一种智能割草机回位方法及回位装置与流程

技术特征：

1.一种智能割草机回位方法，其特征在于，包括:

S10检测割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角；

S20检测割草机当前的姿态角；

S30根据步骤S10检测的夹角以及步骤S20检测的姿态角，调整割草机姿态，并向割草机发送行进指令，使得割草机行驶到基站位置。

2.根据权利要求1所述的一种智能割草机回位方法，其特征在于，

所述步骤S10检测割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角包括：

获取基站的坐标位置；

获取割草机当前停止位置坐标；

测算割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角。

3.根据权利要求2所述的一种智能割草机回位方法，其特征在于，所述获取基站的坐标位置具体包括：

通过式(1)和式(2)获取基站的坐标位置：

$\ln g\_{\mathrm{average}}_1=\frac{{\mathrm{lng}}_{1-1}+\ln g_{1-2}+\ln g_{1-3}+...+{\mathrm{lng}}_{1-100}}{100}---\left(1\right)$

$lat\_{\mathrm{average}}_1=\frac{{\mathrm{lat}}_{1-1}+{\mathrm{lat}}_{1-2}+{\mathrm{lat}}_{1-3}+...+{\mathrm{lat}}_{1-100}}{100}---\left(2\right)$

其中，ln g_average₁表示基站的经度均值，ln g_1-1表示基站的第一个经度值，ln g_1-2表示基站的第二个经度值，ln g_1-3表示基站的第三个经度值，ln g_1-100表示基站的第一百个经度值，lat_average₁表示基站的纬度均值，lat_1-1表示基站的第一个纬度值，lat_1-2表示基站的第二个纬度值，lat_1-3表示基站的第三个纬度值，lat_1-100表示基站的第一百个纬度值。

4.根据权利要求1所述的一种智能割草机回位方法，其特征在于，所述获取割草机当前停止位置坐标具体包括：

通过式(3)和式(4)获取割草机当前停止位置坐标：

$\ln g\_{\mathrm{average}}_2=\frac{{\mathrm{lng}}_{2-1}+\ln g_{2-2}+\ln g_{2-3}+...+{\mathrm{lng}}_{2-100}}{100}---\left(3\right)$

$lat\_{\mathrm{average}}_2=\frac{{\mathrm{lat}}_{2-1}+{\mathrm{lat}}_{2-2}+{\mathrm{lat}}_{2-3}......+{\mathrm{lat}}_{2-100}}{100}---\left(4\right)$

其中，ln g_average₂表示割草机当前停止位置的经度均值，ln g_2-1表示割草机当前停止位置的第一个经度值，ln g_2-2表示割草机当前停止位置的第二个经度值，ln g_2-3表示割草机当前停止位置的第三个经度值，ln g_2-100表示割草机当前停止位置的第一百个经度值，lat_average₂表示割草机当前停止位置的纬度均值，lat_2-1表示割草机当前停止位置的第一个纬度值，lat_2-2表示割草机当前停止位置的第二个纬度值，lat_2-3表示割草机当前停止位置的第三个纬度值，lat_2-100表示割草机当前停止位置的第一百个纬度值。

5.根据权利要求2所述的一种智能割草机回位方法，其特征在于，所述的测算割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角，具体包括：

通过式(5)至式(7)，测算割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角θ：

a＝lat_average₂-lat_average₁ (5)

b＝ln g_average₂-ln g_average₁ (6)

η＝a tan2(a,b)*180°/π-90° (7)

其中，η∈[-270°,90°]，当η≥-180°时，θ＝η；当η<-180°时，θ＝η+360°。

6.根据权利要求1所述的一种智能割草机回位方法，其特征在于：

所述步骤S30中，调整割草机姿态具体包括：检测割草机相对于基站的方向，如果在基站的西边，则依据式(8)和式(9)计算调整割草机车身的角度；如果在基站的东边，则依据式(10)和式(11)计算调整割草机车身的角度；

β＝θ-180° (8)

φ＝β-α (9)

β＝θ+180° (10)

φ＝β-α (11)

其中，α表示智能割草机启动时车头相对于正北的夹角，φ表示割草机回基站调整车身的角度。

7.一种智能割草机回位装置，其特征在于，包括：

定位模块：用于检测割草机当前停止位置，并将该信息传送给控制器；

姿态角检测模块：用于检测割草机当前的姿态角，并将该信息传送给控制器；

控制器：用于检测割草机当前停止位置和基站位置之间的连线与正北方向的夹角；还用于计算割草机的调整姿态，并向割草机发送指令；

电机驱动模块：用于接收控制器发送的指令，调整割草机姿态，使得割草机行驶到基站位置。

8.根据权利要求7所述的一种智能割草机回位装置，其特征在于：所述的定位模块采用型号为ATK-NEO-6M的GPS模块，姿态角检测模块采用型号为MPU9250的九轴传感器，控制器采用型号为STM32F407的单片机；单片机与九轴传感器采用IIC或者SPI的通讯方式，单片机与GPS模快采用UART串口通讯。

9.根据权利要求7所述的一种智能割草机回位装置，其特征在于：所述控制器还用于获取基站的坐标位置，坐标位置的获取包括：

通过式(1)和式(2)获取基站的坐标位置：

$\ln g\_{\mathrm{average}}_1=\frac{{\mathrm{lng}}_{1-1}+\ln g_{1-2}+\ln g_{1-3}+...+{\mathrm{lng}}_{1-100}}{100}---\left(1\right)$

$lat\_{\mathrm{average}}_1=\frac{{\mathrm{lat}}_{1-1}+{\mathrm{lat}}_{1-2}+{\mathrm{lat}}_{1-3}+...+{\mathrm{lat}}_{1-100}}{100}---\left(2\right).$

10.根据权利要求7所述的一种智能割草机回位装置，其特征在于：所述控制器计算割草机的调整姿态具体包括：

检测割草机相对于基站的方向，如果在基站的西边，则依据式(8)和式(9)计算调整割草机车身的角度；如果在基站的东边，则依据式(10)和式(11)计算调整割草机车身的角度；

β＝θ-180° (8)

φ＝β-α (9)

β＝θ+180° (10)

φ＝β-α (11)

其中，α表示智能割草机启动时车头相对于正北的夹角，φ表示割草机回基站调整车身的角度。