)11進(jìn)入?？空?時(shí)，和?？空?的相應(yīng)充電極片對接，為自動(dòng)割草機(jī)11充電。

在本自動(dòng)割草機(jī)11中，控制模塊位于殼體21中，包括微控制器以及存儲(chǔ)器等，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)自動(dòng)割草機(jī)的工作程序和自動(dòng)割草機(jī)在工作過程中的相關(guān)參數(shù)、各個(gè)傳感器和其他模塊發(fā)回的信息等；微控制器用于接收其他系統(tǒng)發(fā)出的信號以及根據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)置的程序，計(jì)算出并向各個(gè)模塊發(fā)出相應(yīng)的工作指令。

本自動(dòng)割草機(jī)11還包括障礙監(jiān)測模塊，具體為安裝在殼體上的碰撞傳感器，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11撞到障礙時(shí)，碰撞傳感器檢測到碰撞并產(chǎn)生碰撞信號，發(fā)給控制模塊。

本自動(dòng)割草機(jī)11還包括控制面板，用于供操作者設(shè)定工作模式，在此不進(jìn)行詳細(xì)描述。

現(xiàn)簡要介紹本自動(dòng)割草系統(tǒng)的工作方式。自動(dòng)割草機(jī)11在由邊界線13圍繞的工作范圍內(nèi)巡航并進(jìn)行割草工作，在正常狀況下，自動(dòng)割草機(jī)11直線行走，直到撞到界限，即邊界線13或者障礙17。若自動(dòng)割草機(jī)11遇到邊界線13或者障礙，它將轉(zhuǎn)向折返回到界內(nèi)繼續(xù)直線行走，直到再次遇到界限。通過上述的在界內(nèi)不斷折返的方式，覆蓋全部工作區(qū)域7進(jìn)行工作。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11電量低至預(yù)設(shè)程度、或者發(fā)生其他情形需要返回?？空?時(shí)，控制模塊控制自動(dòng)割草機(jī)11尋找邊界線13，然后沿邊界線13行走，由于?？空?位于邊界線13上，因此自動(dòng)割草機(jī)11將沿著邊界線13走回停靠站5中，然后對接充電或停泊于停靠站5。

以前述的自動(dòng)割草系統(tǒng)為代表的自動(dòng)工作系統(tǒng)在工作中，遇到界限后向界內(nèi)轉(zhuǎn)向折返是最為頻繁的出現(xiàn)的中斷正常工作的情形，提高轉(zhuǎn)向折返的效率將直接、大幅的提高自動(dòng)工作系統(tǒng)的工作效率。

因而，首先描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式的離開界限返回界內(nèi)的方式。在自動(dòng)行走設(shè)備1行走一段時(shí)間之后，必然會(huì)撞到界限，自動(dòng)行走設(shè)備1通過界限偵測模塊監(jiān)測自動(dòng)行走設(shè)備遇到界限時(shí)，彼此的相對位置關(guān)系，即如前所述的角度關(guān)系，內(nèi)外關(guān)系，距離等。界限偵測模塊將代表這些位置關(guān)系的信號，如接近程度信號和/或角度關(guān)系信號發(fā)送給控制模塊。當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備在駛向界限并到達(dá)一預(yù)設(shè)的位置關(guān)系后轉(zhuǎn)向以駛離界限，以保證不離開工作范圍?？刂颇K接收的界限偵測模塊發(fā)送的信號可能代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系，也可能代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的距離，還可能代表自動(dòng)行走設(shè)備的哪一側(cè)離界限較近，也可能同時(shí)代表上述內(nèi)容中的幾項(xiàng)，這部分的取決于如何解讀界限偵測模塊發(fā)送的信號。

前述的預(yù)設(shè)位置關(guān)系涉及到轉(zhuǎn)向的啟動(dòng)條件，其會(huì)根據(jù)具體的自動(dòng)工作系統(tǒng)的不同而變化，如在本自動(dòng)割草機(jī)系統(tǒng)中，預(yù)設(shè)的位置關(guān)系為自動(dòng)割草機(jī)11已實(shí)際撞到邊界線，一個(gè)電感元件位于邊界線13的正上方，即某一個(gè)邊界感應(yīng)元件距離界限的距離達(dá)到一個(gè)為0的預(yù)設(shè)距離。而在自動(dòng)吸塵器系統(tǒng)中，因?yàn)檫吔缤鶠閴w，預(yù)設(shè)的位置關(guān)系通常為為自動(dòng)吸塵器的前端距離邊界一段確定的距離，如30厘米。當(dāng)然，上述的例子為示意性的，預(yù)設(shè)的位置關(guān)系會(huì)根據(jù)具體需求設(shè)定。

對于轉(zhuǎn)向的具體過程，因?yàn)樽詣?dòng)行走設(shè)備的中軸線必然和界限形成一個(gè)交點(diǎn)，在非垂直接近界限時(shí)，也必然有自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)更接近界限。那么當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備1的中軸線不垂直于界限時(shí)，與該交點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)的邊界線形成一個(gè)銳角夾角，自動(dòng)行走設(shè)備向減小該銳角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過較小的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向界內(nèi)，較為高效。更抽象的說，自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系，控制模塊根據(jù)界限偵測模塊發(fā)送的代表自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間的角度關(guān)系的信號，令行走模塊執(zhí)行轉(zhuǎn)向，使得為了轉(zhuǎn)向的高效快捷，控制模塊使行走模塊帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備向減小中軸線和界限所成的銳角夾角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終保證是自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線始終與界限的一側(cè)邊成銳角或直角，該界限的另一側(cè)邊在轉(zhuǎn)向開始時(shí)與自動(dòng)行走設(shè)備的中軸線成銳角或直角。類似的，上述過程也可以理解為自動(dòng)行走設(shè)備監(jiān)測自身和界限的位置關(guān)系，當(dāng)自動(dòng)行走設(shè)備和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)位置關(guān)系時(shí)，判斷自動(dòng)行走設(shè)備的哪一側(cè)更接近界限若左側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)更接近界限，則自動(dòng)行走設(shè)備逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)向結(jié)果始終為所述自動(dòng)行走設(shè)備的其中一側(cè)到界限的距離小于其中另一側(cè)到界限的距離，所述其中一側(cè)在轉(zhuǎn)向開始時(shí)更接近界限。上述兩種描述方式雖然不同，然而其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是一致的，應(yīng)能理解，界限偵測模塊發(fā)送的信號參數(shù)在物理能對應(yīng)不同的場景。

圖4、圖5和圖6為前述的自動(dòng)割草機(jī)11遇到界限之后的路徑選擇示意圖。在圖4、圖5和圖6中，自動(dòng)割草機(jī)11的行走方向相同，在撞向邊界線13時(shí)中軸線33的延伸方向相同，但各圖中邊界線13的延伸方向不同，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)向的方向和結(jié)果不同。各圖中穿過自動(dòng)割草機(jī)11的虛線為自動(dòng)割草機(jī)11的行走軌跡線。

本自動(dòng)割草系統(tǒng)中，在自動(dòng)割草機(jī)11撞到邊界線13的時(shí)刻，自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33和邊界線13具有一個(gè)交點(diǎn)41，則中軸線33與交點(diǎn)41兩側(cè)的邊界線13各形成一個(gè)角度，這兩個(gè)角度之和為180度。需要說明，整體上看邊界線13或者界限可能是彎曲的，但在具體的一個(gè)交點(diǎn)附近的邊界線13或者界限可以視作是直線；或者也可以說，雖然邊界線13或界限可能是彎曲的，但是在達(dá)到判斷轉(zhuǎn)向的預(yù)設(shè)距離處，中軸線33和邊界線13或界限的交點(diǎn)，邊界線13或者界限的延伸方向?yàn)橹本€，該延伸方向?yàn)檫吔缇€13或者界限的切線。在后文中，為了描述的直觀和方便，在后文仍稱之為中軸線33和邊界線13或者界限的夾角，但該處邊界線13和界限的意義如上所述，是指在交點(diǎn)處的邊界線13/界限的直線段或者延伸方向或者切線方向。

