高度调节方法、高度调节装置、自移动设备及存储介质与流程

1.本技术属于自移动设备技术领域，尤其涉及一种高度调节方法、高度调节装置、自移动设备及存储介质。

背景技术：

2.当前在自移动设备的工作过程中，待工作场景不一定是平整地面，地面上往往会存在突起的小丘或者存在其他障碍物。自移动设备在地形多变的地面工作时，需要根据不同的地形特征准确调整自移动设备的工作状态，以避免损耗自移动设备。
3.然而在相关技术中，自移动设备在从平整地面过渡到小丘或遇到障碍物时，无法准确调整自移动设备的工作状态，容易使自移动设备受到损耗，无法保证自移动设备的工作效果。

技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种高度调节方法、高度调节装置、自移动设备及存储介质，以解决自移动设备无法准确调整工作状态导致的设备受损的问题。
5.本技术实施例第一方面提供一种高度调节方法，应用于自移动设备，自移动设备包括升降装置和作业装置，升降装置包括驱动电机和摆臂，驱动电机的驱动轴用于驱动摆臂绕驱动轴转动，摆臂用于连接作业装置，高度调节方法包括：
6.获取摆臂与竖直方向的初始角度；
7.获取自移动设备前进方向上的地形特征；
8.根据地形特征确定作业装置的目标高度；
9.根据目标高度计算摆臂与竖直方向的目标角度；
10.根据目标角度与初始角度计算旋转角度；
11.通过驱动轴驱动摆臂旋转旋转角度，以将作业装置调整到目标高度。
12.本技术实施例第二方面还提供一种高度调节装置，应用于自移动设备，自移动设备包括升降装置和作业装置，升降装置包括驱动电机和摆臂，驱动电机的驱动轴用于驱动摆臂绕驱动轴转动，摆臂用于连接作业装置，高度调节装置包括：
13.初始角度模块，用于获取摆臂与竖直方向的初始角度；
14.地形识别模块，用于获取自移动设备前进方向上的地形特征；
15.高度计算模块，用于根据地形特征确定作业装置的目标高度；
16.角度计算模块，用于根据目标高度计算摆臂与竖直方向的目标角度；
17.旋转角度模块，用于根据目标角度与初始角度计算旋转角度；
18.高度调整模块，用于通过驱动轴驱动摆臂旋转旋转角度，以将作业装置调整到目标高度。
19.本技术实施例第三方面还提供一种自移动设备，自移动设备包括处理器、存储器、升降装置和作业装置，升降装置包括驱动电机和摆臂，驱动电机的驱动轴用于驱动摆臂绕
驱动轴转动，摆臂用于连接作业装置，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述高度调节方法。
20.本技术实施例第四方面还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述高度调节方法。
21.本技术实施例提供的上述高度调节方法、高度调节装置、自移动设备及存储介质，通过对自移动设备前进方向上的地形特征进行检测以确定是否需要对自移动设备中作业装置的高度状态进行调整，并根据地形特征将自移动设备的作业装置调整至目标高度，能够减少自移动设备的作业装置与地面凸起或障碍物发生碰撞所导致的损耗。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本技术实施例提供的高度调节方法的流程示意图；
24.图2是本技术实施例提供的自移动设备的结构示意图；
25.图3是本技术实施例提供的初始角度获取的流程示意图；
26.图4是本技术实施例提供的目标高度确定的流程示意图；
27.图5是本技术实施例提供的高度调节装置的结构示意图；
28.图6是本技术实施例提供的自移动设备的结构示意图。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
32.在自移动设备的工作过程中，工作场景不一定是平整地面，地面上往往会存在突起的小丘或者存在其他障碍物。自移动设备在从平整地面过渡到小丘或遇到障碍物时，通常无法准确调整自移动设备的工作状态，导致自移动设备受到损耗，无法保证自移动设备的工作效果。
33.其中，自移动设备可以是包含自移动辅助功能的设备，也可以是半自移动设备或者完全自主移动设备。
34.以自移动设备为割草机器人为例，当割草机器人在包含草坡的草坪上移动进行割草作业时，由于草坪并非是平整地面，其上可能会存在凸起的小丘或者例如石头、树、篱笆等障碍物的情况。割草机器人在地形多变的地面工作时，如果不能准确根据不同的地形特
征及时调整工作状态，可能会使得割草机器人的刀盘产生碰撞，导致割草机器人的刀盘发生损耗。
35.由此可见，亟需一种高度调节方法，使得自移动设备可以在不同的地形特征准确调整自移动设备的工作状态，以减少自移动设备的损耗，保证自移动设备的工作效果。
36.本发明实施例提供的高度调节方法可以由自移动设备执行，相应地，高度调节装置可以设置于自移动设备中。图1是本技术实施例提供的高度调节方法的流程示意图。如图1所示，高度调节方法可以包括如下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。
