动物驱赶方法及系统与流程

1.本发明属于动物驱赶技术领域，具体涉及一种动物驱赶方法及系统。


背景技术：

2.现有技术中的动物驱赶器大多为识别、驱赶一体，其固定在地面上，在一定范围内监测动物，当监测到动物时通过闪灯、声音、超声等措施吓走动物。
3.现有的动物驱赶器驱赶动物的效果不明显，没有研究能证明超声具有驱赶动物的功能。安装动物驱赶器初期，动物驱赶器发出的声音、灯光可能会使得一些动物受到惊吓，起到一定驱赶动物的作用，但是时间久了之后，动物适应了动物驱赶器的声音或灯光，明白该类型的动物驱赶器不会威胁到它们的安全，驱赶效果会大大降低。
4.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种动物驱赶方法及系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种动物驱赶方法及系统，以有效且安全地实现动物驱赶。
6.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
7.一种动物驱赶方法，所述动物驱赶方法应用于自动工作系统，所述自动工作系统包括移动机器人，所述移动机器人在边界限定的工作区域内移动和/或工作；
8.所述动物驱赶方法包括：
9.监测件监测在监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
10.当移动机器人在接收到通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；
11.当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
12.一实施例中，规划当前位置至边界的第一路径具体为：
13.创建保护区域的地图，所述地图上标注有边界；
14.获取移动机器人在地图中的当前位置；
15.规划当前位置至边界上目标位置之间的第一路径，优选地，所述目标位置为边界上与移动机器人当前位置距离最短的位置。
16.一实施例中，规划当前位置至边界的第一路径还包括：
17.当地图上移动机器人当前位置与边界上目标位置之间无障碍物时，规划当前位置至边界上目标位置之间的直线路径为第一路径；
18.当地图上移动机器人当前位置与边界上目标位置之间有障碍物时，规划当前位置至边界上目标位置之间绕行障碍物的最短路径为第一路径。
19.一实施例中，所述边界上设置有若干与监测件对应的定位标签；
20.控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动具体为：
21.控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，并判断是否识别到边界上与发送通知消息的监测件对应的定位标签，若是，则判定移动机器人移动至终点位置，完成驱赶任务，若否，则控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，继续执行驱赶任务。
22.一实施例中，所述动物驱赶方法还包括：
23.移动机器人以预定方向沿边界继续移动时，根据边界上定位标签中存储的位置信息更新保护区域的地图。
24.一实施例中，所述动物驱赶方法还包括：
25.移动机器人接收到多个监测件发送的通知消息后，选择最后发送的通知消息，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动至边界上与最后发送通知消息的监测件对应的终点位置；和/或，
26.移动机器人在移动过程中接收到新的监测件发送的通知消息，判断移动机器人是否到达边界，若是，则控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动至边界上与新的监测件对应的终点位置，若否，则规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动至边界上与新的监测件对应的终点位置。
27.一实施例中，所述边界为通电导线，和/或，所述预定方向为移动机器人回归充电的方向。
28.一实施例中，所述监测件分布于边界的外侧和/或内侧；和/或，所述监测件为一个或多个；和/或，所述监测件为多个，不同监测件对应的监测区域为相互分离或部分重叠。
29.一实施例中，所述方法还包括：
30.移动机器人沿第一路径移动至边界上和/或移动机器人以预定方向沿边界继续移动的过程中，通过超声信号、声音信号、灯光信号中的一种或多种进行动物驱赶；和/或，
31.监测件发送通知消息后，通过超声信号、声音信号、灯光信号中的一种或多种进行动物驱赶。
32.本发明另一实施例提供的技术方案如下：
33.一种动物驱赶系统，所述动物驱赶系统应用于自动工作系统，所述自动工作系统包括移动机器人，所述移动机器人在边界限定的工作区域内移动和/或工作；
34.所述动物驱赶系统包括：
35.若干监测件，用于监测在覆盖保护区域的监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
36.移动机器人，用于在接收通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；以及，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
37.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
38.本发明在动物进入工作区域后，移动机器人能够规划路径并执行驱赶任务，可以有效地将动物驱赶出工作区域，并且不会伤害动物。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明中记载的一些实施例，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。
40.图1为本发明动物驱赶方法的流程图；
41.图2为本发明实施例1中动物驱赶系统的示意图；
42.图3为本发明实施例1中动物驱赶方法的流程图；
43.图4为本发明实施例1中驱赶路径的示意图；
44.图5为本发明实施例1中理论驱赶路径与实际驱赶路径的示意图；
45.图6为本发明实施例2中动物驱赶系统的示意图；
46.图7为本发明实施例3中两个监测件先后发送通知消息(动物从一个监测区域进入另一个监测区域)的示意图；
47.图8为本发明实施例4中两个监测件同时发送通知消息(动物同时进入两个监测件的监测区域)的示意图；
48.图9为本发明一具体实施方式中自动工作系统的模块示意图；
49.图10为本发明一具体实施方式中自动割草机的结构示意图。
具体实施方式
50.以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
