用于控制自主作业设备的控制电路和自主作业系统的制作方法

1.本发明涉及自动控制领域，更具体地，涉及一种用于控制自主作业设备的控制电路和自主作业系统。


背景技术：

2.目前市场上存在各种各样的行走机器人，如用于割草的机器人、用于扫地的机器人和用于拖地的机器人等，这些行走机器人可能工作于各种环境中，如室内环境或/或室外环境。对于室外环境工作的机器人(以下简称自主作业设备)，如割草机器人，来说，其操作状态受环境影响较大。例如，在降雨天气下，草坪泥泞，若割草机器人继续工作，一方面，泥水会大量粘附在机器人上，容易造成机器人故障，另一方面，草坪也容易受到破坏。因此，这种自主作业设备通常配备有环境传感器，用来对工作环境进行监测。这些环境传感器例如可以包括雨淋传感器，其用来检测机器人在工作过程中是否受到雨淋，并在确定受到雨淋时使得机器人自动停止工作或发出报警。然而，在一些现有方案中，雨淋传感器存在信号测量不准确的问题。在另一些现有方案中，雨淋传感器设置在割草机器人上，当割草机器人因下雨而停靠在基站时，若基站配备了遮蔽棚，则雨淋传感器将会被遮蔽棚遮蔽而不能继续接收雨水，进而导致割草机器人无法准确判断何时雨停。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，提高机器人控制的准确性，本发明提出了一种用于控制自主作业设备的控制电路和自主作业系统。
4.根据本发明的一些方面，提供了一种用于控制自主作业设备的控制电路。该控制电路构造在独立于该自主作业设备的第二设备上，该第二设备上设有雨淋传感器，该控制电路包括：检测模块，其被配置为获取雨淋传感器的电信号；第一通信模块，其被配置为将该电信号发送给该自主作业设备，以使该自主作业设备根据该电信号改变操作状态。
附图说明
5.图1示出了根据本发明的实施例的自主作业系统的示意图；
6.图2示出了根据本发明的一些实施例的用于自主作业设备的控制电路的结构示意图；
7.图3示出了根据本发明的一种实施例的切换信号的时序图；
8.图4示出了根据本发明的另一种实施例的切换信号的时序图；
9.图5示出了根据本发明的另一些实施例的用于自主作业设备的控制电路的结构示意图；
10.图6示出了根据本发明的再一些实施例的用于自主作业设备的控制电路的结构示意图；以及
11.图7示出了根据本发明的一些实施例的切换电路的示意图。
12.在各个附图中，相同或相似的标记指示相同或相似的元素。
具体实施方式
13.以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
14.在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本技术相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
15.除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
16.在整个说明书中对“一个实施例”或“一些实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一些实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
17.如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
18.在该说明书和所附权利要求书中所用的“等于”或“相等”，指的是两个物理量或参数在理想情况下的相等。本领域技术人员应当知道，在技术方案的实际实施中，存在允许的误差，当两个物理量或参数的差值不大于该允许的误差时，即可认为该两个物理量或参数相等。类似地，“不大于”、“不小于”、“不等于”等描述，均指在允许的误差范围内的“不大于”、“不小于”、“不等于”等。此外，在该说明书和所附权利要求书中所用的“基本上等于”或“基本上相等”是指两个物理量或参数针对给定判断结果的有效性相同意义上的相等，例如，取决于不同应用场景，两个物理量或参数之间的差值在2％、5％或10％内都可以被认为是基本上相等的，只要这两个物理量或参数之间的判断结果的有效性相同。
19.常规的雨淋传感器包括两个间隔设置的电极，这两个电极之间施加有电压。在正常情况下，两个电极彼此绝缘，雨淋传感器与自主作业设备内部的控制电路之间断路，而在落雨时，雨淋传感器基座凹槽内集聚有雨水，由于雨水的自由离子浓度较大而会导通两个电极。因此，通过测量雨淋传感器的电阻就能够知道是否正在下雨，从而可以对自主作业设备进行相应的控制。
20.然而，在雨淋传感器的两个电极之间施加电压时，两个电极上将产生极化层，同时在两个电极之间产生电容效应，此时的雨淋传感器将不再是个纯粹的电阻，而是包含容抗的阻抗。电流流过两个电极之间的雨水时将在两个电极附近产生浓差极化现象，这使得雨淋传感器的电阻的测量更加不准确，从而难以准确地控制机器人的操作。再进一步地，雨淋传感器两个通电电极和其间的雨水形成电解池，电极通常由不纯的金属制成，会通过电极反应发生电化学腐蚀，导致电极表面的电阻率改变，通常电阻率会提高，这就使对雨水的检测变得不敏感。