37.s11，获取摆臂与竖直方向的初始角度。
38.在本技术实施例中，竖直方向是指垂直于地面的方向，初始角度可以是在作业装置调节到目标高度前，自移动设备的摆臂与竖直方向所形成的夹角。在本技术的至少一实施例中，结合图2说明本技术一实施例提供的自移动设备的部分结构，实际应用中，自移动设备30包括更多或更少的零部件。自移动设备30包括升降装置22和作业装置21，升降装置22包括驱动电机222和摆臂221，驱动电机222的驱动轴(图未示出)用于驱动摆臂221绕驱动轴转动，摆臂221用于连接作业装置21，通过驱动轴驱动摆臂221旋转一定角度以实现对作业装置21的高度调节。以自移动设备30为割草机器人为例，割草机器人中作业装置21可以为刀盘，割草机器人通过刀盘完成割草作业。
39.在一实施例中，摆臂221包括第一端与第二端，第一端与驱动电机222的驱动轴连接，第二端与作业装置21连接。初始角度可以为自移动设备30在执行作业时摆臂221的第一端与竖直方向的角度，如图2所示的角度θ。以自移动设备30为割草机器人为例，割草机器人在草坪上执行割草作业时，作业装置21与地面保持一定距离，以保证草坪上草的高度一致。此时，摆臂221的第一端与竖直方向的角度为初始角度。当割草机器人在上坡或遭遇其他障碍物等需要调整至目标高度的情况下，对初始角度进行调整，避免割草机器人的刀盘发生碰撞，产生设备损耗。
40.下文结合图3说明本技术实施例提供的初始角度的获取流程。可选地，获取摆臂与竖直方向的初始角度，包括：
41.s110，获取作业装置的初始高度、摆臂的摆臂长度以及驱动轴的离地高度。
42.其中，作业装置21的初始高度是指在作业装置调节到目标高度前，作业装置21的离地高度，可以记作h0。如图2所示，作业装置21包含连接件与工作件，连接件用于连接摆臂221与工作件，工作件用于执行相关作业。连接件的长度记作b。
43.在一实施例中，不考虑连接件的长度，作业装置21的初始高度可以理解为摆臂221的第二端的离地高度。在其他实施例中，考虑连接件的长度，作业装置21的初始高度可以理解为工作件顶端的离地高度。摆臂221的摆臂221长度是指摆臂221的第一端至第二端的距离，记作l。驱动轴的离地高度记作h。
44.s111，计算离地高度与初始高度的高度差值。
45.在一实施例中，以作业装置21的初始高度为摆臂221的第二端的离地高度为例，计算驱动轴的离地高度h与初始高度h0的高度差值，记作h-h0。
46.在其他实施例中，以作业装置21的初始高度为工作件顶端的离地高度为例，先计算摆臂221的第二端的离地高度，记作h0+b，再计算驱动轴与摆臂221的第二端的离地高度
的高度差值，记作h-(h0+b)。
47.s112，调用预设反三角函数对高度差值与摆臂长度进行计算，得到摆臂与竖直方向的初始角度。
48.在一实施例中，继续以作业装置21的初始高度为摆臂221的第二端的离地高度为例，计算驱动轴的离地高度与初始高度的高度差值，记作h-h0。摆臂221与竖直方向的初始角度记作θ0。在一实施例中，预设反三角函数为预设反余弦函数，调用如下公式1对高度差值与摆臂221长度进行计算，得到摆臂221与竖直方向的初始角度。
49.θ0＝arcos((h-h0)/l)公式1
50.在其他实施例中，继续以作业装置21的初始高度为工作件顶端的离地高度为例，先计算摆臂221的第二端的离地高度，记作h0+b，再计算驱动轴与摆臂221的第二端的离地高度的高度差值，记作h-(h0+b)。摆臂221与竖直方向的初始角度记作θ0。在一实施例中，预设反三角函数为预设反余弦函数，调用如下公式2对高度差值与摆臂221长度进行计算，得到摆臂221与竖直方向的初始角度。
51.θ0＝arcos((h-(h0+b))/l))公式2
52.在一些实施方式中，本技术还包括：
53.s113，在自移动设备上电后，获取编码器的实测编码器值。
54.在本技术的至少一实施例中，驱动轴设置有编码器，编码器对应有编码器值，编码器值用于反映摆臂221与竖直方向的角度信息。示例性地，摆臂221与竖直方向的当前角度对应实测编码器值。在一实施例中，实测编码器值可以是指自移动设备30在上电后，摆臂221的第一端与竖直方向的当前角度对应的编码器值。
55.s114，获取初始角度对应的初始编码器值。
56.在一实施例中，摆臂221与竖直方向的初始角度对应初始编码器值，初始编码器值可以是指自移动设备30在执行工作时摆臂221的第一端与竖直方向的角度对应的编码器值。自移动设备30可以在执行工作时，获取自移动设备30的初始编码器值，将初始编码器值和初始角度存储于预设数据库中。后续，自移动设备30在工作的过程中，如果发生了断电的情况，则本技术的方法在自移动设备30上电后，可以读取初始编码器值和断电发生时的实测编码器值，通过计算实测编码器值与初始编码器值能够得到作业装置21当前的高度，实现了自移动设备30在断电后的高度记忆以及高度反馈，能够及时得到作业装置21当前的高度，继而提高了高度调节的速率和可靠性。