如前所述，自動(dòng)割草機(jī)11優(yōu)選的在中軸線33的兩側(cè)對稱的分別設(shè)有一個(gè)邊界感應(yīng)元件35。如圖4，自動(dòng)割草機(jī)1撞向邊界線13，與邊界線13不垂直，其左側(cè)會(huì)首先撞到邊界線13，即左側(cè)的邊界感應(yīng)元件35會(huì)首先感應(yīng)到撞到邊界線13，并向控制模塊發(fā)送一個(gè)撞線信號，表明自動(dòng)割草機(jī)11的左側(cè)撞到了邊界線13。控制模塊首先接收到左側(cè)的撞線信號，則相應(yīng)的判斷自動(dòng)割草機(jī)是從邊界線13和自動(dòng)割草機(jī)11的交點(diǎn)的左側(cè)駛向邊界線13，自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33和撞線交點(diǎn)的左側(cè)的邊界線13成銳角夾角?；蛘哒f，一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身到達(dá)距離界限一預(yù)設(shè)距離的信號給控制模塊后，控制模塊判斷位于中軸線的所述一側(cè)的界限和所述中軸線成銳角夾角。另一種情況下，若邊界感應(yīng)元件發(fā)生的信號代表的是其自身和界限的內(nèi)外關(guān)系，則一側(cè)的邊界感應(yīng)元件首先發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號給控制模塊后，控制模塊判斷位于中軸線的所述一側(cè)的界限和所述中軸線成銳角夾角。在判斷確定了自動(dòng)割草機(jī)11的行駛方向，或者說撞線時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11中軸線33和邊界線13的方位關(guān)系后，自動(dòng)割草機(jī)11相應(yīng)確定轉(zhuǎn)向方向，向右轉(zhuǎn)向，即自動(dòng)割草機(jī)11會(huì)向減小其中軸線33和邊界線13的銳角夾角的方向轉(zhuǎn)向?；蛘咭部梢哉f，如圖所示的，當(dāng)轉(zhuǎn)向啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)行走設(shè)備的左側(cè)較接近界限，則順時(shí)針轉(zhuǎn)向；若右側(cè)較接近界限，則逆時(shí)針轉(zhuǎn)向。具體的，自動(dòng)割草機(jī)11的控制模塊會(huì)控制行走模塊，使左側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪23的轉(zhuǎn)速大于右側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪23的轉(zhuǎn)速，使自動(dòng)割草機(jī)11向右轉(zhuǎn)向，返回工作區(qū)域7內(nèi)。在本自動(dòng)割草機(jī)11中，轉(zhuǎn)向的角度是固定的，大于等于90度而小于180度，優(yōu)選的為略大于90度，在90度至120度之間。此處轉(zhuǎn)向角之所以大于等于90度，是為了在不明確前述的銳角夾角的具體角度值時(shí)，保證轉(zhuǎn)向后行駛向界內(nèi)，若能夠判斷該角度值，則可以根據(jù)銳角的值相應(yīng)的選擇合適的180度以內(nèi)的轉(zhuǎn)角，具體將在后文詳述。

需要說明，由于本自動(dòng)割草機(jī)11判斷轉(zhuǎn)向的時(shí)間點(diǎn)為自動(dòng)割草機(jī)11實(shí)際撞到邊界線13上的時(shí)刻，因此在轉(zhuǎn)向時(shí)，其行走軌跡可能會(huì)越過邊界線13，然后再回到界內(nèi)，在越過邊界線13時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11的另一個(gè)邊界感應(yīng)元件35也會(huì)感應(yīng)到撞到邊界線13，向控制模塊發(fā)送撞線信號。如前所述，自動(dòng)割草系統(tǒng)的邊界線13布置的會(huì)較實(shí)際的物理工作范圍如草坪略靠內(nèi)，因此自動(dòng)割草機(jī)11在轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)超出實(shí)際的物理工作范圍。

如圖5，邊界線的延伸方向和圖4不同，因此雖然自動(dòng)割草機(jī)11的朝向相同，但轉(zhuǎn)向的方向不同。具體的，自動(dòng)割草機(jī)11的右側(cè)會(huì)首先撞到邊界線13，即右側(cè)的邊界感應(yīng)元件35會(huì)首先感應(yīng)到撞到邊界線11，并向控制模塊發(fā)送一個(gè)撞線信號，表明自動(dòng)割草機(jī)11的右側(cè)撞到了邊界線?？刂颇K首先接收到右側(cè)的撞線信號，則相應(yīng)的判斷自動(dòng)割草機(jī)是從邊界線和自動(dòng)割草機(jī)的交點(diǎn)的右側(cè)駛向邊界線，自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線和撞線交點(diǎn)的右側(cè)的邊界線成銳角夾角。在判斷確定了自動(dòng)割草機(jī)11的行駛方向，或者說撞線時(shí)自動(dòng)割草機(jī)中軸線33和邊界線13的方位關(guān)系后，自動(dòng)割草機(jī)11相應(yīng)確定轉(zhuǎn)向方向，向左轉(zhuǎn)向，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，即自動(dòng)割草機(jī)11會(huì)向減小其中軸線33和邊界線11的銳角夾角的方向轉(zhuǎn)向。具體的，自動(dòng)割草機(jī)11的控制模塊會(huì)控制行走模塊，使右側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪23的轉(zhuǎn)速大于左側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪23的轉(zhuǎn)速，使自動(dòng)割草機(jī)11向左轉(zhuǎn)向，返回工作區(qū)域內(nèi)。

如圖6所示，邊界線13的延伸方向和自動(dòng)割草機(jī)11的行駛方向或者說撞向邊界線13時(shí)的中軸線33方向垂直，此時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11的兩個(gè)邊界感應(yīng)元件35同時(shí)向控制模塊發(fā)送撞線信號，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11垂直駛向邊界線，然后控制行走系統(tǒng)隨機(jī)轉(zhuǎn)向。

以上介紹了自動(dòng)割草機(jī)11和邊界線13成各種角度時(shí)的轉(zhuǎn)向方式，下面參照圖7描述本發(fā)明的自動(dòng)割草機(jī)11在典型的轉(zhuǎn)向過程中的角度變化。

如圖7，自動(dòng)割草機(jī)11的行走軌跡越過邊界線13，出界時(shí)中軸線33和邊界線13的交點(diǎn)為o，轉(zhuǎn)向完成且入界后中軸線33和邊界線13的交點(diǎn)為p。在出界時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33或者說行走軌跡和邊界線13的交點(diǎn)一側(cè)形成一個(gè)銳角夾角角o，如圖所示，然后，控制模塊會(huì)控制自動(dòng)割草機(jī)11向減小這個(gè)銳角夾角的方向轉(zhuǎn)向，并在轉(zhuǎn)向時(shí)保持行走，離開界內(nèi)再折回界內(nèi)，折回界內(nèi)后轉(zhuǎn)向完成，轉(zhuǎn)向完成后，自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33和邊界線13的交點(diǎn)處，同樣形成一個(gè)銳角夾角角p，如圖所示，以p為起點(diǎn)的該角p的位于邊界線上的一邊的延伸方向和以o為起點(diǎn)的角o的位育邊界線上的一邊的延伸方向相反。