21.图1示出了根据本发明的实施例的自主作业系统的示意图。如图1中所示，自主作业系统包括自主作业设备1和基站2。自主作业设备1例如可以是割草机器人。基站2也可以称为信号站、充电站、停靠站等，通常自主作业设备1在初始时位于基站2处，以进行定位或者充电等操作。基站2可以向与其相连的边界线3馈电，从而在边界线3周围产生电磁场。自主作业设备1在行走时能够持续感测该电磁场，以根据所感测的电磁场信号判断其是否位于操作区域4内。本领域技术人员可以理解，这里以割草机器人为例描绘了自主作业系统，但是在其他自主作业设备的情况下，整个系统可能具有不同的形式，例如，可以不具有边界线3。
22.图2示出了根据本发明的一些实施例的用于自主作业设备的控制电路200的结构示意图。该控制电路200例如可以位于图1所示的自主作业设备1中。
23.如图2中所示，控制电路200包括切换电路10和与切换电路10相连的主控制器20。切换电路10包括第一端11和第二端12，其中第一端11和第二端12分别与自主作业设备1上安装的雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52相连。这里，可以通过在第一电极51和第二电极52上施加电压使得第一电极51和第二电极52具有不同极性。如图2中所示，第一电极51和第二电极52间隔设置在雨淋传感器50的绝缘基座53上并贯穿基座53。当落雨时，基座53顶部的凹槽54内集聚的雨水将导通第一电极51和第二电极52以形成电通路。在一种实施例中，切换电路10包括h桥电路，图7示例性地给出了根据本发明的一些实施例的切换电路10的示意图，其中雨淋传感器50等效为一可变电阻r0，端子t1和端子t2与电源连接，端子t3和端子t4接地。在一种连接状态，开关k1和开关k4闭合，开关k2和开关k3断开，则可变电阻r0的左端为高电位，可变电阻r0的右端为低电位。在另一种连接状态，开关k1和开关k4断开，开关k2和开关k3闭合，则可变电阻r0的左端为低电位，可变电阻r0的右端为高电位。开关k1～k4可以选择机械开关、电子开关(如mos管)等。应当理解，对于图7的描述是原理性的，本领域技术人员能够结合实际情况作出各种在该原理框架内的具体实现方案。更具体地，切换电路10可以是h桥集成芯片，如l9100s。
24.主控制器20可以实现在一个单片机或实现在单个芯片上，也可以实现在多个单片机或实现在多个芯片上。主控制器20可以包括切换控制模块21，其被配置为每隔预定时间间隔向切换电路10发送切换信号，以交换雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52的极性。图3示出了根据本发明的一种实施例的切换信号的时序图。如图3中所示，在每个循环c中，切换控制模块21每隔预定时间间隔t向切换电路10发送一个切换信号sw，该切换信号sw用于控制切换电路10来交换雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52的极性。以第n个循环cn为例，切换控制模块21分别在时刻t_n_1和预定时间间隔t之后的时刻t_n_2向切换电路10发送一个切换信号sw1和sw2。在一种实例中，切换信号sw1和sw2可以是完全相同的信号，例如是一个单脉冲信号，其仅用于指示切换电路10进行极性切换。在另一种实例中，切换信号sw1和sw2可以是不同的信号，其除了指示切换电路10进行极性切换之外还包含附加的信息。在另一种实施例中，切换信号sw1和sw2可以是简单的高低电平信号，也可以是符合某种通讯协议的通信信号。在其他的实施方式中，所述切换控制模块21也可不设置在主控制器20上，而是单独地设置或将其功能集成在切换电路10中，即由切换电路10自主控制电极51和52的极性交换。以下，以切换电路10从切换控制模块21接收切换信号以交换电极51和52的极性为例进行描述。然而本领域技术人员可以理解，本发明也可以实现为由切换电
路10自主控制电极51和52的极性交换而不超出本发明的范围。
25.假设切换电路10在时刻t_n_1接收到第一切换信号sw1，其进入第一输出状态，在第一输出状态时第一端11为高电位(在本实施例中第一端11与电源vcc相连)，第二端12为低电位(在本实施例中第二端12接地)。此时，与第一端11相连的第一电极51处于高电位，与第二端12相连的第二电极52处于低电位，从而在第一电极51-雨水(可能存在的)-第二电极52这个体系中，第一电极51为正极，第二电极52为负极。
26.在预定时间间隔t之后的时刻t_n_2，切换电路10接收到第二切换信号sw2，其进入第二输出状态，在第二输出状态时第一端11处于低电位(在本实施例中第一端11接地)，第二端12处于高电位(在本实施例中第二端12与电源vcc相连)。此时，与第一端11相连的第一电极51处于低电位，与第二端12相连的第二电极52处于高电位，从而在第一电极51-雨水(可能存在的)-第二电极52这个体系中，第一电极51为负极，第二电极52为正极。此外，由于切换控制模块21每隔预定时间t向切换电路10发送一个切换信号，使得第一输出状态的持续时间基本上等于第二输出状态的持续时间。