57.s115，计算实测编码器值和初始编码器值的编码器差值。
58.其中，初始编码器值记作encode_zero，实测编码器值记作encode_new，编码器差值记作δencode，编码器差值δencode可以通过如下公式3计算得到：
59.δencode＝encode_new-encode_zero公式3
60.s116，根据编码器差值确定调节角度值。
61.编码器差值与调节角度值间存在对应关系，通过如下公式4能够根据编码器差值确定调节角度值δθ为：
62.δθ＝δencode/encode_max*360
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式4
63.其中，encode_max是指编码器输出的最大值。
64.s117，根据初始角度和调节角度值确定实测角度。
65.通过如下公式5能够根据初始角度和调节角度值确定实测角度：
66.θ＝δθ+θ0公式5
67.s118，根据实测角度确定作业装置当前的高度。
68.通过如下公式6能够根据实测角度确定作业装置21当前的高度：
69.h＝h-l*cos(θ)公式6
70.其中，初始编码器值与实测编码器值可能相同，也可能不相同。当初始编码器值与实测编码器值相同时，作业装置21当前的高度即为初始高度；当初始编码器值与实测编码器值不相同时，实测编码器值可能大于初始编码器值，也可能小于初始编码器值，在此不做限制。当实测编码器值大于初始编码器值时，表明作业装置21当前的高度高于作业装置21的初始高度；当实测编码器值小于初始编码器值时，表明作业装置21当前的高度低于作业装置21的初始高度。
71.s12，获取自移动设备前进方向上的地形特征。
72.在本技术的至少一实施例中，由于自移动设备30的工作场景并非是平整地面，其上会存在突起的小丘或者存在树、石头、篱笆等其他障碍物，为减少自移动设备30碰到这类障碍物产生设备损耗，需要对自移动设备30前进方向上的地形特征进行检测。
73.在一实施例中，自移动设备30上搭载有图像采集装置，图像采集装置用于采集自移动设备30前进方向上的环境图像。在一实施例中，图像采集装置可以为深度相机、激光扫描仪或激光雷达等装置，在此不做限制。
74.地形特征包括平地特征与非平地特征，平地特征用于标识自移动设备30前进方向上的地面为平整地面，非平地特征用于标识自移动设备30前进方向上的地面为非平整地面，非平整地面上可能存在突起的小丘或者存在树、石头、篱笆等其他障碍物。
75.可以理解的是，当突起的小丘的坡度可以满足自移动设备30爬上坡时，此时小丘对自移动设备30正常工作未产生影响；当突起的小丘的坡度过高导致自移动设备30无法爬上坡时，此时小丘对自移动设备30正常工作产生影响，可以控制自移动设备30沿非平地特征绕行。当其他障碍物(例如篱笆、石头、树)的最高点距地面的预估高度小于或等于作业装置21能够调节的最高高度(也称预设高度阈值)时，此时可以对作业装置21进行高度调节，无需改变自移动设备30的前进方向；当其他障碍物(例如篱笆、石头、树)的最高点距地面的预估高度大于作业装置21能够调节的最高高度(也称预设高度阈值)时，此时无法对作业装置21进行高度调节以满足避免碰撞的效果，控制自移动设备30沿非平地特征绕行。
76.在本技术实施例中，获取自移动设备前进方向上的地形特征，包括：
77.s120，获取自移动设备前进方向上的环境图像。
78.其中，环境图像是指自移动设备30前进方向上所处的物理环境的图像，环境图像可以是rgb图像和深度图像，环境图像中包含地面区域的图像以及地面区域以外区域的图像。
79.s121，对环境图像进行图像识别，得到环境图像对应的地形特征。
80.当环境图像为深度图像时，可以通过深度图像的点云数据进行聚类处理，得到自移动设备30前进方向上对应的物体的点云数据。以自移动设备30为割草机器人为例，环境图像中的点云数据可以包括地面对应的点云数据、草坡对应的点云数据、石头对应的点云数据、树木对应的点云数据。当环境图像为rgb图像时，可以通过对环境图像的各个图像区
域进行颜识别，以分割出不同颜对应的地形特征。继续以割草机器人为例，不同颜对应的地形特征可以是草地特征和非草地特征，非草地特征可以是篱笆、石头、树等。
81.在一实施例中，对环境图像进行图像识别，得到环境图像对应的地形特征，包括：
82.s1210，确定环境图像对应的原始点云数据。
83.其中，环境图像对应的地形特征包括平地特征与非平地特征。当环境图像由点云数据组成时，环境图像中所有地形特征对应的点云数据为原始点云数据。原始点云数据可以包括平地特征对应的点云数据与非平地特征对应的点云数据。