由于在該割草工作系統(tǒng)中，觸發(fā)轉(zhuǎn)向的預(yù)設(shè)位置關(guān)系為預(yù)設(shè)距離為零，所與軌跡線會(huì)與邊界線相交，轉(zhuǎn)向前和轉(zhuǎn)向后自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33和邊界線13的夾角的頂點(diǎn)會(huì)分開，但容易理解到，根據(jù)所述的預(yù)設(shè)距離的不同，圖中軌跡線會(huì)上下平移，從而軌跡線和邊界線13的交點(diǎn)位置會(huì)變化，甚至重合或沒有，但是中軸線33和邊界線13的兩個(gè)夾角的角度是不變的。簡化的講，以觸發(fā)轉(zhuǎn)向時(shí)中軸線33和邊界線13的交點(diǎn)為分界，將邊界線13分為向兩個(gè)方向延伸的兩側(cè)，則轉(zhuǎn)向前中軸線33會(huì)和其中一側(cè)成銳角，而轉(zhuǎn)向后中軸線33會(huì)和向另一方向延伸的相對另一側(cè)成銳角。

如果自動(dòng)割草機(jī)11垂直撞向邊界線13，轉(zhuǎn)向后會(huì)和其中一側(cè)成銳角，而轉(zhuǎn)向后中軸線33會(huì)和向另一方向延伸的相對另一側(cè)成銳角。

為更好的理解本發(fā)明，以下參照圖8描述本發(fā)明的自動(dòng)割草機(jī)11在典型的轉(zhuǎn)向過程中的位置變化。

如圖8，自動(dòng)割草機(jī)11的一側(cè)會(huì)首先撞線，而在撞線時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11的另一側(cè)和邊界線13會(huì)有一段距離，如圖所示，為d0，自動(dòng)割草機(jī)11在此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)向，如前所述的，若左側(cè)首先撞線則自動(dòng)割草機(jī)11右轉(zhuǎn)，右側(cè)撞線則自動(dòng)割草機(jī)11左轉(zhuǎn)，即其中一側(cè)撞線則自動(dòng)行走設(shè)備向另一側(cè)轉(zhuǎn)向。依然如圖，在轉(zhuǎn)向完成、自動(dòng)割草機(jī)11進(jìn)入界內(nèi)后，自動(dòng)割草機(jī)11的首先撞線的一側(cè)距離邊界線13或者說邊界線13的延長線的距離為d1，而另一側(cè)距離邊界線13或者說邊界線13的延長線的距離為d2，如圖所示，轉(zhuǎn)向后d1小于d2，即自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)向后保持首先撞線的一側(cè)距離邊界線較另一側(cè)為近。

在具體實(shí)現(xiàn)上，當(dāng)界限偵測模塊偵測到所述殼體21的一側(cè)和界限首先達(dá)到預(yù)設(shè)距離時(shí)，向控制模塊發(fā)送信號，所述控制模塊進(jìn)而控制所述行走模塊，帶動(dòng)自動(dòng)行走設(shè)備1從所述一側(cè)向另一側(cè)轉(zhuǎn)向，所述轉(zhuǎn)向完成時(shí)，所述自動(dòng)行走設(shè)備1的所述一側(cè)到界限的距離小于所述另一側(cè)到界限的距離。

通過上面的描述可以看出，自動(dòng)行走設(shè)備11在保持轉(zhuǎn)向后與交點(diǎn)另一側(cè)的邊界線的夾角也為銳角，或者自動(dòng)行走設(shè)備的首先接近邊界的一側(cè)到界限的距離小于所述另一側(cè)到界限的距離的前提下，以較小的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向了工作范圍之內(nèi)，其轉(zhuǎn)角角度至多為180度，而如果以相反方向轉(zhuǎn)角，則達(dá)到相同的最終角度，轉(zhuǎn)角角度至少為180度。

上述轉(zhuǎn)向方式使得最終達(dá)到的自動(dòng)行走設(shè)備1的行走具有方向性，若以自動(dòng)行走設(shè)備1和界限的交點(diǎn)處的界限垂直線將工作范圍分為兩部分，則轉(zhuǎn)向后自動(dòng)行走設(shè)備會(huì)從原來一部分移動(dòng)到另一部分中，而不會(huì)停留在原來部分。這樣，自動(dòng)行走設(shè)備會(huì)更經(jīng)常的巡航到不同的區(qū)域，增加了工作區(qū)域覆效率，并且更容易從一些原來的自動(dòng)行走設(shè)備不易走出的區(qū)域走出。

上述轉(zhuǎn)向過程中，界限偵測模塊對角度的判斷是定性的，僅僅判斷自動(dòng)割草機(jī)的哪一側(cè)先撞向邊界線，然后相應(yīng)的，向另一側(cè)轉(zhuǎn)向，并且轉(zhuǎn)角不超過180度；或者說僅僅判斷自動(dòng)割草機(jī)11和交點(diǎn)41的哪一側(cè)的邊界線成銳角，然后相應(yīng)的向減小該銳角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，最后和另一側(cè)的夾角也為銳角，然后繼續(xù)直線行駛。

然而，為了達(dá)到更佳的效果，界限偵測模塊對角度的判斷也可以是定量的，即監(jiān)測確定在撞線時(shí)自動(dòng)割草機(jī)的中軸線和邊界線的夾角值。在本自動(dòng)割草機(jī)上，其實(shí)現(xiàn)方式如下所述：

自動(dòng)割草機(jī)11上會(huì)設(shè)有位移監(jiān)測元件，用于監(jiān)測自動(dòng)割草機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)的行走距離，由于位移和速度是相關(guān)的量，本自動(dòng)割草機(jī)11通過監(jiān)測行走速度來監(jiān)測自動(dòng)割草機(jī)的位移，位移監(jiān)測元件具體可以為監(jiān)測驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速度的轉(zhuǎn)速度傳感器，或者直接監(jiān)測自動(dòng)割草機(jī)11的速度的加速度傳感器，或其他可以監(jiān)測自動(dòng)割草機(jī)11速度的元件。

在轉(zhuǎn)向?qū)嶋H發(fā)生之前，自動(dòng)割草機(jī)11的兩個(gè)邊界感應(yīng)元件35會(huì)先后撞線并分別發(fā)送撞線信號給控制模塊，位移監(jiān)測元件會(huì)監(jiān)測在邊界線感應(yīng)元件35先后撞線的時(shí)間段內(nèi)，自動(dòng)割草機(jī)11的移動(dòng)距離。同時(shí)，兩個(gè)邊界線感應(yīng)元件35之間的距離為一個(gè)已知的固定值，因而，根據(jù)兩個(gè)邊界線感應(yīng)元件35之間的距離，和自動(dòng)割草機(jī)11的兩個(gè)邊界線感應(yīng)元件35先后通過邊界線13的移動(dòng)距離，可以計(jì)算出撞線時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11和邊界線13之間的夾角。也可以說，控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)距離的信號的時(shí)間之內(nèi)，或兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號的時(shí)間之內(nèi)，自動(dòng)行走設(shè)備行走的距離，計(jì)算出所述中軸線和界限之間的夾角值。然后控制元件根據(jù)該夾角可以相應(yīng)的計(jì)算出合適的轉(zhuǎn)向角，可以使自動(dòng)割草機(jī)11保持一個(gè)固定的角度離開邊界線，也可以使自動(dòng)割草機(jī)11以變化的角度離開邊界線的角度。在能計(jì)算出角度值的情況下，轉(zhuǎn)向的角度可以小于90度

由于隔離島15的信號和邊界線13的信號是相同的，都是周期性的電流信號，因此，在撞向隔離島13時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11將以和撞向邊界線13同樣的方式判斷方位并轉(zhuǎn)向離開隔離島15。

