[发明专利]一种高精度户外草坪修剪机器人及其定位系统

权利要求书

1.一种高精度户外草坪修剪机器人，包括机器人本体(1)、驱动轮、与摄像头(14)，其特征在于，所述机器人本体(1)前端面设置有固定框(10)，所述摄像头(14)安装在固定框(10)顶部并与控制系统相连接，所述固定框(10)内表壁固定连接有马达(11)与固定块(9)，所述马达(11)输出端传动连接有主动齿轮(12)，所述主动齿轮(12)外表壁啮合连接有从动齿轮(13)，所述从动齿轮(13)竖直端穿设有转轴(2)，所述转轴(2)转动连接在固定块(9)与固定框(10)竖直端，所述转轴(2)底部固定连接有固定套(6)，所述固定套(6)外表壁固定连接有四组上板(4)与下板(5)，且四组所述下板(5)分别位于四组上板(4)的正下方，四组所述下板(5)两两之间均固定连接有连接板(7)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度户外草坪修剪机器人，其特征在于，所述连接板(7)具为弧形结构。

3.根据权利要求1所述的一种高精度户外草坪修剪机器人，其特征在于，四组所述上板(4)与下板(5)之间固定连接有多组连杆(8)。

4.根据权利要求1所述的一种高精度户外草坪修剪机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)通过立杆固定连接有限位套(3)，所述转轴(2)穿设在限位套(3)竖直端。

5.根据权利要求1所述的一种高精度户外草坪修剪机器人，其特征在于，所述下板(5)与连接板(7)外表壁均为光滑面。

6.根据权利要求1所述的一种高精度户外草坪修剪机器人，其特征在于，所述摄像头(14)的两侧分别设置光源，所述光源与光传感器连接。

7.一种高精度户外草坪修剪机器人的定位系统，应用于权利要求1中所述的修剪机器人，其特征在于，所述定位系统包括惯性导航系统、视觉识别系统与微型基站定位系统，所述定位系统具体步骤如下：

T1：修剪机器人通过微型基站测距系统确定机器人在草坪上的位置；

T2：在步骤T1的基础上，修剪机器人通过惯性导航系统从现有位置推算出其要到的下一个点的位置；

T3：在步骤T3的基础上，修剪机器人通过视觉识别系统识别出未修剪的草坪、障碍物、充电桩等信息；

T4：通过一系列的算法将微型基站定位，惯性导航系统以及视觉识别系统分别得到的信息进行数据的有效融合，以得到一个相对准确的位置信息。

8.根据权利要求7所述的一种高精度户外草坪修剪机器人的定位系统，其特征在于，所述惯性导航系统具体步骤如下：

S1:户外草坪修剪机器人通过惯性导航系统中的陀螺仪形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，得出机器人的航向和姿态角；

S2:所述加速度计将其测量到的机器人的加速度反馈给机器人的控制系统，所述控制系统对得到的加速度对时间进行一次积分得到速度1；同时所述控制系统对机器人驱动轮转过圈数、驱动轮的半径和行走用的时间计算出机器人的行走速度2；将所述速度1与速度2通过算法融合，得到一个较为准确的速度，所述速度再经过对时间的一次积分即可得到位移；

S3:所述机器人通过得到的航向、姿态角、位移，可靠推算出其下一点的准确位置信息。

9.根据权利要求7所述的一种高精度户外草坪修剪机器人的定位系统，其特征在于，所述视觉识别系统具体步骤如下：

S1:所述户外草坪修剪机器人通过视觉识别系统中的摄像头(14)将其捕捉到的图片信息进行采集，并将其传输给控制中心进行预处理；

S2:控制中心通过分析步骤S1中预处理后的图片信息，来判断识别机器人前方的草坪信息、障碍物信息、充电桩信息等；

S3:通过步骤2识别好的信息，控制中心会有相应反馈控制机器人做出响应的处理。

10.根据权利要求7所述的一种高精度户外草坪修剪机器人的定位系统，其特征在于，所述微型基站定位系统具体步骤如下：

S1:所述户外草坪修剪机器人接收到基站所发射的通信信号；

S2:生成针对该信号的响应信号，并发送至所述基站；

S3:所述户外草坪修剪机器人按照预先指定的顺序与所述基站建立通信连接；

S4:依次与其它基站测量距离，进而确定机器人的具体位置，在指定时间长度每次只与一个设备测量距离。