一种园林工具离地检测方法、装置、系统及割草机与流程

1.本发明属于园林工具控制技术领域，具体涉及一种园林工具离地检测方法、装置、系统及割草机。

背景技术：

2.割草机等园林工具在工作过程中有可能出现被人为抬起的情况，这种情况下运转中的割刀组有可能对人体造成损害，因此割草机一般配备有提升传感器，当割草机被人为抬起时，提升传感器检测到割草机离开地面，就会触发停机指令，以保证人员的安全。然而，实际应用场景中，提升传感器有可能出现失效现象，此时割草机抬升后依然无法触发自动停机功能，因此需要一种兜底的安全防护措施，确保割草机在被抬起后能够及时停机。

技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种园林工具离地检测方法、装置、系统及割草机，能够在园林工具离开地面时，控制园林工具停机，以确保人员安全。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种园林工具离地检测方法，包括如下步骤：
5.获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；
6.根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离；
7.当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
8.在本发明的一可选实施例中，所述根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离的步骤包括：
9.根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值。
10.在本发明的一可选实施例中，所述当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机的步骤包括：
11.当所述预设坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
12.在本发明的一可选实施例中，所述获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息的步骤包括：
13.获取所述园林工具第一时刻的第一位置信息；
14.获取所述园林工具第二时刻的第二位置信息，所述第二时刻与所述第一时刻之间间隔所述预设时间段。
15.在本发明的一可选实施例中，所述根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值的步骤包括：
16.根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述园林工具在所述第一时刻
时的位置与所述园林工具在所述第二时刻时的位置之间的直线路径的坡度值。
17.在本发明的一可选实施例中，所述第一位置信息为所述园林工具在所述第一时刻的rtk定位信息，所述第二位置信息为所述园林工具在所述第二时刻的rtk定位信息。
18.在本发明的一可选实施例中，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述园林工具在所述第一时刻时的位置与所述园林工具在所述第二时刻时的位置之间的直线路径的坡度值的步骤包括：
19.根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻之间的水平位移量；
20.根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻时间的竖直位移量；
21.根据所述水平位移量和所述竖直位移量，计算所述坡度值。
22.在本发明的一可选实施例中，所述当所述坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机的步骤包括：
23.当所述园林工具的水平位移量小于预设水平位移量，且所述园林工具向上的竖直位移量大于预设竖直位移量时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
24.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种园林工具离地检测装置，包括：
25.数据获取模块，用于获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；
26.运算模块，用于根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离；
27.执行模块，用于当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
28.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种园林工具控制系统，包括
29.rtk定位模块，用于发送所述园林工具的rtk定位信息；
30.控制模块，与所述rtk定位模块通讯连接，用于接收所述rtk定位信息，并计算所述园林工具单位时间内的位移轨迹，根据所述位移轨迹确定所述园林工具的离地距离，当所述离地距离大于一定阈值时，所述控制模块控制所述园林工具停机。
31.在本发明的一可选实施例中，还包括：
32.轮速传感器，用于检测所述园林工具的车轮转速；
33.路径规划模块，用于规划所述园林功能根据的行走路径；
34.imu模块，用于检测所述园林工具的姿态和推算所述园林工具的位置；
35.储存模块，用于储存所述园林工具工作区域的地图数据；
36.所述轮速传感器、路径规划模块、imu模块、储存模块分别与所述控制模块通讯连接。
37.为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种割草机，包括
38.rtk定位模块，用于发送所述园林工具的rtk定位信息；
39.控制模块，与所述rtk定位模块通讯连接，用于接收所述rtk定位信息，并计算所述园林工具单位时间内的位移轨迹，根据所述位移轨迹确定所述园林工具的离地距离，当所述离地距离大于一定阈值时，所述控制模块控制所述园林工具停机。
[0040][0041]
本发明的技术效果在于：本发明能够利用园林工具的位移信息判断园林工具是否被抬起，当园林工具的提升传感器失效时，本发明能够对园林工具的抬升状态进行二次检测，确保园林工具被抬起后能够及时停机，进而确保人员安全。
附图说明
[0042]
图1是rtk差分定位方法的原理图；
[0043]
图2、图3是本发明的实施例所提供的园林工具离地检测方法的原理图；
[0044]
图4是本发明的实施例所提供的园林工具离地检测方法的流程图；
[0045]
图5是本发明的实施例所提供的园林工具位置获取方法的流程图；
[0046]
图6是本发明的实施例所提供的坡度计算方法的流程图；
[0047]
图7是本发明的实施例所提供的割草机安全控制方法的流程图；
[0048]
图8是本发明的实施例所提供的园林工具离地检测装置的功能模块框图；
[0049]
图9是本发明的实施例所提供的园林工具控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0050]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0051]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0052]
首先结合图1对rtk差分定位方法的原理进行说明，其中中储存有其自身的精确位置信息，接收卫星定位信息，并将卫星定位信息与其精确位置信息进行比对，获得rtk差分信息，将rtk差分信息发送至割草机，割草机同样接收卫星定位信息，同时割草机通过接收到的rtk差分信息对卫星定位信息进行修正，总而获得精确定位信息。rtk差分定位方法的定位精度较高，能够获取在x、y、z三个方向上的位移，因此对于园林工具抬起动作这种短行程运动具有较高的识别灵敏度。
[0053]
基于rtk差分定位技术，本发明的实施例提供一种割草机，该割草机能够通过rtk定位信息来判断机体是否被人为抬起。可以理解的是，本发明不仅适用于割草机、也可以适用于扫地机、扫雪机等其它类型的园林工具。