由于障礙17周圍沒有邊界線信號，因而自動(dòng)割草機(jī)11在發(fā)現(xiàn)障礙17后，可以不直接轉(zhuǎn)向，而首先停機(jī)，然后后退再轉(zhuǎn)向。然而，由于該種方式會(huì)降低工作效率，因此，自動(dòng)割草機(jī)11還可以設(shè)置一套障礙遙感模塊，在實(shí)際撞到障礙前便發(fā)現(xiàn)障礙17并實(shí)行轉(zhuǎn)向，優(yōu)選的，障礙遙感裝置同樣能夠監(jiān)測到自動(dòng)割草機(jī)11撞向障礙17的角度，從而使用和前述的邊界線13轉(zhuǎn)向類似的方式轉(zhuǎn)向，提高效率。例如，障礙遙感模塊可以為設(shè)在自動(dòng)割草機(jī)11上的超聲波發(fā)射元件和分別設(shè)在自動(dòng)割草機(jī)兩側(cè)的兩個(gè)超聲波接收元件，通過兩側(cè)的兩個(gè)超聲波接收元件接收到反射的超聲波信號的時(shí)間差，判斷和障礙的距離和角度。

需要指出，上述的具體轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和方式的描述僅僅是示例性的，并不是對本發(fā)明的局限。

如前所述，界限偵測模塊對角度的判斷可以是定性的，也可以是定量的，定性的是指界限偵測模塊僅僅判斷自動(dòng)行走設(shè)備1和界限的交點(diǎn)的兩側(cè)中的哪一側(cè)成銳角夾角，然后相應(yīng)得朝減小該銳角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且保持轉(zhuǎn)向后與另一側(cè)的夾角也為銳角。定量的是指界限偵測模塊能夠判斷自動(dòng)行走設(shè)備和界限的確切角度，并朝減小銳角夾角的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并根據(jù)具體的夾角選擇轉(zhuǎn)向角度，達(dá)到優(yōu)化轉(zhuǎn)向角的目的，優(yōu)化轉(zhuǎn)向角可以指減小轉(zhuǎn)向角度，也可以指保證彈出角度在一定范圍內(nèi)，也可以指優(yōu)化路徑，增大覆蓋率或者減小折返次數(shù)。

同樣如前所述，界限3可以有多種，而不局限于電流式的邊界線信號或者障礙，還可以是房屋中的墻體，其他聲光電邊界信號等。相應(yīng)的，界限3偵測模塊為多種，如紅外線傳感器、超聲波傳感器等，根據(jù)界限3性質(zhì)的不同會(huì)相應(yīng)的不同。通常，對于實(shí)體的界限，為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，自動(dòng)行走設(shè)備不能撞到界限，因此預(yù)定轉(zhuǎn)向的地點(diǎn)和實(shí)際界限的距離會(huì)較長，傳感器為遙感式，以保證轉(zhuǎn)向時(shí)都不會(huì)撞到界限3。而對于信號式的界限3，預(yù)定轉(zhuǎn)向的距離會(huì)較短，在很接近或者已經(jīng)撞到邊界了才轉(zhuǎn)向，由于慣性，轉(zhuǎn)向的真實(shí)軌跡可能會(huì)和界限是相交的。當(dāng)然，根據(jù)具體情況，信號式的界限3的轉(zhuǎn)向判斷點(diǎn)也可以設(shè)置的和實(shí)體界限一樣，保持一段距離，從而使轉(zhuǎn)向時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備與界限不相交，即轉(zhuǎn)向時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備11界限的距離大于等于零。

如前所述，判斷自動(dòng)行走設(shè)備1與邊界線之間的距離和角度的方式可以有多種，不限于本具體實(shí)施例所描述的方式。例如，還可以采用類似于車輛導(dǎo)航的gps導(dǎo)航系統(tǒng)，在控制模塊的存儲(chǔ)器中內(nèi)置工作區(qū)域的地圖和邊界線位置與方向，自動(dòng)行走設(shè)備中設(shè)gps導(dǎo)航模塊，則可以根據(jù)地圖信息和gps信息判斷出自動(dòng)行走設(shè)備撞向邊界線時(shí)的角度和距離，然后使用前述的轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)向。又如，采用圖像采集技術(shù)，在自動(dòng)行走設(shè)備上安裝攝像頭，通過對環(huán)境的圖像識別來判斷撞線方向和距離也是可行的。在本發(fā)明中，更加重要的是判斷方向后的轉(zhuǎn)向策略和轉(zhuǎn)向后的方向。

又如，上述的自動(dòng)割草機(jī)11通過分別位于殼體21的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件35來實(shí)現(xiàn)角度判斷和轉(zhuǎn)向方向確定，然而，僅通過一個(gè)邊界感應(yīng)元件35來實(shí)現(xiàn)也是可行的。

參照圖9解釋依靠一個(gè)傳感器確定轉(zhuǎn)向方位的原理，自動(dòng)割草機(jī)11會(huì)越過邊界線，在撞線后，自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向角度是固定的，因而其轉(zhuǎn)向軌跡也是基本固定的，如虛線所示，但邊界線13的方向是未知的，圖中示意了3條邊界典型的邊界線13位置。假設(shè)邊界線13垂直于自動(dòng)割草機(jī)11的行走方向或者說撞線時(shí)的中軸線方向，則自動(dòng)割草機(jī)11出界時(shí)和邊界線13的交點(diǎn)為o，入界時(shí)交點(diǎn)為p，自動(dòng)割草機(jī)11的行走路徑為弧線op?；【€op的長度可以作為一個(gè)基準(zhǔn)長度，用于判斷自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33和邊界線13的角度關(guān)系。如果自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)和邊界線13的交點(diǎn)的左側(cè)成銳角，則自動(dòng)割草機(jī)11的兩個(gè)交點(diǎn)如弧線oa所示，oa的長度小于op；如果自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)和邊界線13的交點(diǎn)的左側(cè)成鈍角，則自動(dòng)割草機(jī)11的兩個(gè)交點(diǎn)如弧線ob所示，ob的長度大于op，這樣，檢測自動(dòng)割草機(jī)11在出界和入界之間行走的距離，將其和op比較，則可以得到自動(dòng)割草機(jī)11和邊界線13的角度關(guān)系。隨后可以采取相應(yīng)的動(dòng)作，如在行走距離大于op時(shí)再次轉(zhuǎn)向。

具體的，在僅有一個(gè)邊界感應(yīng)元件35時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11向邊界線13行駛，直到該邊界感應(yīng)元件35感應(yīng)到自身位于邊界線13上方，此時(shí)邊界感應(yīng)元件35向控制模塊發(fā)送撞線信號；控制模塊收到撞線信號后，向行走模塊發(fā)出指令，以預(yù)設(shè)的角度轉(zhuǎn)向，向邊界內(nèi)行駛，此時(shí)控制模塊不能判斷出這個(gè)轉(zhuǎn)向方向是否是減小自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線33和邊界線13的非鈍角夾角的方向，并且由于自動(dòng)割草機(jī)11保持行走，因此邊界感應(yīng)元件35會(huì)越過邊界到界外；轉(zhuǎn)向中或轉(zhuǎn)向后，邊界感應(yīng)元件35從界外回到界內(nèi)，再次經(jīng)過邊界線13上方；控制模塊會(huì)記錄邊界感應(yīng)元件35兩次越過邊界線13所耗費(fèi)的時(shí)間，并將其與一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間比較，若耗費(fèi)時(shí)間小于預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)時(shí)間，則判斷轉(zhuǎn)向方向是朝著減小自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33和邊界線13的銳角夾角的方向；若耗費(fèi)時(shí)間等于該預(yù)設(shè)基準(zhǔn)時(shí)間或者位于兩個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間之間，則判斷轉(zhuǎn)向方向是朝著減小自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33和邊界線13的直角夾角的方向；若耗費(fèi)的時(shí)間大于一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間，則判斷轉(zhuǎn)向方向是朝著減小自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33和邊界線13的鈍角的方向。