27.通过这种方式，在一个周期c内，雨淋传感器50的正负极互换两次并分别持续相同的时间间隔t，从而能够避免或降低雨淋传感器50中的雨水浓差极化现象，同时也能够有效地降低和减缓电极的电化学腐蚀。
28.主控制器20还包括检测模块22，其被配置为在预定时间间隔t内获取雨淋传感器50的电信号。如图3中所示，假设在循环cn中，检测模块22在时刻t_n_1之后的时刻t_n_d1来检测雨淋传感器50的电信号。根据本发明的实施例，为了保持测量的一致性，在每个循环c中，检测模块22在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时(如图3中所示)获取该电信号，即，t_n_d1-t_n_1＝t_n 1_d1-t_n 1_1＝δt。
29.在一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻(如图2中所示的电阻r1)，第一端11通过该分压电阻r1与第一电极51相连。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50和分压电阻r1之间的电平来获取该电信号，此时该电信号是电压信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为v
t_n_d1
)，其指示雨淋传感器50和分压电阻r1上的电压降。
30.在另一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻(图中未示出)。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50上流过的电流来获取该电信号，此时该电信号是电流信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为i
t_n_d1
)，其指示流过雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52之间的电流。
31.主控制器20还包括判断模块23，其被配置为确定该电信号与第一阈值的关系是否为第一关系。当切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻时，电信号为电压信号或电平信号，第一阈值为预定的电压阈值或电平阈值，第一关系可以包括电信号小于或等于第一阈值。当切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻时，电信号为电流信号，第一阈值为预定的电流阈值，第一关系定义为电信号小于或等于第一阈值。在下文中以电压或电平信号作为该电信号的实例来对本发明进行描述。
32.当没有落雨时(凹槽54内没有雨水或聚集的雨水尚未导通第一电极51和第二电极52)，第一电极51和第二电极52之间没有电连接，从而检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
基本上等于电源电压vcc。另一方面，当落雨时(凹槽54内聚集的雨水导通第一电极51和第二电
极52)，第一电极51和第二电极52之间形成电连接，从而检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
明显低于电源电压vcc。这里，该第一阈值vm可以是一个固定值，也可以是一个与电源电压vcc成比例的值，例如是电源电压vcc的50％。通常，合适的第一阈值vm可以通过模拟实验来获得。
33.主控制器20还可以包括行为控制模块24，其被配置为在确定电信号v
t_n_d1
小于或等于该第一阈值vm时改变自主作业设备1的操作状态。当确定电信号v
t_n_d1
小于或等于该第一阈值vm时，行为控制模块24可以控制自主作业设备1停止作业并返回基站2。更具体地，自主作业设备1的工作机构30在行为控制模块24的控制下停止工作状态并且自主作业设备1的行走机构40在行为控制模块24的控制下返回基站2。也就是说，当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
小于或等于第一阈值vm时，主控制器20判断当前正在降雨，在这种情况下，行为控制模块24可以控制机器人1停止作业并返回基站2避雨。在其他实施方式中，例如自主作业设备1需要在下雨时工作的情况下，当雨淋传感器50检测到不下雨时进入待机状态，而当雨淋传感器50检测到下雨时才进入工作状态。
34.进一步地，为了使得控制更加准确，检测模块22可以每隔两个预定时间间隔t连续获取雨淋传感器50的多个电信号，即每个循环c内获取一次电信号。如图3中所示，检测模块22可以分别在循环cn中的时刻t_n_d1获取电信号v
t_n_d1
，在循环cn 1中的时刻t_n 1_d1获取电信号v
t_n 1_d1
，
……
，在循环cn k中的时刻t_n k_d1获取电信号v
t_n k_d1
，其中n，k都是大于或等于1的正整数。在一种实例中，k＝3。判断模块23可以确定该多个电信号v
