[发明专利]用于自动割草机的导航系统和方法

权利要求书

1.一种用于机器人割草机的车辆控制单元，所述车辆控制单元包括被配置为对至少第一传播模式和第二传播模式之间的选择进行仲裁的导航仲裁逻辑模块，所述第一传播模式是割草机的直线传播模式，第二传播模式是割草机的弧线传播模式，导航仲裁逻辑模块被配置为在接收到指示割草机接近指定区域的边界并且离该边界的距离等于或小于指定转弯距离的传感器信息时选择第二传播模式，所述传感器信息是从具有沿不同方向布置的至少两个拾波线圈的边界传感器组件获得的；

其中导航仲裁逻辑模块被配置为产生表示目标偏航角的输出信息，所述目标偏航角依赖于假定的实际偏航角，所述假定的实际偏航角是估计的偏航角和测量的偏航角中的一个；并且

其中在第二传播模式中，目标偏航角表示测量的偏航角在沿着所述边界延伸的垂直平面上的镜面反射。

2.根据权利要求1所述的车辆控制单元，其中所述车辆控制单元被配置成接收表示割草机的相对于所述边界的测量到的偏航角的传感器信息。

3.根据权利要求2所述的车辆控制单元，其中在第一传播模式中，相对于所述边界的目标偏航角等于测量的偏航角。

4.根据权利要求2所述的车辆控制单元，还包括致动器模块，所述致动器模块被配置成将目标偏航角转变成目标偏航角和假定的实际偏航角之间的偏航角差值。

5.根据权利要求2所述的车辆控制单元，其中车辆控制单元被配置为接收表示割草机的相对于所述边界的测量距离的传感器信息，并且其中导航仲裁逻辑模块被配置为产生表示在第二传播模式中的目标速度矢量的输出信息，所述目标速度矢量依赖于所述测量距离。

6.根据权利要求5所述的车辆控制单元，其中目标速度矢量的垂直于所述边界的速度分量与离所述边界的所述测量距离正相关。

7.根据权利要求5所述的车辆控制单元，其中目标速度矢量的幅值与离所述边界的所述测量距离正相关。

8.根据权利要求1所述的车辆控制单元，其中控制单元被配置为产生用于割草机推进系统的输入量，以基于第一传播模式或第二传播模式的选择引起期望的运动。

9.根据权利要求1所述的车辆控制单元，其中控制单元被配置为产生用于割草机刀片马达系统的输入量，以基于第一传播模式或第二传播模式的选择引起期望的转动刀片速度。

10.根据权利要求1所述的车辆控制单元，其中导航仲裁逻辑模块被配置为产生表示目标速度矢量的输出信息，所述目标速度矢量在第一传播模式中具有比在第二传播模式中大的幅值。

11.根据权利要求1所述的车辆控制单元，还包括定位模块，定位模块被配置为计算割草机在指定区域内的绝对当前位置。

12.根据权利要求1所述的车辆控制单元，其中导航仲裁逻辑模块被配置为在到所述边界的距离大于指定转弯距离或割草机正在移动远离或平行于边界时，选择第一传播模式。

13.一种用于机器人割草机的导航系统，所述导航系统包括：

限定指定区域的边界的边界导线、边界传感器组件和车辆控制单元，边界传感器组件具有沿不同方向布置的至少两个拾波线圈，所述车辆控制单元包括被配置为对至少第一传播模式和第二传播模式之间的选择进行仲裁的导航仲裁逻辑模块，所述第一传播模式是割草机的直线传播模式，第二传播模式是割草机的弧线传播模式，导航仲裁逻辑模块被配置为在传感器组件指示割草机接近所述指定区域的边界并且离所述边界的距离等于或小于指定转弯距离时选择第二传播模式；

其中导航仲裁逻辑模块被配置为产生表示目标偏航角的输出信息，所述目标偏航角依赖于假定的实际偏航角，所述假定的实际偏航角是估计的偏航角和测量的偏航角中的一个；并且

其中在第二传播模式中，目标偏航角表示在沿着所述边界导线延伸的垂直平面上的测量的偏航角的镜面反射。