在判斷出轉(zhuǎn)向方向后，也就對應(yīng)的判斷出了原撞線時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線和邊界線13的角度關(guān)系，以及轉(zhuǎn)向后自動(dòng)割草機(jī)11的方向和邊界線13的角度關(guān)系。隨后，自動(dòng)割草機(jī)11可以采取相應(yīng)的動(dòng)作，例如，在轉(zhuǎn)向方向是朝著減小自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33和邊界線13之間的鈍角夾角的方向時(shí)，控制自動(dòng)割草機(jī)11反向轉(zhuǎn)向，使自動(dòng)割草機(jī)11的行駛方向、或者說轉(zhuǎn)向后的中軸線33和邊界線13的和自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33成鈍角夾角側(cè)邊成銳角。

為了判斷第一次轉(zhuǎn)向的方向和原行駛方向的關(guān)系，可選的，自動(dòng)割草機(jī)11上可以設(shè)有位移檢測元件，檢測自動(dòng)割草機(jī)11的邊界感應(yīng)元件35兩次越線之間，自動(dòng)割草機(jī)11行駛了多少距離，然后將該距離和一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)距離相比較，判斷轉(zhuǎn)向方向，其過程和原理類似于前述的和基準(zhǔn)時(shí)間相比較，在此不再贅述。當(dāng)然，自動(dòng)割草機(jī)11也可以同時(shí)記錄兩次越線之間的時(shí)間間隔和行駛距離，增加判斷的準(zhǔn)確性。

上述的轉(zhuǎn)向方法同樣保持了在整個(gè)轉(zhuǎn)向過程中保持行走，以及在離開邊界線時(shí)方向?yàn)楹瓦吔缇€13的和自動(dòng)割草機(jī)11撞線時(shí)的中軸線33成鈍角夾角側(cè)邊成銳角，具有方向性，依然明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

需要指出，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向方式在通過狹窄區(qū)域時(shí)特別有利，圖10和圖11分別是未使用和使用本路徑規(guī)劃方式的自動(dòng)行走設(shè)備在狹窄區(qū)域的路徑對比圖，虛線為行走路徑?？梢悦黠@看出，未使用本路徑規(guī)劃方式時(shí)，自動(dòng)行走設(shè)備1離開狹窄區(qū)域的效率極低，需要折返很多次才能離開狹窄區(qū)域，而且離開基本依賴運(yùn)氣，無法知悉離開的時(shí)間；而使用本路徑規(guī)劃方式后，自動(dòng)行走設(shè)備1具有了方向性，可以在有限次數(shù)的折返后離開狹窄區(qū)域，經(jīng)實(shí)際測算，在一個(gè)典型的狹窄區(qū)域，未使用該方法平均需要5分鐘才能離開，而使用本方法后，只需要半分鐘就可以離開。

還需要指出，普通的自動(dòng)行走設(shè)備1，無論是割草機(jī)或者吸塵器，都要在遇到界限3時(shí)停機(jī)，然后才能轉(zhuǎn)向。因?yàn)橛龅浇缦?實(shí)際上非常頻繁，因此這對于自動(dòng)行走設(shè)備1的工作效率影響極大，導(dǎo)致有15％的時(shí)間花在剎車/停機(jī)和啟動(dòng)上，而不是在實(shí)際的進(jìn)行工作；并且，頻繁的啟動(dòng)和停機(jī)也會(huì)影響自動(dòng)行走設(shè)備1的機(jī)械元件的壽命，還浪費(fèi)能量。而本發(fā)明的自動(dòng)行走設(shè)備1可以極大地減小停機(jī)/剎車的次數(shù)。在轉(zhuǎn)向時(shí)，或者說自動(dòng)行走設(shè)備駛向界限并到達(dá)預(yù)設(shè)的位置關(guān)系開始，到轉(zhuǎn)向完成，自動(dòng)行走設(shè)備保持行走，或者說驅(qū)動(dòng)馬達(dá)保持驅(qū)動(dòng)輪組。從而極大的提高了割草機(jī)的整體效率，增強(qiáng)了效率，節(jié)約了能量，節(jié)能環(huán)保，提高電池使用壽命，在單位電池時(shí)間內(nèi)切割了更多的草或進(jìn)行了更多的工作

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，使用本路徑規(guī)劃后，在同樣的滿電量情況下，自動(dòng)行走設(shè)備1可以多工作約20％的路徑，有效利用了自動(dòng)行走設(shè)備1本身慣性，達(dá)到了極佳的節(jié)能效果。同時(shí)，在同樣的工作時(shí)間內(nèi)，使用本方法的自動(dòng)行走設(shè)備比未使用本方法的自動(dòng)行走設(shè)備多行走了約35％的長度，極大的提高了工作效率。因而，為了最大化的提高工作效率，自動(dòng)行走設(shè)備1包括這樣一種模式，在進(jìn)行工作任務(wù)時(shí)，割草機(jī)在轉(zhuǎn)向時(shí)始終保持行走，不停機(jī)。當(dāng)然，上述的轉(zhuǎn)向方式可以只是自動(dòng)行走設(shè)備的路徑規(guī)劃的多種模式的一種，自動(dòng)行走設(shè)備僅在檢測到位于狹窄區(qū)域或邊角區(qū)域時(shí)啟動(dòng)該模式，檢測方式可以為：數(shù)次很快撞到邊界，或者說，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，撞到邊界線達(dá)到預(yù)定次數(shù)。

同樣為了取得優(yōu)化的路徑，尤其為了進(jìn)一步優(yōu)化離開狹窄區(qū)域的速度，本發(fā)明的具體實(shí)施方式還提供了另一種路徑規(guī)劃方式。這種路徑規(guī)劃方式通過在遇到界限3后沿界限3行走一段距離來實(shí)現(xiàn)快速離開狹窄區(qū)域。自動(dòng)行走設(shè)備在接近界限3后，首先進(jìn)行小幅的轉(zhuǎn)動(dòng)，使行走方向和界限3延伸方向一致，然后沿界限3的延伸方向行走一段預(yù)設(shè)的距離，然后再次向界限3內(nèi)轉(zhuǎn)向，即轉(zhuǎn)向啟動(dòng)之后，完成之前，自動(dòng)行走設(shè)備沿界限行走一段距離。行走一段距離的具體方式可以為自動(dòng)行走設(shè)備行走預(yù)設(shè)的時(shí)間或者行走預(yù)設(shè)距離，預(yù)設(shè)距離優(yōu)選為20cm至100cm。

圖12為采用了這種路徑規(guī)劃的自動(dòng)割草機(jī)11的行走路徑示意圖。如圖12，類似的，自動(dòng)割草機(jī)11具有位于殼體21的兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件35。行駛一段距離之后，自動(dòng)割草機(jī)11將撞到邊界線13，非垂直撞線時(shí)，一側(cè)的邊界感應(yīng)元件35將首先撞線并向控制模塊發(fā)出撞線信號，控制模塊判斷相應(yīng)判斷出割草機(jī)11的中軸線33和邊界線13的角度關(guān)系，然后，控制模塊指令行走模塊向減小中軸線33和邊界線13的銳角或直角夾角的方向轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向中或轉(zhuǎn)向后，在原本越過邊界線13的邊界感應(yīng)元件35回到界內(nèi)，另一個(gè)邊界感應(yīng)元件35尚在界外時(shí)，停止轉(zhuǎn)向過程，開始沿邊界線13行走。