t_n_d1
、v
t_n 1_d1
、
……
、v
t_n k_d1
是否都小于或等于第一阈值vm，并且当确定多个电信号v
t_n_d1
、v
t_n 1_d1
、
……
、v
t_n k_d1
都小于或等于第一阈值vm时，行为控制模块24改变自主作业设备1的操作状态。
35.通过获取多个循环内的电信号并进行判断，主控制器20能够更加准确地判断当前是否处于降雨环境，从而避免了由于偶发情况(如少量其他水碰巧落入凹槽54内)造成的误判。
36.进一步地，判断模块23还可以确定多个电信号v
t_n_d1
、v
t_n 1_d1
、
……
、v
t_n k_d1
是否基本上相等，并且行为控制模块24可以在确定多个电信号v
t_n_d1
、v
t_n 1_d1
、
……
、v
t_n k_d1
都小于或等于第一阈值vm并且基本上相等时改变自主作业设备1的操作状态。通过这种方式，还可以判断降雨强度是否稳定，从而进一步提高控制的准确性。
37.在图3所示的实施例中，检测模块22在每个循环c中获取一次电信号v
t_n_d1
。在另一种实施例中，检测模块22可以在每个循环c中获取两次电信号。图4示出了根据本发明的另一种实施例的切换信号的时序图。与图3中类似，在每个循环c中，切换控制模块21分别在时刻t_n_1和时刻t_n_2向切换电路10发送一个切换信号sw1和sw2。与图3中不同，检测模块22除了在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取雨淋传感器50的第一电信号v
t_n_d1
之外，还在切换电路10进入第二输出状态的时刻或之后预定时间δt时(如图4中所示)获取雨淋传感器50的第二电信号v
t_n_d2
。判断模块23确定第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和是否等于第一预设值。在本实施方式中，该第一预设值具体指电源的电压vcc，这里所述的电源的电压vcc通常是指加载在雨淋传感器50和分压电阻上的电压之和，下文均示例性地以电源的电压vcc或电源电压vcc进行描述。在确定电信号v
t_n_d1
(即第一电信号v
t_n_d1
)小于或等于第一阈值vm并且第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和等
于电源的电压vcc时，行为控制模块24改变自主作业设备1的操作状态。也就是说，在电极51和52发生极性反转之后的同样时长之后测得的两个电信号之和应当等于电源电压vcc，从而进一步提高了测量的准确性。
38.在图3和图4所示的实施例中，将每个循环c显示为预定时间间隔t的两倍，即，在控制电路10处于第二输出状态达预定时间间隔t之后立即进入下一循环并且在切换信号sw1的控制下处于第一输出状态。然而，在本发明的进一步的实施例中，当切换电路10处于第二输出状态达预定时间间隔t时(如图3和图4中所示的时刻t_n_2之后经过时间间隔t的时刻)，将第一端11和第二端12都接地一预定时间段δ。这里，预定时间段δ可以是一个远远小于预定时间间隔t的值。这样，在该时间段δ内第一电极51和第二电极52都接地，从而使得第一电极51和第二电极52附近的电荷得到消散。
39.如上所述，判断模块23可以确定检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
是否等于电源的电压vcc。当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
等于电源的电压vcc时，雨淋传感器50的凹槽54内不存在雨水。这又可以分为两种情况，一种是始终没有下雨，另一种是之前曾经下过雨，雨已经停了一段时间，凹槽54内的积水已经全部排出或蒸发。在这种情况下，在一些进一步的实施例中，行为控制模块24可以进一步确定自主作业设备1的操作状态是工作状态还是停止状态。如果确定自主作业设备1处于停止状态，则行为控制模块24可以控制自主作业设备1进入工作状态。例如，当自主作业设备1由于下雨停止工作之后再次检测到雨淋传感器50的电信号v
t_n_d1
恢复到电源电压vcc时，可以确定雨已经停了且凹槽54中的雨水已经完全排出或蒸发，外界环境再次变得适合于自主作业设备1进行作业。在这种情况下，可以通过确定自主作业设备1的当前操作状态并将其从停止状态改变为工作状态来使其重新投入工作。此时，自主作业设备1的行走机构40在行为控制模块24的控制下从基站2出发，并且自主作业设备1的工作机构30在行为控制模块24的控制下开始工作状态。