84.s1211，当原始点云数据中除地面点云数据以外还存在其余点云数据时，从原始点云数据中移除地面点云数据，得到目标点云数据。
85.在一实施例中，平地特征对应的点云数据可以是指地面对应的点云数据(也称为地面点云数据)，非平地特征对应的点云数据可以是包括斜坡对应的点云数据(也称第一点云数据)以及障碍物对应的点云数据(也称第二点云数据)。斜坡对应的点云数据可以是草坡对应的点云数据，障碍物对应的点云数据可以包括石头对应的点云数据、树木对应的点云数据等。由于地面不是障碍物，且地面点云数据在后续拟合聚类的过程中会对拟合聚类的过程造成干扰。因此在对环境图像进行图像识别时，无需对地面点云数据进行聚类处理。在这种情况下，自移动设备30可以从原始点云数据中进行平面拟合，将拟合得到的平面作为地面，并移除平面上的点云数据，也就是移除地面点云数据，以得到目标点云数据。
86.s1212，对目标点云数据进行平面拟合。
87.在一实施例中，在对目标点云数据进行平面拟合时，可以通过随机抽样一致(random sample consensus，ransac)算法对目标点云数据进行平面拟合。应理解，本技术实施例以ransac算法为例，对目标点云数据进行拟合，在实际使用过程中，对平面拟合的算法不做限定，例如可以使用最小二乘法对目标点云数据进行平面拟合，或使用灰度值插值算法对目标点云数据进行平面拟合。
88.s1213，当目标点云数据经过拟合得到拟合平面时，确定地形特征中包含斜坡地形以及斜坡地形对应的第一点云数据。
89.在一实施例中，由于斜坡地形在环境图像中的体积较大，因此斜坡地形对应的点云数据的数量较多，且斜坡的点云数据绝大部分都位于同一个平面，而在对点云数据进行拟合的过程中，拟合的原则是使得拟合平面上有尽可能多的内点，因此对目标点云数据进行平面拟合之后，可以将得到的拟合平面认为是斜坡的平面，将拟合平面上的第一点云数据认为是斜坡的点云数据。
90.s1214，当目标点云数据中除第一点云数据以外还存在第二点云数据时，确定地形特征中包含障碍物特征。
91.具体地，从目标点云数据中移除第一点云数据，得到第二点云数据，将第二点云数据作为障碍物对应的点云数据。在其他实施例中，在未拟合得到平面时，说明环境图像中不包括斜坡地形，因此不存在斜坡点云数据对聚类处理造成干扰的情况，在这种情况下，可以直接将目标点云数据作为第二点云数据，将第二点云数据作为障碍物对应的点云数据。
92.s13，根据地形特征确定作业装置的目标高度。
93.在本技术的至少一实施例中，目标高度是指自移动设备30前进方向上的地形特征不会对作业装置21产生碰撞的最低高度。
94.请参阅图4，结合图4说明本技术实施例提供的目标高度的确定流程。在本技术实施例中，根据地形特征确定作业装置21的目标高度，包括：
95.s130，当地形特征包括非平地特征时，通过聚类的方式确定非平地特征对应的点云数据。
96.其中，非平地特征可以包括障碍物特征与斜坡特征，障碍物特征可以包括障碍物石头、障碍物树、障碍物篱笆等。
97.在一实施例中，当环境图像中存在非平地特征且非平地特征包含斜坡特征时，通过聚类的方式确定非平地特征对应的点云数据包括：确定环境图像对应的原始点云数据；当原始点云数据中除地面点云数据以外还存在其余点云数据时，从原始点云数据中移除地面点云数据，得到目标点云数据；对目标点云数据进行拟合聚类处理；当目标点云数据经过拟合得到拟合平面时，将拟合平面中的点云数据作为斜坡特征对应的点云数据。应当理解，当自移动设备30遇到斜坡时，应充分考虑斜坡的坡度是否可供自移动设备30爬坡，而斜坡的最高点到自移动设备所在地面的预估高度与预设高度阈值的大小关系并不会影响自移动设备在斜坡上移动。当斜坡的坡度可供自移动设备30爬坡时，此时斜坡未对自移动设备30的正常工作产生影响，无需对斜坡进行绕行；当斜坡的坡度无法供自移动设备30爬坡时，及时控制自移动设备30沿非平地特征绕行。在通过聚类的方式确定非平地特征对应的点云数据之后，还包括：确定拟合平面相对于地面的夹角；当夹角大于预设夹角阈值时，此时斜坡会对自移动设备30的正常工作产生影响，控制自移动设备30沿非平地特征绕行；当夹角小于预设夹角阈值时，此时斜坡未对自移动设备30的正常工作产生影响，无需对斜坡进行绕行。其中，拟合平面相对于地面的夹角可以理解为斜坡的坡度，预设夹角阈值为预先设置的用于评估能够爬坡的最大角度。本技术实施例通过对斜坡的坡度进行确定，并在斜坡的坡度大于预设夹角阈值时，及时控制自移动设备30沿非平地特征绕行，减小自移动设备30的作业装置与障碍物或斜坡发生碰撞而产生设备损耗，保证自移动设备30的工作效果。