[0054]
首先，对本发明的离地检测原理进行说明，割草机主要是在平地上行驶，因此一般只要检测到其离地距离大于一定阈值即可判定发生提起动作，例如当园林工具在预设时间段内的竖直位移量大于一定阈值时，即可判断割草机被抬起；进一步的，请参阅图2所示，割草机在正常工作状态下还有可能在坡道上行走，但可以理解的是，割草机能够适应的坡度显然是有限的，如图3所示，当检测到割草机运动路径的坡度大于它能够适应的极限坡度
时，就证明割草机显然不是依靠自身动力来完成这段位移的，那么此时最大的可能性就是割草机被人为的抬起了，基于此，为了排除割草机在斜坡上工作的干扰，本发明还设计了验证坡度的方法。
[0055]
请参阅图4所示，一种园林工具离地检测方法，包括如下步骤：
[0056]
s100：获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息。
[0057]
请参阅图5所示，在一具体实施例中，所述园林工具的位移信息采用如下方法获得：
[0058]
s110：获取所述园林工具第一时刻的第一位置信息；
[0059]
s120：获取所述园林工具第二时刻的第二位置信息，所述第二时刻与所述第一时刻之间间隔所述预设时间段。
[0060]
在一优选实施例中，所述第一位置信息为所述园林工具在所述第一时刻的rtk定位信息，所述第二位置信息为所述园林工具在所述第二时刻的rtk定位信息，由于rtk定位信息具有较高的定位精度，而割草机等园林工具在被人为抬起时至少会产生50cm以上的运动行程，因此rtk定位信息能够精准识别到这一位置变化。
[0061]
可以理解的是，所述位移信息除了利用rtk定位信息进行识别以外，也可以采用其它高精度定位手段来实现，例如采用imu模块采集的加速度、角速度信息来预测园林工具的位移量和位移方向，或者将imu模块的加速度、角速度信息与rtk差分定位信息相融合，进一步提高位移信息的识别精度。
[0062]
s200：根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离；在具体实施例中，所述离地距离例如可以通过竖直位移量来验证，也可以通过运动路径的坡度值来验证；
[0063]
请参阅图5、6所示，在一具体实施例中，所述坡度值采用如下方法获得：
[0064]
s210：根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述园林工具在所述第一时刻时的位置与所述园林工具在所述第二时刻时的位置之间的直线路径的坡度值。
[0065]
进一步的，所述步骤s210具体包括如下步骤：
[0066]
s211：根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻之间的水平位移量。
[0067]
s212：根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻时间的竖直位移量。
[0068]
s213：根据所述水平位移量和所述竖直位移量，计算所述坡度值。
[0069]
可以理解的是，园林工具的水平位移既包含x方向的位移，也包含y方向的位移，计算时，应当利用三角函数将x方向的位移与y方向的位移合成为总的水平位移量以后再参与坡度的计算。
[0070]
s300：当所述坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
[0071]
在一具体实施例中，所述步骤s300的具体过程如下：
[0072]
当所述园林工具的水平位移量小于预设水平位移量，且所述园林工具向上的竖直位移量大于预设竖直位移量时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
[0073]
请参阅图7所示，以下结合具体工作过程对本发明的一个实施例进行详细说明：
[0074]
割草机正常工作过程中，每间隔预设时间段t检测一次rtk定位信息，获得割草机的x，y，z坐标；当相邻两次检测的水平位置变化量x’,y’小于一定阈值(例如x、y方向总的位移量小于40cm时)，且竖直位置变化量z’增加量大于一定阈值时(例如竖直位置变化量大于水平位置变化量x`,y`对应的割草机能够适应的最大坡度max_i所对应的高度时)，控制模块产生停机指令，控制割草机停止工作，并产生报警，等待用户消除报警后，割草机继续工作。
[0075]
请参阅图8所示，本发明还提供一种园林工具离地检测装置，包括数据获取模块10、运算模块20和执行模块30；所述数据获取模块10用于获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；所述运算模块20用于根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值；所述执行模块30用于当所述坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。
[0076]
需要说明的是，本实施例的园林工具离地检测装置是与上述园林工具离地检测方法相对应的装置，园林工具离地检测装置中的功能模块分别对应园林工具离地检测方法中的相应步骤。本实施例的园林工具离地检测装置可与园林工具离地检测方法相互相配合实施。相应地，本实施例的园林工具离地检测装置中提到的相关技术细节也可应用在上述园林工具离地检测方法中。
[0077]
上述的各功能模块实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的部分或全部步骤，或以上的各功能模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0078]
请参阅图9所示，本发明还提供一种园林工具控制系统，包括rtk定位模块1001、控制模块1000、轮速传感器1002、路径规划模块1003、imu模块1004和储存模块1005；所述rtk定位模块1001用于发送所述园林工具的rtk定位信息；所述控制模块1000与所述rtk定位模块1001通讯连接，用于接收所述rtk定位信息，并计算所述园林工具单位时间内的位移轨迹，当所述位移轨迹的坡度值大于预设值时，所述控制模块控制所述园林工具停机。所述轮速传感器1002用于检测所述园林工具的车轮转速；所述路径规划模块1003用于规划所述园林功能根据的行走路径；所述imu模块1004用于检测所述园林工具的姿态和推算所述园林工具的位置；所述储存模块1005用于储存所述园林工具工作区域的地图数据；所述轮速传感器、路径规划模块、imu模块、储存模块分别与所述控制模块通讯连接。
[0079]
综上所述，本发明能够利用园林工具的位移信息判断园林工具是否被抬起，当园林工具的提升传感器失效时，本发明能够对园林工具的抬升状态进行二次检测，确保园林工具被抬起后能够及时停机，进而确保人员安全。
[0080]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
[0081]
在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。
[0082]
在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本发明精神和范围的一部分。
[0083]
还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
[0084]
另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。
[0085]
如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在
…
中”的意思包括“在
…
中”和“在
…
上”。
[0086]
本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。
[0087]
本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。
[0088]
因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