40.图5示出了根据本发明的另一些实施例的用于自主作业设备的控制电路500的结构示意图。在这些实施例中，雨淋传感器50可以设置在独立于所述自主作业设备的第二设备上，该第二设备示例性地为图1所示的基站2或者另一独立的设备，该第二设备可以专用于检测是否下雨或者还可以具有诸如信号发射等其他功能。在一些实施方式中，该第二设备固定地设置在地面、建筑物或构筑物上。在另一些实施方式中，该第二设备还可以设置在其他的机器人上，例如，如果自主作业系统中包括飞行器(典型地如无人机，通常用来实现对工作区域的监控)，则第二设备可以为该飞行器，即控制电路500可以设置在该飞行器上。此外，如果自主作业系统中包括多个自主作业设备1，则该第二设备可以为多个自主作业设备1中的至少一个，即控制电路500可以设置在多个自主作业设备1中的至少一个上，且存在至少一个自主作业设备1上没有控制电路500。例如，有利地，可以设置在下雨时不必停止工作的这一类自主作业设备上。以下，以雨淋传感器50设置在基站2中为例来进行描述。整个控制电路500可以包括基站2中的部分510和自主作业设备1中的部分520。这里，如下所述，主要的控制功能由基站2中的部分510实现，因此也可以将510称为用于控制自主作业设备1的控制电路。以下将着重于图5中所示的控制电路510与图2所示的控制电路200的不同之处进行描述，省略了相同部分的描述。
41.与图2中类似，控制电路510包括切换电路10和与切换电路10相连的主控制器20。切换电路10包括第一端11和第二端12，其中第一端11和第二端12分别与自主作业设备1上
安装的雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52相连。这里，可以通过在第一电极51和第二电极52上施加电压使得第一电极51和第二电极52具有不同极性。如图5中所示，第一电极51和第二电极52间隔设置在雨淋传感器50的绝缘基座53上并贯穿基座53。当落雨时，基座53顶部的凹槽54内集聚的雨水将导通第一电极51和第二电极52以形成电通路。在一种实施例中，切换电路10包括h桥电路，如图7中所示。更具体地，切换电路10可以是h桥集成芯片，如l9100s。
42.主控制器20可以实现在一个单片机或单个芯片上，也可以实现在多个单片机或多个芯片上。主控制器20可以包括切换控制模块21，其被配置为每隔预定时间间隔向切换电路10发送切换信号，以交换雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52的极性。切换信号的时序图如图3和图4中所示以及如以上结合图2所描述，在此不再赘述。
43.主控制器20还包括检测模块22，其被配置为在预定时间间隔t内获取雨淋传感器50的电信号。如图3中所示，假设在循环cn中，检测模块22在时刻t_n_1之后的时刻t_n_d1来检测雨淋传感器50的电信号。根据本发明的实施例，为了保持测量的一致性，在每个循环c中，检测模块22在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取该电信号，即，t_n_d1-t_n_1＝t_n 1_d1-t_n 1_1＝δt。
44.类似地，在一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻(如图5中所示的电阻r1)，第一端11通过该分压电阻r1与第一电极51相连。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50和分压电阻r1之间的电平来获取该电信号，此时该电信号是电压信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为v
t_n_d1
)，其指示雨淋传感器50和分压电阻r1上的电压降。
45.在另一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻(图中未示出)。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50上流过的电流来获取该电信号，此时该电信号是电流信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为i
t_n_d1
)，其指示流过雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52之间的电流。
46.与图2所示的实施例类似，主控制器20还可以包括判断模块23，其被配置为确定该电信号与第一阈值vm的关系是否为第一关系。当切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻时，该电信号为电压信号或电平信号，该第一阈值为预定的电压阈值或电平阈值，该第一关系可以包括该电信号小于或等于该第一阈值。当切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻时，该电信号为电流信号，该第一阈值为预定的电流阈值，该第一关系可以包括该电信号小于或等于该第一阈值。在下文中以电压或电平信号作为该电信号的实例来对本发明进行描述。
47.与图2所示的实施例不同，主控制器20不包括行为控制模块24而是包括第一通信模块25。其中第一通信模块25被配置为在确定电信号v
t_n_d1
与第一阈值vm的关系是第一关系时时向自主作业设备1发送命令信号以使得自主作业设备1改变操作状态。这里，第一通信模块25和自主作业设备1(更具体地，自主作业设备1的第二通信模块26)之间可以通过通用的或专用的通信方式进行通信。例如，可以通过wifi、蓝牙等无线通信方式进行连接和通信。或者，也可以通过具有特定规律的边界信号进行通信，在此不再赘述。