98.在另一实施例中，当非平地特征包含障碍物特征时，由于一个或多个障碍物的各自高度一般不同，且一个或多个障碍物的分布无固定规律，因此，第二点云数据的分布较为分散，此时对第二点云数据进行聚类处理，得到的障碍物点云数据中包括所有障碍物点云数据，不会存在漏识别的现象，有效提高了识别障碍物的准确度。在对第二点云数据进行聚类处理之后，会得到一个或多个不同的聚类，其中，聚类为根据预设的障碍物类别进行聚类得到的多个点云数据，不同的聚类中包括的点云数据的点的数量不同。障碍物特征的聚类对应的点云数据的点的数量会超过一定的阈值，因此将聚类中对应的点云数据的点的数量超过阈值的聚类确定为障碍物特征聚类。聚类处理的算法不做限定，示例性地，可以使用k均值聚类算法、高斯混合模型算法、期望最大化算法等算法对第二点云数据进行聚类处理。本技术实施例以使用k均值聚类算法为例，提前设置好提取的终止条件、最大的迭代次数以及聚类中心的选取方式，使用k均值聚类算法对第二点云数据进行处理后，得到多个聚类。其中，终止条件可以是在下一次聚类时重新分配给不同聚类的点云数据的数量低于三个，或，在下一次聚类时低于2个聚类的聚类中心发生变化。在一实施例中，点云数据是指在一个三维坐标系统中的一组向量的集合。
99.s131，根据非平地特征对应的点云数据确定非平地特征的最高点。
100.具体地，根据非平地特征对应的点云数据确定非平地特征的最高点，包括：
101.确定非平地特征对应的非平地特征聚类；
102.确定非平地特征聚类中的点云数据对应的目标维度数据；
103.选取目标维度数据最大值作为非平地特征的最高点。
104.其中，非平地特征聚类也为障碍物特征聚类。目标维度数据可以是指标识高度的维度数据。举例来说，当非平地特征聚类中包括10个点云数据时，该10个点云数据的坐标分别为(13，54，23)、(15，56，44)、(13，51，37)、(16，53，22)、(14，54，34)、(16，52，71)、(17，53，41)、(19，55，35)、(12，49，29)、(18，53，49)。
105.s132，确定最高点到自移动设备所在地平面的预估高度。
106.继续沿用上述步骤s131的例子，在点云数据中，高度最高的点所属的点云数据对应的坐标为(16，52，71)，其中，一个坐标单位对应的长度是1厘米，则非平地特征的最高点离地距离为71厘米。
107.s133，当预估高度小于或等于预设高度阈值时，确定预估高度为目标高度。
108.其中，预设高度阈值可以用于标识自移动设备30的作业装置21能够调节的最大高度。在一实施例中，预设高度阈值可以通过摆臂221在远离地面的竖直方向能调节的最大角度确定，将摆臂221在远离地面的竖直方向能调节的最大角度对应的作业装置21的离地高度作为预设高度阈值，根据摆臂221与竖直方向的角度确定作业装置21的离地高度在前文已描述(详见s113-s118中的描述)，在此不做赘述。当预估高度小于或等于预设高度阈值时，此时，可以通过对作业装置21进行高度调节以满足避免碰撞的效果，将预估高度为目标高度。当预估高度大于预设高度阈值时，此时无法通过对作业装置21进行高度调节以满足避免碰撞的效果，控制自移动设备30沿非平地特征绕行。
109.需要说明的是，当预估高度大于预设高度阈值时，控制自移动设备30沿非平地特征绕行。
110.s14，根据目标高度计算摆臂与竖直方向的目标角度。
111.其中，目标角度即为摆臂于竖直方向的夹角的角度。可以通过已知的作业装置的目标高度、摆臂长度以及驱动轴的离地高度，结合反三角函数计算得到目标角度。具体地，根据目标高度计算摆臂与竖直方向的目标角度，包括：
112.s141，获取作业装置的目标高度、摆臂的摆臂长度以及驱动轴的离地高度。
113.在本技术的至少一实施例中，作业装置21的目标高度可以是指自移动设备30前进方向上的地形特征不会对作业装置21产生碰撞时作业装置21离地的最低高度，记作h，在一实施例中，作业装置21与摆臂221的第二端连接，因此，作业位置的目标高度也可以理解为摆臂221的第二端的离地高度。摆臂221的摆臂221长度可以是指摆臂221的第一端至第二端的距离，记作l。驱动轴的离地高度记作h。
114.s142，计算离地高度与目标高度的目标高度差值。
115.示例性的，可以将作业装置的目标高度h与离地高度h的高度差值，记作h-h。摆臂221与竖直方向的目标角度记作θ。
116.s143，调用预设反三角函数对目标高度差值与摆臂长度进行处理，得到摆臂与竖直方向的目标角度。
117.继续沿用步骤s142的例子，预设反三角函数可以为预设反余弦函数，可以调用如下公式7对目标高度差值与摆臂221长度进行处理，得到摆臂221与竖直方向的目标角度。
118.θ＝arcos((h-h)/l)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式7
119.s15，根据目标角度与初始角度计算旋转角度。