在沿邊界線13行走時(shí)，控制模塊隨時(shí)校正行駛方向，保證前述的一個(gè)邊界感應(yīng)元件35位于界內(nèi)，前述的另一個(gè)邊界感應(yīng)元件5位于界外，即保證兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場方向相反，這樣，自動(dòng)割草機(jī)11始終一側(cè)位于界內(nèi)，另一側(cè)位于界外，實(shí)現(xiàn)跨在邊界線13上沿線行走。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)13的某一側(cè)從界內(nèi)到界外或從界外到界內(nèi)，則兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場方向會(huì)變得相同，自動(dòng)割草機(jī)相應(yīng)的向使該側(cè)回到界內(nèi)或界外的方向小幅轉(zhuǎn)向，使兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場方向保持相反。通過這樣的方式，控制模塊控制行走模塊保持兩個(gè)電感到邊界線的距離相等。然而，上述的跨邊界線行走模式和電感的數(shù)目都不是必須的，只要控制模塊控制行走模塊保持電感到邊界線的距離不變，那么既可以沿邊界線行走，該距離可以為例如10cm等，則此時(shí)自動(dòng)行走設(shè)備在邊界線側(cè)行走。

為了使沿線行駛的路線更加直，提高行走效率，優(yōu)選的，控制模塊不僅監(jiān)測兩個(gè)電感的感應(yīng)到的磁場大小，同時(shí)還監(jiān)測兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場方向，并保持兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場方向相反，大小相等。這樣，相當(dāng)于保持兩個(gè)電感到邊界線13的距離相等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割草機(jī)11沿直線行走。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11的行駛方向偏離邊界線13的延伸方向，兩個(gè)電感感應(yīng)到的磁場大小會(huì)變得不同，自動(dòng)割草機(jī)11相應(yīng)的向使得電感感應(yīng)到的磁場大小相同的方向小幅轉(zhuǎn)向，使兩個(gè)電感保持感應(yīng)到的磁場大小相同，方向相反。

在沿線行走預(yù)設(shè)的距離之后，自動(dòng)割草機(jī)11的控制模塊指令行走模塊再次轉(zhuǎn)向，離開邊界線13返回界內(nèi)，該轉(zhuǎn)向方向延續(xù)第一次轉(zhuǎn)向的方向，轉(zhuǎn)向的角度小于等于90度。

上述的轉(zhuǎn)向方式大體上經(jīng)過3個(gè)步驟，即第一次轉(zhuǎn)向，沿線行走，第二次轉(zhuǎn)向。然而，省略第一個(gè)步驟也是可行的，即自動(dòng)割草機(jī)11撞線之后直接進(jìn)入沿線行走狀態(tài)，通過校正沿線行走的方位達(dá)到第一次轉(zhuǎn)向的效果。

以上的具體轉(zhuǎn)向和折返過程都僅是示例性的，可以有多種變形形式。

例如，界限2可以為邊界也可以為障礙等，邊界的形式可以為帶有電流信號的導(dǎo)線，也可以為物理邊界，或其他聲、光信號形成的邊界。

又如，判斷撞線時(shí)或距離界限3達(dá)到預(yù)設(shè)距離時(shí)，自動(dòng)行走設(shè)備1的中軸線33和界限3的夾角的判斷方式可以為本實(shí)施例中的雙側(cè)邊界感應(yīng)元件35，也可以為gps地圖導(dǎo)航系統(tǒng)或其他可行的系統(tǒng)。

又如，沿線行走的方式可以為本實(shí)施例中的跨線行走，但也可以為靠著邊界線一段預(yù)定的距離行走。沿線行走的預(yù)設(shè)距離在本實(shí)施例中優(yōu)選的為20厘米至100厘米，但該預(yù)設(shè)距離可以根據(jù)自動(dòng)行走設(shè)備1的工作性質(zhì)，地圖的大小和形狀特點(diǎn)相應(yīng)的改變，也可以為能夠由操作者自由設(shè)定的。

通過沿著邊界線13行走一段距離再保持原轉(zhuǎn)向方向離開邊界線，自動(dòng)行走設(shè)備1進(jìn)一步提高了離開狹窄區(qū)域的效率，對比圖11和圖12可以看到，沿行后再轉(zhuǎn)向的方式，離開狹窄區(qū)域所需要的折返次數(shù)和行走距離都更少。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，則在自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返時(shí)，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角的角度值范圍的上限。如圖13所示，工作區(qū)域包括區(qū)域a、a’和區(qū)域b，區(qū)域b連接區(qū)域a、a’，且為狹窄區(qū)域。自動(dòng)割草機(jī)11從位于區(qū)域a的界限上的?？空?出發(fā)，駛?cè)雲(yún)^(qū)域a工作，遇到界限則折返，將轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11的中軸線與界限的一側(cè)邊所成的銳角或直角稱為角α。本實(shí)施例中，α取一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的隨機(jī)值，具體的，α取25-90度之間的隨機(jī)值。α的預(yù)設(shè)范圍也可以為25-75度，或者30-80度，或者35-90度等等。α的上限也可以取75-90度之間的其他值。本實(shí)施例中，控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)距離的信號的時(shí)間之內(nèi)，或兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號的時(shí)間之內(nèi)，自動(dòng)割草機(jī)11行走的距離，計(jì)算出中軸線和界限之間的夾角值，根據(jù)該夾角值，得到欲使α在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)自動(dòng)割草機(jī)11須轉(zhuǎn)動(dòng)的角度值。

經(jīng)測試，當(dāng)α取25-90之間的隨機(jī)值時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11能夠有效率地覆蓋區(qū)域a，由于區(qū)域a較開闊，此時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返的頻率較低。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11行駛至區(qū)域b時(shí)，由于區(qū)域b較狹窄，α取25-90之間的隨機(jī)值時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11將頻繁的遇界限折返，使得自動(dòng)割草機(jī)11通過狹窄區(qū)域b的速度慢，切割效率低。此時(shí)需調(diào)整α的范圍，使得自動(dòng)割草機(jī)11能夠快速地通過狹窄區(qū)域b。

本實(shí)施例中，將自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向頻率達(dá)到預(yù)設(shè)值，作為調(diào)節(jié)α的范圍的預(yù)設(shè)條件。自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向頻率的變化，反應(yīng)了自動(dòng)割草機(jī)11的工作區(qū)域的變化。本實(shí)施例中，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11在一分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)向次數(shù)大于等于10次時(shí)，判斷自動(dòng)割草機(jī)11行駛到了狹窄區(qū)域b，控制模塊減小α的范圍的上限，本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)α的范圍至20-75度。α的范圍也可以調(diào)節(jié)至20-45度，或者30-60度，或者35-75度等等。α的上限也可以調(diào)節(jié)至45-75度之間的其他值。α的范圍的上限減小，意味著α的最大值將減小，在α的范圍的下限不變或減小的情況下，α的平均值也將減小。如圖13所示，α的范圍調(diào)整后，自動(dòng)割草機(jī)11在狹窄區(qū)域b內(nèi)遇界限的頻率降低，行駛路程變短，通過狹窄區(qū)域b的速度變快。