48.自主作业设备1包括第二通信模块26，其被配置为从第一通信模块25接收该命令信号，并且还包括行为控制模块24，其被配置为根据该命令信号改变自主作业设备1的操作
状态。例如，行为控制模块24可以控制自主作业设备1停止作业并返回基站2。更具体地，自主作业设备1的工作机构30在行为控制模块24的控制下停止工作状态并且自主作业设备1的行走机构40在行为控制模块24的控制下返回基站2。在一些实施方式中，当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
小于或等于第一阈值vm时，基站2判断当前正在降雨，在这种情况下，基站2向自主作业设备1发送控制命令以控制机器人1停止作业并返回基站2避雨。在其他实施方式中，例如自主作业设备1需要在下雨时工作时，当雨淋传感器50检测到不下雨时发送命令信号使得自主作业设备1进入待机状态，当雨淋传感器50检测到下雨时发送命令信号使得自主作业设备1进入工作状态。
49.进一步地，与图2所示实施例类似，为了使得控制更加准确，检测模块22可以每隔两个预定时间间隔t连续获取雨淋传感器50的多个电信号，即每个循环c内获取一次电信号。判断模块23可以确定该多个电信号是否都小于或等于第一阈值vm，并且当确定该多个电信号都小于或等于第一阈值vm时，第一通信模块25向自主作业设备1发送该命令信号。
50.进一步地，判断模块23还可以确定该多个电信号是否基本上相等，并且第一通信模块25可以在确定该多个电信号都小于或等于第一阈值vm并且基本上相等时向自主作业设备1发送该命令信号。
51.如图4中所示，检测模块22除了在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取雨淋传感器50的第一电信号v
t_n_d1
之外，还可以相应地在切换电路10进入第二输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取雨淋传感器50的第二电信号v
t_n_d2
。判断模块23确定第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和是否等于第一预设值，并且在确定电信号v
t_n_d1
(即第一电信号v
t_n_d1
)小于或等于第一阈值vm并且第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和等于第一预设值时，第一通信模块25向自主作业设备1发送该命令信号以改变自主作业设备1的操作状态。这里，第一预设值可以是指电源的电压vcc。也就是说，在电极51和52发生极性反转之后的同样时长之后测得的两个电信号之和应当等于电源电压vcc，从而进一步提高了测量的准确性。
52.类似地，在本发明的进一步的实施例中，当切换电路10处于第二输出状态达预定时间间隔t时(如图3和图4中所示的时刻t_n_2之后经过时间间隔t的时刻)，可以将第一端11和第二端12都接地一预定时间段δ。
53.如上所述，判断模块23可以确定检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
是否等于电源的电压vcc。当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
等于电源的电压vcc时，雨淋传感器50的凹槽54内不存在雨水。这又可以分为两种情况，一种是始终没有下雨，另一种是之前曾经下过雨，雨已经停了一段时间，凹槽54内的积水已经全部排出或蒸发。在这种情况下，在一些进一步的实施例中，第一通信模块25可以进一步确定自主作业设备1的操作状态是工作状态还是停止状态。如果确定自主作业设备1处于停止状态，则第一通信模块25可以向自主作业设备1发送该命令信号。例如，当自主作业设备1由于下雨停止工作之后再次检测到雨淋传感器50的电信号v
t_n_d1
恢复到电源电压vcc时，可以确定雨已经停了且凹槽54中的雨水已经完全排出或蒸发，外界环境再次变得适合于自主作业设备1进行作业。在这种情况下，可以通过确定自主作业设备1的当前操作状态并将其从停止状态改变为工作状态来使其重新投入工作。此时，行为控制模块24可以根据该命令信号改变自主作业设备1的操作状态。具体地，自主作业设备1的行走机构40可以在行为控制模块24的控制下从基站2出发，并且自主作业设
备1的工作机构30可以在行为控制模块24的控制下开始工作状态。
54.图5所示的实施例可以是图2所示的实施例的替换(即雨淋传感器仅安装在基站2上，未安装在自主作业设备1上)或补充(即自主作业设备1和基站2上都安装有雨淋传感器)。在一些情况下，这是有利的。例如，在基站2设置有遮蔽棚的情况下，当自主作业设备1停靠在基站2处时可能会无法准确判断是否雨停，从而无法准确控制其操作状态。