120.在本技术的至少一实施例中，将目标角度与初始角度的角度差值作为旋转角度。应理解，目标角度可能大于初始角度，也可能小于初始角度。当目标角度小于或等于初始角度时，无需计算旋转角度。当目标角度大于初始角度时，表明在初始角度下，自移动设备30的作业装置21在前进方向上会与障碍物发生碰撞而产生损耗，需根据目标角度与初始角度的角度差值得到旋转角度，继而根据旋转角度对自移动设备30的作业装置21进行调整。当目标角度小于初始角度时，表明在初始角度下，自移动设备30的作业装置21在前进方向上不会与障碍物发生碰撞，无需根据目标角度与初始角度的角度差值得到旋转角度以对自移动设备30的作业装置21进行调整。
121.s16，通过驱动轴驱动摆臂旋转旋转角度，以将作业装置调整到目标高度。
122.在本技术的至少一实施例中，驱动轴驱动摆臂221向远离地面的方向旋转旋转角度，以将作业装置21调整到目标高度。
123.本技术实施例提供的上述高度调节方法中，通过对自移动设备前进方向上的地形特征进行监测以确定是否需要对自移动设备中作业装置的高度状态进行调整，并根据地形特征将自移动设备的作业装置调整至目标高度，能够减少自移动设备发生碰撞导致的损耗；且本技术在对自移动设备中作业装置的高度状态进行调整时，通过控制驱动轴驱动摆臂旋转一定角度以调整自移动设备的作业装置达到目标高度，避免直接调整作业装置的高度状态，降低了作业装置的高度调整难度，进一步保证自移动设备的工作效果。
124.请参阅图5，图5是本技术实施例提供的高度调节装置的结构示意图。在一些实施例中，高度调节装置20可以包括多个由计算机程序段所组成的功能模块。高度调节装置20中的各个程序段的计算机程序可以存储于自移动设备的存储器中，并由至少一个处理器所执行，以执行(详见图1描述)高度调节的功能。
125.本实施例中，高度调节装置20根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。功能模块可以包括：初始角度模块201、地形识别模块202、高度计算模块203、角度计算模块204、旋转角度模块205以及高度调整模块206。本技术所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
126.初始角度模块201可以用于获取摆臂与竖直方向的初始角度。
127.地形识别模块202可以用于获取自移动设备前进方向上的地形特征。
128.高度计算模块203可以用于根据地形特征确定作业装置的目标高度。
129.角度计算模块204可以用于根据目标高度计算摆臂与竖直方向的目标角度。
130.旋转角度模块205可以用于根据目标角度与初始角度计算旋转角度。
131.高度调整模块206可以用于通过驱动轴驱动摆臂旋转旋转角度，以将作业装置调整到目标高度。
132.在一些实施方式中，初始角度模块201还可以用于获取作业装置的初始高度、摆臂的摆臂长度以及驱动轴的离地高度；
133.在一些实施方式中，初始角度模块201还可以用于计算离地高度与初始高度的高度差值；
134.在一些实施方式中，初始角度模块201还可以用于调用预设反三角函数对高度差值与摆臂长度进行处理，得到摆臂与竖直方向的初始角度。
135.在一些实施方式中，旋转角度模块205还可以用于计算目标角度与初始角度的角度差值，得到旋转角度。
136.在一些实施方式中，地形识别模块202还可以用于获取自移动设备前进方向上的环境图像；
137.在一些实施方式中，地形识别模块202还可以用于对环境图像进行图像识别，得到环境图像对应的地形特征。
138.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以用于当地形特征包括非平地特征时，通过聚类的方式确定非平地特征对应的点云数据；
139.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以用于根据非平地特征对应的点云数据确定非平地特征的最高点；
140.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以用于确定最高点到自移动设备所在地平面的预估高度；
141.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以当预估高度小于或等于预设高度阈值时，确定预估高度为目标高度。
142.在一些实施方式中，地形识别模块202还可以用于当预估高度大于预设高度阈值时，控制自移动设备沿非平地特征绕行。
143.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以在自移动设备上电后，获取编码器的实测编码器值；
144.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以获取初始角度对应的初始编码器值；
145.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以计算实测编码器值和初始编码器值的编码器差值；
