【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于自主控制机器人割草机的装置、系统和方法。
技术介绍
1、机器人或机器人割草机是一种配置为在草坪或田地上割草的自主机器人。有了机器人割草机，就不需要人类亲自割草了，而这可能是一项平凡而繁重的任务。
2、图1显示了机器人割草机可以工作的草坪区域的一个示例。机器人割草机1在由边界线或导向线4指定的草坪区域3内割草。在启动机器人割草机之前，需要实际安装边界线或导向线4。1.机器人割草机1检测到边界线4后，通常会随机改变方向，以避开边界线。
3、机器人割草机可包括多个用于探测障碍物的传感器。例如，这些传感器可以是基于激光或雷达的传感器。同样，机器人割草机可依靠卫星通信在草坪区域内导航，并可包括用于导航到充电站的无线电传感器。在图1中，充电站2位于草坪区域3的外围。
4、不过，需要在机器人割草机的复杂性与其相对能力之间取得平衡。包含不同类型传感器或包含更复杂系统的机器人割草机通常更加昂贵。因此，有必要提供一种机器人割草机，这种割草机既能高效地工作，又不需要过于复杂的系统和传感器。
技术实现思路
1、本概要以简化的形式介绍了一些概念，这些概念将在下文的详细说明中进一步阐述。
2、在第一方面，本公开提供了一种控制机器人割草机的计算机实现方法，该方法包括：接收来自成像传感器的图像，该成像传感器位于机器人割草机上，该图像包括机器人割草机前进路径中的地面区域；应用语义分割算法从接收到的图像中生成分割图像，分割图像包括与图像中的特征相对应的
3、局部地图为机器人割草机提供了物理环境中区域和特征的相对于机器人割草机位置的相关数据，从而可以控制机器人割草机朝向或远离这些区域和特征。
4、区域可包括一个或多个包含草地特征的区域，以及一个或多个包含非草地特征的区域。通过将区域划分为草地和非草地两类，可控制机器人割草机避开非草地区域并切割草地区域。
5、非草地特征可包括障碍物、危险和/或草坪区域边界中的一个或多个。因此，可以进一步对非草地区域进行分类，以确定非草地特征的类型。机器人割草机的控制可根据其与不同类型的非草地特征的接近程度而有所不同。
6、进一步地，局部地图可以根据与机器人割草机的当前位置的阈值距离来限制大小，使得局部地图包括与机器人割草机的当前位置的距离低于阈值距离的区域。阈值距离内的所述区域可包括一个或多个包括草地的区域，以及一个或多个包括非草地特征的区域，非草地特征可包括障碍物、危险和/或草坪区域的边界中的一个或多个。
7、对局部地图的大小应用阈值距离限制了将局部地图存储在机器人割草机内存中的内存需求，同时保持了最接近机器人割草机当前位置的区域和特征的地图。这比保存和存储更大的地图更有效率。
8、绘制局部地图可进一步包括：获取局部地图的前一次迭代，使用来自先前接收图像的数据绘制，并将一个或多个区域添加到局部地图的前一次迭代中，这些区域来自与接收图像相对应的变换图像。
9、因此，该方法是迭代式的，即每次从机器人割草机的成像传感器捕获新图像时，都会用从新图像分割的区域更新局部地图。针对局部地图的前一次迭代，也会根据机器人割草机的最新位置，按照其中包含的区域的最新位置进行更新。这样做的好处是使局部地图与最近接收到的图像保持同步，从而更好地形成对机器人割草机的实时或近乎实时的控制。
10、在至少一个实施例中，所述绘制局部地图可以考虑根据与机器人割草机的当前位置的阈值距离来限制局部地图的大小，使得局部地图包括与机器人割草机的当前位置的距离低于阈值距离的区域。阈值距离内的所述区域可包括一个或多个包括草地的区域，以及一个或多个包括非草地特征的区域，非草地特征可包括障碍物、危险和/或草坪区域的边界中的一个或多个。
11、绘制局部地图可进一步包括：删除局部地图的前一次迭代中与一个或多个区域相对应的部分，这些区域与机器人割草机当前位置的距离大于阈值距离；以及在局部地图的前一次迭代中，添加来自与接收图像相对应的变换图像的一个或多个区域，这些区域与机器人割草机当前位置的距离小于阈值距离。这一删除步骤可与本文所述的任何其他方法步骤结合使用。
12、对局部地图前一次迭代中包含的特征或区域应用距离阈值，可限制将局部地图存储在机器人割草机内存中的内存需求，同时保留最接近机器人割草机当前位置的区域和特征的地图。这比保存和存储更大的地图更有效率。局部地图的某些部分可能在历史上靠近机器人割草机，但现在距离较远，超过了距离阈值，这些部分可能被认为对机器人割草机的控制不那么重要。因此，删除局部地图中距离机器人割草机相对位置超过距离阈值的区域或特征，可以释放内存，以便从最近接收的图像中添加更多区域和特征。
13、绘制局部地图可进一步包括：记录用于绘制局部地图的前一次迭代的先前图像的数量，将记录的图像数量与最大图像数量进行比较；以及当记录的用于绘制局部地图的前一次迭代的图像的数量等于最大图像数量时：从成像传感器接收图像时，删除局部地图的前一次迭代中与先前图像中最旧的图像相对应的部分；以及在局部地图的前一次迭代中添加一个或多个区域，这些区域来自与接收到的图像相对应的转换图像，从而不超过局部地图的最大图像数。这些步骤可进一步与本文所述的任何其他方法步骤结合使用。
14、因此，通过使用距离阈值进行代替或结合，可以迭代更新局部地图，使其只包括来自有限数量的连续拍摄图像的数据。局部地图被图像的最大数量限制，这样，当达到最大数量时，任何新的图像及其对应的数据都会有效地替换局部地图中最旧的图像及其对应的数据。因此，可以认为局部地图是由拍摄图像的滑动窗口数据形成的，其中滑动窗口从最近拍摄的图像延伸到连续图像序列中与其距离最大阈值数的图像。