技术特征：

1.一种园林工具离地检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离；当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。2.根据权利要求1所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离的步骤包括：根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值。3.根据权利要求2所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机的步骤包括：当所述预设坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。4.根据权利要求3所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息的步骤包括：获取所述园林工具第一时刻的第一位置信息；获取所述园林工具第二时刻的第二位置信息，所述第二时刻与所述第一时刻之间间隔所述预设时间段。5.根据权利要求4所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值的步骤包括：根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述园林工具在所述第一时刻时的位置与所述园林工具在所述第二时刻时的位置之间的直线路径的坡度值。6.根据权利要求4所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述第一位置信息为所述园林工具在所述第一时刻的rtk定位信息，所述第二位置信息为所述园林工具在所述第二时刻的rtk定位信息。7.根据权利要求5所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述园林工具在所述第一时刻时的位置与所述园林工具在所述第二时刻时的位置之间的直线路径的坡度值的步骤包括：根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻之间的水平位移量；根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定所述园林工具在所述第一时刻与所述第二时刻时间的竖直位移量；根据所述水平位移量和所述竖直位移量，计算所述坡度值。8.根据权利要求3所述的园林工具离地检测方法，其特征在于，所述当所述坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机的步骤包括：当所述园林工具的水平位移量小于预设水平位移量，且所述园林工具向上的竖直位移量大于预设竖直位移量时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。9.一种园林工具离地检测装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；运算模块，用于根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的离地距离；执行模块，用于当所述离地距离大于一定阈值时，生成停机控制指令，控制所述园林工
具停机。10.一种园林工具控制系统，其特征在于，包括rtk定位模块，用于发送所述园林工具的rtk定位信息；控制模块，与所述rtk定位模块通讯连接，用于接收所述rtk定位信息，并计算所述园林工具单位时间内的位移轨迹，根据所述位移轨迹确定所述园林工具的离地距离，当所述离地距离大于一定阈值时，所述控制模块控制所述园林工具停机。11.根据权利要求10所述的园林工具控制系统，其特征在于，还包括：轮速传感器，用于检测所述园林工具的车轮转速；路径规划模块，用于规划所述园林功能根据的行走路径；imu模块，用于检测所述园林工具的姿态和推算所述园林工具的位置；储存模块，用于储存所述园林工具工作区域的地图数据；所述轮速传感器、路径规划模块、imu模块、储存模块分别与所述控制模块通讯连接。12.一种割草机，其特征在于，包括：rtk定位模块，用于发送所述园林工具的rtk定位信息；控制模块，与所述rtk定位模块通讯连接，用于接收所述rtk定位信息，并计算所述园林工具单位时间内的位移轨迹，根据所述位移轨迹确定所述园林工具的离地距离，当所述离地距离大于一定阈值时，所述控制模块控制所述园林工具停机。

技术总结

本发明属于园林工具控制技术领域，具体涉及一种园林工具离地检测方法、装置、系统及割草机，方法包括如下步骤：获取所述园林工具在预设时间段内的位移信息；根据所述位移信息，确定所述园林工具在所述预设时间段内的运动路径的坡度值；当所述坡度值大于预设坡度值时，生成停机控制指令，控制所述园林工具停机。本发明能够利用园林工具的位移信息判断园林工具是否被抬起，当园林工具的提升传感器失效时，本发明能够对园林工具的抬升状态进行二次检测，确保园林工具被抬起后能够及时停机，进而确保人员安全。而确保人员安全。而确保人员安全。