55.图6示出了根据本发明的再一些实施例的用于自主作业设备的控制电路600的结构示意图。与图5所示的实施例类似，雨淋传感器50可以设置在独立于自主作业设备1的第二设备上，该第二设备示例性地为图1所示的基站2或者另一独立的设备，该第二设备可以专用于检测是否下雨或者还可以具有诸如信号发射等其他功能。以下，以雨淋传感器50设置在基站2中为例来进行描述。整个控制电路600可以包括基站2中的部分610和自主作业设备1中的部分620。与图5的实施例不同，控制功能由基站2中的部分610和自主作业设备1中的部分620协同实现，例如，判断模块23位于自主作业设备1中而不是基站2中。以下将着重于图6中所示的控制电路600与图2所示的控制电路200和图5所示的控制电路500的不同之处进行描述，省略了相同部分的描述。
56.与图2和图5中类似，基站2的控制电路部分610包括切换电路10和与切换电路10相连的主控制器20。切换电路10包括第一端11和第二端12，其中第一端11和第二端12分别与自主作业设备1上安装的雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52相连。这里，可以通过在第一电极51和第二电极52上施加电压使得第一电极51和第二电极52具有不同极性。如图6中所示，第一电极51和第二电极52间隔设置在雨淋传感器50的绝缘基座53上并贯穿基座53。当落雨时，基座53顶部的凹槽54内集聚的雨水将导通第一电极51和第二电极52以形成电通路。在一种实施例中，切换电路10包括h桥电路。更具体地，切换电路10可以是h桥集成芯片，如l9100s。
57.主控制器20可以实现在一个单片机或单个芯片上，也可以实现在多个单片机或实现在多个芯片上，控制电路部分620(第二通信模块26、判断模块23和行为控制模块24)可以实现在另一个或另一些单片机或芯片上。主控制器20可以包括切换控制模块21，其被配置为每隔预定时间间隔向切换电路10发送切换信号，以交换雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52的极性。切换信号的时序图如图3和图4中所示以及如以上结合图2和图5所描述，在此不再赘述。
58.主控制器20还包括检测模块22，其被配置为在预定时间间隔t内获取雨淋传感器50的电信号。如图3中所示，假设在循环cn中，检测模块22在时刻t_n_1之后的时刻t_n_d1来检测雨淋传感器50的电信号。根据本发明的实施例，为了保持测量的一致性，在每个循环c中，检测模块22都在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取该电信号，即，t_n_d1-t_n_1＝t_n 1_d1-t_n 1_1＝δt。
59.类似地，在一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻(如图6中所示的电阻r1)，第一端11通过该分压电阻r1与第一电极51相连。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50和分压电阻r1之间的电平来获取该电信号，此时该电信号是电压信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为v
t_n_d1
)，其指示雨淋传感器50和分压电阻r1上的电压降。
60.在另一种实施例中，切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻(图中未示
出)。在这种情况下，检测模块22通过检测雨淋传感器50上流过的电流来获取该电信号，此时该电信号是电流信号(例如时刻t_n_d1获取的电信号可以表示为i
t_n_d1
)，其指示流过雨淋传感器50的第一电极51和第二电极52之间的电流。
61.与图2所示的实施例不同，主控制器20不包括判断模块23，而是包括第一通信模块25，其直接将检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
发送给自主作业设备1。
62.自主作业设备1包括第二通信模块26，其被配置为从第一通信模块25接收该电信号v
t_n_d1
，并且还包括判断模块23，其确定电信号v
t_n_d1
与第一阈值vm的关系是否为第一关系。当切换电路10包括与雨淋传感器50串联的分压电阻时，该电信号为电压信号或电平信号，该第一阈值为预定的电压阈值或电平阈值，该第一关系可以包括该电信号小于或等于该第一阈值。当切换电路10包括与雨淋传感器50并联的分流电阻时，该电信号为电流信号，该第一阈值为预定的电流阈值，该第一关系可以包括该电信号小于或等于该第一阈值。在下文中以电压或电平信号作为该电信号的实例来对本发明进行描述。
63.自主作业设备1还包括行为控制模块24，其被配置为在确定电信号v
t_n_d1
与第一阈值vm的关系是第一关系时，改变自主作业设备1的操作状态。例如，行为控制模块24可以控制自主作业设备1停止作业并返回基站2。更具体地，自主作业设备1的工作机构30在行为控制模块24的控制下停止工作状态并且自主作业设备1的行走机构40在行为控制模块24的控制下返回基站2。在一些实施方式中，当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