如圖14所示，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，工作區(qū)域包括區(qū)域a、a’，以及連接區(qū)域a、a’的區(qū)域c，區(qū)域c為狹窄區(qū)域，且具有曲率半徑較小的界限。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11從區(qū)域a行駛至區(qū)域c后，若保持α的范圍不變，如圖14中虛線所示，自動(dòng)割草機(jī)在區(qū)域c的某處轉(zhuǎn)向后，可能向返回區(qū)域a的方向行駛，使得自動(dòng)割草機(jī)11不能順利通過區(qū)域c。此時(shí)，若減小α的范圍的上限，如圖14中實(shí)線所示，則能夠使得自動(dòng)割草機(jī)11順利通過區(qū)域c。同樣的，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11行駛至區(qū)域c時(shí)，在保持α的范圍不變的情況下，遇界限轉(zhuǎn)向的頻率必然增加，通過檢測自動(dòng)割草機(jī)11在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)向次數(shù)，可以判斷自動(dòng)割草機(jī)是否行駛至區(qū)域c，進(jìn)而調(diào)節(jié)α的范圍，使得自動(dòng)割草機(jī)11能夠順利通過區(qū)域c。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，雖然區(qū)域b具有較大的曲率半徑，但是由于地形的凹凸不平等因素會(huì)影響自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向，使得自動(dòng)割草機(jī)11在α的范圍取25-90度時(shí)，仍然可能出現(xiàn)無法通過區(qū)域b的情況。將α的范圍調(diào)整至20-75度時(shí)，保證了自動(dòng)割草機(jī)11能夠順利通過狹窄區(qū)域b，同時(shí)，也能夠避免因?yàn)棣恋闹颠^小導(dǎo)致的區(qū)域b中覆蓋不全面的問題。

如圖15所示，本發(fā)明的另一實(shí)施例中，工作區(qū)域包括區(qū)域a和區(qū)域d，區(qū)域d為輪廓曲率半徑較小的不規(guī)則區(qū)域。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)11行駛至區(qū)域d后，遇界限折返的頻率增大，短時(shí)間內(nèi)無法脫離區(qū)域d。減小α的范圍的上限能夠減小自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返的頻率，有利于自動(dòng)割草機(jī)11離開區(qū)域d。

當(dāng)然，自動(dòng)割草機(jī)11在工作區(qū)域中工作時(shí)，還可能由于其它的情境導(dǎo)致轉(zhuǎn)向頻率的增大，自動(dòng)割草機(jī)11根據(jù)轉(zhuǎn)向頻率的變化，及時(shí)調(diào)整α的范圍，達(dá)到優(yōu)化路徑的目的。

本發(fā)明的第一實(shí)施例中，當(dāng)控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛不再滿足預(yù)設(shè)條件，即自動(dòng)割草機(jī)11在一分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)向次數(shù)小于10次時(shí)，則將α的范圍恢復(fù)為25-90度。自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向頻率降低，意味著自動(dòng)割草機(jī)11已通過狹窄區(qū)域b，行駛到另一開闊區(qū)域，為了使自動(dòng)割草機(jī)11能夠更好地全面覆蓋到該開闊區(qū)域，宜相應(yīng)地增大α的范圍的上限。

可以理解的是，作為判斷自動(dòng)割草機(jī)11行駛到狹窄區(qū)域b的預(yù)設(shè)條件，自動(dòng)割草機(jī)11在一分鐘內(nèi)遇界限折返的次數(shù)也可以取其他合理的數(shù)值，例如5-20中的任何一個(gè)數(shù)值，預(yù)設(shè)條件也可以采用其他反映自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)向頻率變化的參數(shù)值，只要能夠區(qū)分自動(dòng)割草機(jī)11行駛在開闊區(qū)域或狹窄區(qū)域即可。當(dāng)然，判斷自動(dòng)割草機(jī)11行駛到狹窄區(qū)域b的預(yù)設(shè)條件也可以通過攝像頭捕獲工作區(qū)域圖像，通過圖像識別來建立，或者通過對自動(dòng)割草機(jī)11定位，通過識別自動(dòng)割草機(jī)11的位置來建立等等。

本實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)α的范圍，自動(dòng)割草機(jī)11能夠通過寬度約為1m或1m以上的狹窄通道。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，減小α的范圍的上限的預(yù)設(shè)條件為自動(dòng)割草機(jī)11從出發(fā)位置沿界限行駛了預(yù)設(shè)距離。自動(dòng)割草機(jī)11從停靠站5出發(fā)駛?cè)雲(yún)^(qū)域a工作時(shí)，控制模塊設(shè)定α的范圍為25-90度。在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)定α的范圍為25-75度，或者30-80度，或者35-90度等等?；蛘咴O(shè)定α的上限為75-90度之間的其他值。由于區(qū)域b狹窄，有可能的，自動(dòng)割草機(jī)11持續(xù)在區(qū)域a內(nèi)工作，直至返回?？空?。為解決自動(dòng)割草機(jī)11持續(xù)在區(qū)域a內(nèi)工作，不能到達(dá)區(qū)域b的問題，控制模塊可設(shè)定自動(dòng)割草機(jī)11的另一工作模式，該工作模式下，自動(dòng)割草機(jī)11從?？空?出發(fā)后沿界限行駛預(yù)設(shè)距離，再駛?cè)牍ぷ鲄^(qū)域內(nèi)工作。預(yù)設(shè)距離為沿界限從自動(dòng)割草機(jī)11的出發(fā)位置至區(qū)域b的距離，本實(shí)施例中，自動(dòng)割草機(jī)11的出發(fā)位置為?？空?。根據(jù)自動(dòng)割草機(jī)11的工作區(qū)域的不同，上述預(yù)設(shè)距離由用戶預(yù)先設(shè)置。自動(dòng)割草機(jī)11從?？空?出發(fā)沿界限行駛預(yù)設(shè)距離到達(dá)區(qū)域b，控制模塊設(shè)定α的范圍為20-75度，使得自動(dòng)割草機(jī)11能夠快速通過狹窄區(qū)域b。在其他實(shí)施例中，也可以設(shè)定此時(shí)α的范圍為20-45度，或者30-60度，或者35-75度等等?；蛘咴O(shè)定此時(shí)α的上限為45-75度之間的其他值。通過檢測自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返的頻率，可判斷自動(dòng)割草機(jī)11是否已通過狹窄區(qū)域b，進(jìn)入開闊區(qū)域，若已通過狹窄區(qū)域b，則恢復(fù)α的范圍為25-90度。上述工作模式使得自動(dòng)割草機(jī)11能夠切割到狹窄區(qū)域內(nèi)以及由狹窄區(qū)域連通的遠(yuǎn)離?？空?的工作區(qū)域，使自動(dòng)割草機(jī)11能夠快速全面覆蓋工作區(qū)域。

該實(shí)施例中，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，令工作模塊執(zhí)行工作。也就是說，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11從停靠站5出發(fā)沿界限行駛了預(yù)設(shè)距離，達(dá)到區(qū)域b時(shí)，再令工作模塊執(zhí)行工作。能夠達(dá)到節(jié)約能量的目的。

本發(fā)明的第二實(shí)施例中，自動(dòng)割草機(jī)11可選擇地工作在第一轉(zhuǎn)向模式或第二轉(zhuǎn)向模式。自動(dòng)割草機(jī)11從?？空?出發(fā)駛?cè)牍ぷ鲄^(qū)域a時(shí)，控制模塊令自動(dòng)割草機(jī)11工作在第一轉(zhuǎn)向模式，限定α的值于第一角度范圍，本實(shí)施例中，第一角度范圍為25-90度。當(dāng)然，第一角度范圍也可以取25-75度，或者30-80度，或者35-90度等等。當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)從區(qū)域a行駛至區(qū)域b時(shí)，遇界限轉(zhuǎn)向的頻率增大，將自動(dòng)割草機(jī)11一分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)向次數(shù)大于等于10次作為預(yù)設(shè)條件，當(dāng)控制模塊檢測到自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，令自動(dòng)割草機(jī)11工作在第二轉(zhuǎn)向模式，限定α的值于第二角度范圍，本實(shí)施例中，第二角度范圍為20-75度。當(dāng)然，第二角度范圍也可以取20-45度，或者30-60度，或者35-75度等等。本實(shí)施例中，α取第一角度范圍或第二角度范圍內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)值，第二角度范圍的上限小于第一角度范圍的上限，意味著第二轉(zhuǎn)向模式下α的最大值將減小，在α的最小值保持不變或減小的情況下，α的平均值也將減小，因此，自動(dòng)割草機(jī)11在狹窄區(qū)域b內(nèi)工作時(shí)，遇界限轉(zhuǎn)向的頻率降低，行駛路程變短，通過狹窄區(qū)域b的速度變快，自動(dòng)割草機(jī)能夠更順利地通過狹窄區(qū)域b。