146.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以根据编码器差值确定调节角度值；
147.在一些实施方式中，角度计算模块204还可以根据初始角度和调节角度值确定实测角度；
148.在一些实施方式中，高度计算模块203还可以根据实测角度确定作业装置当前的高度。
149.请参阅图6，图6是本技术实施例提供的自移动设备的结构示意图。在本技术较佳实施例中，自移动设备30包括存储器31、至少一个处理器32、至少一条通信总线33、收发器34、作业装置21以及升降装置22。升降装置22包括驱动电机222和摆臂221，驱动电机222的驱动轴用于驱动摆臂221绕驱动轴转动，摆臂221用于连接作业装置21，处理器32用于执行存储器31中存储的计算机程序时实现所述的高度调节方法。
150.本领域技术人员应该了解，图6示出的自移动设备的结构并不构成本技术实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，自移动设备30还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。
151.在一些实施例中，自移动设备30是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。自移动设备30还可包括客户设备，客户设备包括但不
限于任何一种可与客户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、数码相机等。
152.需要说明的是，自移动设备30仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本技术，也应包含在本技术的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
153.在一些实施例中，存储器31中存储有计算机程序，计算机程序被至少一个处理器32执行时实现如的高度调节方法中的全部或者部分步骤。存储器31包括只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子擦除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
154.进一步地，计算机可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据自移动设备30的使用所创建的数据等。
155.在一些实施例中，至少一个处理器32是自移动设备30的控制核心(control unit)，利用各种接口和线路连接整个自移动设备30的各个部件，通过运行或执行存储在存储器31内的程序或者模块，以及调用存储在存储器31内的数据，以执行自移动设备30的各种功能和处理数据。例如，至少一个处理器32执行存储器中存储的计算机程序时实现本技术实施例中的高度调节方法的全部或者部分步骤；或者实现高度调节装置的全部或者部分功能。至少一个处理器32可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。
156.在一些实施例中，至少一条通信总线33被设置为实现存储器31以及至少一个处理器32等之间的连接通信。
157.尽管未示出，自移动设备30还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与至少一个处理器32逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。自移动设备30还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
158.上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台自移动设备(可以是个人计算机，自移动设备，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的部分。
159.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
160.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的
部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
161.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
162.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。说明书中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