小于或等于第一阈值vm时，自主作业设备1判断当前正在降雨，在这种情况下，自主作业设备1的行为控制模块24控制机器人1停止作业并返回基站2避雨。在其他实施方式中，例如自主作业设备1需要在下雨时工作时，当雨淋传感器50检测到不下雨时发送命令信号使得自主作业设备1进入待机状态，当雨淋传感器50检测到下雨时发送命令信号使得自主作业设备1进入工作状态。
64.进一步地，与图2和图5所示实施例类似，为了使得控制更加准确，检测模块22可以每隔两个预定时间间隔t连续获取雨淋传感器50的多个电信号，即每个循环c内获取一次电信号。第一通信模块25可以将该多个电信号发送给自主作业设备1，并且自主作业设备1的判断模块23可以确定该多个电信号是否都小于或等于第一阈值vm，并且当确定该多个电信号都小于或等于第一阈值vm时，行为控制模块24改变自主作业设备1的操作状态。
65.进一步地，判断模块23还可以确定该多个电信号是否基本上相等，并且行为控制模块24可以在确定该多个电信号都小于或等于第一阈值vm并且基本上相等时改变自主作业设备1的操作状态。
66.如图4中所示，检测模块22除了在切换电路10进入第一输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取雨淋传感器50的第一电信号v
t_n_d1
之外，还可以相应地在切换电路10进入第二输出状态的时刻或之后预定时间δt时获取雨淋传感器50的第二电信号v
t_n_d2
。第一通信模块25可以将第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
发送给自主作业设备1。
67.自主作业设备1的第二通信模块26从第一通信模块25接收该第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
，判断模块23确定该第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和是否等于第一预设值，并且在确定电信号v
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(即第一电信号v
t_n_d1
)小于或等于第一阈值vm并且第一电信号v
t_n_d1
和第二电信号v
t_n_d2
之和等于第一预设值时，行为控制模块24改变自主作业设备1的操作状态。这里，第一预设值可以是指电源的电压vcc。也就是说，在电极51和52发生极性反转之后的同样时长之后测得的两个电信号之和应当等于电源电压vcc，从而进一
步提高了测量的准确性。
68.类似地，在本发明的进一步的实施例中，当切换电路10处于第二输出状态达预定时间间隔t时(如图3和图4中所示的时刻t_n_2之后经过时间间隔t的时刻)，可以将第一端11和第二端12都接地一预定时间段δ。
69.如上所述，判断模块23可以确定检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
是否等于电源的电压vcc。当检测模块22获取的电信号v
t_n_d1
等于电源的电压vcc时，雨淋传感器50的凹槽54内不存在雨水。这又可以分为两种情况，一种是始终没有下雨，另一种是之前曾经下过雨，雨已经停了一段时间，凹槽54内的积水已经全部排出或蒸发。在这种情况下，在一些进一步的实施例中，行为控制模块24可以进一步确定自主作业设备1的操作状态是工作状态还是停止状态。如果确定自主作业设备1处于停止状态，则行为控制模块24控制自主作业设备1进入工作状态。例如，当自主作业设备1由于下雨停止工作之后再次检测到雨淋传感器50的电信号v
t_n_d1
恢复到电源电压vcc时，可以确定雨已经停了且凹槽54中的雨水已经完全排出或蒸发，外界环境再次变得适合于自主作业设备1进行作业。在这种情况下，可以通过确定自主作业设备1的当前操作状态并将其从停止状态改变为工作状态来使其重新投入工作。具体地，自主作业设备1的行走机构40可以在行为控制模块24的控制下从基站2出发，并且自主作业设备1的工作机构30可以在行为控制模块24的控制下开始工作状态。
70.图6所示的实施例是图5所示的实施例的变形，其将整个系统的控制功能分散在自主作业设备1和基站2(或另一独立设备)两个部分，这在自主作业设备本身具有较强的处理能力的情况下可能是有利的。
71.本发明可以实现为方法、设备、芯片电路和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。芯片电路可以包括用于执行本发明的各个方面的电路单元。
72.本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本公开。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本公开并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。