15、以这种方式限制图像数量再次限制了在机器人割草机内存中存储局部地图的内存需求，同时保留了最接近机器人割草机当前位置的区域和特征的地图。这比保存和存储更大的地图更有效率。
16、从变换后的图像中确定区域相对于机器人割草机当前位置的位置可进一步包括：使用vslam算法处理变换后的图像，以获得变换后图像中区域相对于机器人割草机当前位置的位置。这一确定步骤可与本文所述的任何其他方法步骤结合使用。
17、该方法可进一步包括：从机器人割草机上的成像传感器接收一个或多个附加图像，并根据一个或多个附加图像更新局部地图。
18、局部地图可以根据每个会话开始时捕获的初始图像生成，其中会话对应于机器人割草机处于活动状态的时间段。初始图像为生成局部地图提供了第一个输入。然后，在机器人割草机移动过程中，可以使用进一步连续捕捉的图像来建立局部地图。这些图像可以根据成像传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制机器人割草机的计算机实现方法，该方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述区域包括一个或多个包含非草地特征的区域，其中，所述非草地特征包括障碍物、危险和/或草坪区域边界中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述局部地图的大小根据与所述机器人割草机当前位置的阈值距离进行限制，使得所述局部地图包括的区域与所述机器人割草机当前位置的距离低于所述阈值距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述变换后的图像，确定各所述区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置包括：
8.权利要求1的方法还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中根据所述附加数据，更新所述局部地图中各区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置包括：
10.如权利要求8所述的方法，其中所述附加数据包括接收到的图像中
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
12.权利要求11的方法还包括：
13.根据权利要求8所述的方法，其中根据所述附加数据更新局部地图中区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置的频率高于根据接收到的图像所述更新局部地图中区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置的频率。
14.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述局部地图控制所述机器人割草机在草坪区域内导航包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其中根据所述局部地图所指示的区域位置，控制所述机器人割草机在草坪区域内导航包括：
16.机器人割草机，包括：
17.如权利要求16所述的机器人割草机，其中所述成像传感器是摄像头，被配置为用于捕捉视场角超过100度的广角图像。
18.如权利要求16所述的机器人割草机还包括：
19.根据权利要求16所述的机器人割草机，其中所述控制模块被配置为与外部服务器通信。
20.一种计算机可读介质，其上存储有指令，当这些指令被处理器执行时，可使所述处理器执行权利要求1的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种控制机器人割草机的计算机实现方法，该方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述区域包括一个或多个包含非草地特征的区域，其中，所述非草地特征包括障碍物、危险和/或草坪区域边界中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述局部地图的大小根据与所述机器人割草机当前位置的阈值距离进行限制，使得所述局部地图包括的区域与所述机器人割草机当前位置的距离低于所述阈值距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其中绘制所述局部地图包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述变换后的图像，确定各所述区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置包括：
8.权利要求1的方法还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中根据所述附加数据，更新所述局部地图中各区域相对于所述机器人割草机当前位置的位置包括：
10.如权利要求8所述的方法，其中所述附加数据包括接收到的图像中一个或多个区域的...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·霍夫曼，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，
类型：发明
国别省市：
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