本實(shí)施例中，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛不再滿足預(yù)設(shè)條件，即自動(dòng)割草機(jī)11在一分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)向次數(shù)小于10次時(shí)，控制自動(dòng)割草機(jī)11工作在第一轉(zhuǎn)向模式。自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)向頻率的降低意味著自動(dòng)割草機(jī)11通過了狹窄區(qū)域b，行駛至另一開闊區(qū)域，此時(shí)將自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)向模式從第二轉(zhuǎn)向模式切換回第一轉(zhuǎn)向模式，有利于自動(dòng)割草機(jī)11全面的更有效率的覆蓋工作區(qū)域。

本發(fā)明的第三實(shí)施例中，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，減小自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角范圍的上限。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)條件為自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率達(dá)到預(yù)設(shè)值，自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率的增大，反應(yīng)出自動(dòng)割草機(jī)11行駛到了狹窄區(qū)域b。如圖13所示，將自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角稱為角β。本實(shí)施例中，β取預(yù)設(shè)角度范圍內(nèi)的一隨機(jī)值。β的范圍的上限減小，意味大角度轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)的概率減小，在β的范圍的下限不變或減小的情況下，β的平均值減小，體現(xiàn)為自動(dòng)割草機(jī)11的行駛路徑更靠近界限。因此自動(dòng)割草機(jī)11能夠更順利，更快速地通過狹窄區(qū)域b。

本實(shí)施例中，自動(dòng)割草機(jī)11的轉(zhuǎn)角β的初始范圍為90-150度。β的初始范圍也可以為90-135度，或者100-165度等等。當(dāng)控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制β的范圍在90-120度之間。在其他實(shí)施例中，也可以控制β的范圍在90-115度，或者100-135度等等?？刂颇K判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制β的范圍恢復(fù)90-150度。經(jīng)測試，β的預(yù)設(shè)范圍在90-120度之間時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11能夠順利地通過狹窄區(qū)域b。

本發(fā)明的第四實(shí)施例中，當(dāng)控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件，則在自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返時(shí)，減小轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)割草機(jī)11到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角的角度值范圍的上限。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)條件為自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率達(dá)到預(yù)設(shè)值，自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率的增大，反應(yīng)出自動(dòng)割草機(jī)11行駛到了狹窄區(qū)域b。如圖13所示，將轉(zhuǎn)向完成時(shí)自動(dòng)割草機(jī)到界限距離小的一側(cè)與界限的夾角稱為α’，本實(shí)施例中，α’取一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的隨機(jī)值。具體的，α’的初始范圍為25-90度。在其他實(shí)施例中，α’的初始范圍也可以為25-75度，或者30-80度，或者35-90度等等，α’的上限也可以取75-90度之間的其他值。當(dāng)控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制α’的范圍在20-75度之間。在其他實(shí)施例中，α’的范圍也可以被控制在20-45度，或者30-60度，或者35-75度等等，α’的上限也可以取45-75度之間的其他值?？刂颇K判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛不滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，控制α’的范圍恢復(fù)為25-90度。

α’的范圍的上限減小，意味著α’的最大值減小，在α’的范圍的下限不變或減小的情況下，α’的平均值變小，因此，自動(dòng)割草機(jī)11在狹窄區(qū)域b內(nèi)遇界限轉(zhuǎn)向的頻率變低，行駛路程變短，通過狹窄區(qū)域b的速度變快。經(jīng)測試，當(dāng)α’的預(yù)設(shè)范圍在20-75度之間時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)11能夠順利地通過狹窄區(qū)域b。

本實(shí)施例中，α’的值與α的值保持一致，使α’取預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的值的方法與第一實(shí)施例中使α取預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的值的方法相同：控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身和界限之間達(dá)到一預(yù)設(shè)距離d的信號的時(shí)間之內(nèi)，或兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身到達(dá)界限外的信號的時(shí)間之內(nèi)，自動(dòng)割草機(jī)11行走的距離，計(jì)算出中軸線和界限之間的夾角值，根據(jù)該夾角值，得到欲使α’在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)自動(dòng)割草機(jī)11須轉(zhuǎn)動(dòng)的角度值。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)向駛離界限的過程中，控制模塊記錄兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身和界限之間的距離在界限內(nèi)恢復(fù)到大于d的信號的時(shí)間t1和t2，或兩側(cè)的邊界感應(yīng)元件分別發(fā)送其自身回到界限內(nèi)的信號的時(shí)間t1和t2，以及t1至t2時(shí)間內(nèi)自動(dòng)割草機(jī)11行走的距離，計(jì)算出t2時(shí)刻α/α’的值，根據(jù)α/α’的預(yù)設(shè)范圍，控制自動(dòng)割草機(jī)11在t2時(shí)刻后進(jìn)一步轉(zhuǎn)向的角度，使得α/α’的值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，控制模塊檢測自動(dòng)割草機(jī)11在轉(zhuǎn)向過程中與界限平行的時(shí)刻，從該時(shí)刻開始控制自動(dòng)割草機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)α/α’預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的一角度值。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，自動(dòng)割草機(jī)11包括攝像頭，通過攝像頭捕獲工作區(qū)域的圖像，判斷α/α’的值，使得α/α’取預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的值。

本發(fā)明的第五實(shí)施例中，控制模塊判斷自動(dòng)割草機(jī)11的行駛是否滿足預(yù)設(shè)條件，若不滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)割草機(jī)11工作在第一轉(zhuǎn)向模式，若滿足預(yù)設(shè)條件，令自動(dòng)割草機(jī)11工作在第二轉(zhuǎn)向模式；第一轉(zhuǎn)向模式下，控制模塊限定α’于第一角度范圍；第二轉(zhuǎn)向模式下，控制模塊限定α’于第二角度范圍；第二角度范圍的上限小于第一角度范圍的上限。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)條件為自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率達(dá)到預(yù)設(shè)值，自動(dòng)割草機(jī)11遇界限的頻率的增大，反應(yīng)出自動(dòng)割草機(jī)11行駛到了狹窄區(qū)域b。本實(shí)施例中，第一角度范圍為25-90度，第二角度范圍為20-75度。在其他實(shí)施例中，第一角度范圍也可以為25-75度，或者30-80度，或者35-90度等等；第二角度范圍也可以為20-45度，或者30-60度，或者35-75度等等。當(dāng)控制模塊識別出自動(dòng)割草機(jī)11行駛至狹窄區(qū)域b時(shí)，令α’取第二角度范圍內(nèi)的值，第二角度范圍的上限小于第一角度范圍的上限，意味著自動(dòng)割草機(jī)11工作在第二轉(zhuǎn)向模式下時(shí)，α’的最大值減小，在α’的最小值不變或減小的情況下，總體上α’的值減小，因此，自動(dòng)割草機(jī)11遇界限折返的頻率降低，自動(dòng)割草機(jī)11能夠更順利、更快速地通過狹窄區(qū)域b。

本發(fā)明不局限于所舉的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)，基于本發(fā)明構(gòu)思的結(jié)構(gòu)均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。