163.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种高度调节方法，应用于自移动设备，其特征在于，所述自移动设备包括升降装置和作业装置，所述升降装置包括驱动电机和摆臂，所述驱动电机的驱动轴用于驱动所述摆臂绕所述驱动轴转动，所述摆臂用于连接所述作业装置，所述高度调节方法包括：获取所述摆臂与竖直方向的初始角度；获取所述自移动设备前进方向上的地形特征；根据所述地形特征确定所述作业装置的目标高度；根据所述目标高度计算所述摆臂与竖直方向的目标角度；根据所述目标角度与所述初始角度计算旋转角度；通过所述驱动轴驱动所述摆臂旋转所述旋转角度，以将所述作业装置调整到所述目标高度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述摆臂与竖直方向的初始角度，包括：获取所述作业装置的初始高度、所述摆臂的摆臂长度以及所述驱动轴的离地高度；计算所述离地高度与所述初始高度的高度差值；调用预设反三角函数对所述高度差值与所述摆臂长度进行处理，得到所述摆臂与竖直方向的初始角度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标角度与所述初始角度计算旋转角度，包括：计算所述目标角度与所述初始角度的角度差值，得到旋转角度。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述自移动设备前进方向上的地形特征，包括：获取所述自移动设备前进方向上的环境图像；对所述环境图像进行图像识别，得到所述环境图像对应的地形特征。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述地形特征确定所述作业装置的目标高度，包括：当所述地形特征包括非平地特征时，通过聚类的方式确定所述非平地特征对应的点云数据；根据所述非平地特征对应的点云数据确定所述非平地特征的最高点；确定所述最高点到所述自移动设备所在地平面的预估高度；当所述预估高度小于或等于预设高度阈值时，确定所述预估高度为目标高度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述确定所述最高点到所述自移动设备所在地平面的预估高度之后，所述方法还包括：当所述预估高度大于所述预设高度阈值时，控制所述自移动设备沿所述非平地特征绕行。7.如权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述驱动轴设置有编码器；所述方法还包括：在所述自移动设备上电后，获取所述编码器的实测编码器值；获取所述初始角度对应的初始编码器值；计算所述实测编码器值和所述初始编码器值的编码器差值；
根据所述编码器差值确定调节角度值；根据所述初始角度和所述调节角度值确定实测角度；根据所述实测角度确定所述作业装置当前的高度。8.一种高度调节装置，应用于自移动设备，其特征在于，所述自移动设备包括升降装置和作业装置，所述升降装置包括驱动电机和摆臂，所述驱动电机的驱动轴用于驱动所述摆臂绕所述驱动轴转动，所述摆臂用于连接所述作业装置，所述高度调节装置包括：初始角度模块，用于获取所述摆臂与竖直方向的初始角度；地形识别模块，用于获取所述自移动设备前进方向上的地形特征；高度计算模块，用于根据所述地形特征确定所述作业装置的目标高度；角度计算模块，用于根据所述目标高度计算所述摆臂与竖直方向的目标角度；旋转角度模块，用于根据所述目标角度与所述初始角度计算旋转角度；高度调整模块，用于通过所述驱动轴驱动所述摆臂旋转所述旋转角度，以将所述作业装置调整到所述目标高度。9.一种自移动设备，其特征在于，所述自移动设备包括处理器、存储器、升降装置和作业装置，所述升降装置包括驱动电机和摆臂，所述驱动电机的驱动轴用于驱动所述摆臂绕所述驱动轴转动，所述摆臂用于连接所述作业装置，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的高度调节方法。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的高度调节方法。

技术总结

本申请适用于自移动设备技术领域，提供了一种高度调节方法、高度调节装置、自移动设备及存储介质，包括：获取所述摆臂与竖直方向的初始角度；获取所述自移动设备前进方向上的地形特征；根据所述地形特征确定所述作业装置的目标高度；根据所述目标高度计算所述摆臂与竖直方向的目标角度；根据所述目标角度与所述初始角度计算旋转角度；通过所述驱动轴驱动所述摆臂旋转所述旋转角度，以将所述作业装置调整到所述目标高度。本申请实施例能够根据自移动设备前进方向上的地形特征调整自移动设备的工作状态，减少自移动设备受到损耗的可能性，保证自移动设备的工作效果。保证自移动设备的工作效果。保证自移动设备的工作效果。