51.参图1所示，本发明公开了一种动物驱赶方法，包括：
52.监测件监测在监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
53.当移动机器人在接收到通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；
54.当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
55.本发明还公开了一种动物驱赶系统，包括：
56.若干监测件，用于监测在覆盖保护区域的监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
57.移动机器人，用于在接收通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；以及，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
58.本发明的动物驱赶方法及动物驱赶系统应用于自动工作系统，自动工作系统包括移动机器人，移动机器人在边界限定的工作区域内移动和/或工作。
59.具体地，参图9所示为一实施方式的自动工作系统，可以包括：移动机器人41、边界42、基站43。其中，移动机器人41在边界42所限定的工作区域内移动并工作，基站43可以用于供移动机器人41在能源不足时返回补充能量。边界42可以包括整个工作区域的外围，通
常首尾相连，将工作区域封闭，边界42可以是电子的，电子的边界2可以是由边界信号发生装置发出的边界信号，例如：电磁信号、声信号或光信号等。
60.移动机器人可以是自动割草机、扫地机器人、自动扫雪机等适合无人值守的设备，它们自动行走于工作区域的表面，进行割草、吸尘或者扫雪工作。当然，移动机器人不限于自动割草机、扫地机器人、自动扫雪机，也可以为其它适合无人值守的设备，本发明对此不作限定。
61.在本发明下面的实施例中，以自动工作系统为自动割草系统进行说明，此时，移动机器人41为自动割草机。如图9所示，边界42限定自动割草机的工作范围，可以在基站43处设置边界信号发生器，该边界信号发生器与边界42、基站43相连，形成一个闭合的电性回路。在本发明的一个实施例中，边界信号发生器产生周期性的电流信号，并发送至边界42中，边界42为通电导线，其上流过相应的周期性电流，该电流在边界附近产生周期性的磁场。磁场具有方向性和强弱，在边界两侧方向相反，即在工作范围的内外方向相反，且越接近边界，磁场信号越强。优选的，上述周期性电流信号可以为方波脉冲信号，因其生成方式和识别均较易，从而可以降低成本，提高效率。
62.参图10所示，自动割草机410具有壳体411，自动割草机410还可以包括行走机构、工作模块、动力模块、控制模块、能量模块以及信号接收装置，其中，能量模块可被用于给自动割草机410供电和/或通过自动割草机410将外部电能存储于能量模块中。控制模块连接并且控制动力模块，以实现自动割草机410的自动行走及自动工作。信号接收装置用于接收外部发送的消息。
63.进一步地，行走机构包括轮组和驱动轮组的行走马达。轮组可以有多种设置方法。通常轮组包括由行走马达驱动的驱动轮4121和辅助支撑壳体的辅助轮4122，驱动轮的数量可以为1个、2个或者更多，辅助轮相应地也可以设为1个、2个或者多个。在本实施例中，割草机410的驱动轮为2个，分别为位于右侧的右驱动轮和位于左侧的左驱动轮。右驱动轮和左驱动轮关于割草机410的中轴线对称设置。辅助轮的中心位于中轴线上。右驱动轮和左驱动轮优选的位于壳体的后部，辅助轮位于前部。在本实施例中，右驱动轮和左驱动轮各自配接一个驱动马达，以实现差速输出以控制转向。驱动马达可以直接连接驱动轮，但也可以在驱动马达和驱动轮之间设传动装置，如本技术领域内常见的行星轮系等。在其他的实施例中，也可设置驱动轮2个，驱动马达1个，这种情况下，驱动马达通过第一传动装置驱动右驱动轮，通过第二传动装置驱动左驱动轮。即同一个马达通过不同的传动装置驱动右驱动轮和左驱动轮。
64.工作模块即为割草模块，具体为切割部件4131，如切割刀片。工作模块由切割马达4132驱动工作。工作模块的中心位于割草机410的中轴线上或偏置于一侧，设置于壳体下方，位于辅助轮和驱动轮之间。
65.能量模块可拆卸或固定的安装于壳体，可以包括汽油、电池包等。在工作时，电池包释放电能以维持割草机410工作和行走。在非工作时，电池可以连接到外部电源以补充电能；自动割草机410也可以在探测到电量不足时，自动地寻找基站补充电能。
66.动力模块可以包括上述马达，具体的可以包括各类电机，还包括与电机连接的传动结构，电机直接驱动或通过传动机构驱动，传动机构的传动作用使得行走机构、工作模块运动，其中，传动机构可以是蜗轮蜗杆机构、锥齿轮机构等。动力模块可以设有两组电机，一
组电机驱动行走机构运动，另一组电机驱动工作模块工作。
67.控制模块例如为控制器，可以是嵌入式数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、微处理器(micro processor unit，mpu)、特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)芯上系统(system on chip，soc)、中央处理器(central processing unit，cpu)或者现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)等。控制模块电性连接并且控制动力模块，可根据预设程序或接受到的指令控制自动割草机410工作，以实现割草机410的自动行走及自动工作。
68.以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
69.实施例1：
70.参图2所示为本实施例中动物驱赶系统的示意图，其应用于自动工作系统，自动工作系统包括移动机器人，移动机器人在边界10限定的工作区域(即保护区域)内移动和/或工作包括：
71.若干监测件20，用于监测在覆盖保护区域的监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
72.移动机器人30，用于在接收通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；以及，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
73.其中，本实施例中的保护区域可以为草地、菜园等不希望动物进入的区域，保护区域周边设置有边界10，边界10可以为通电导线等，移动机器人可以识别是否位于边界的上方(如通过传感器检测通电导线的方式)。
74.监测件20可以为监测杆等，监测件20内集成有监控元件，如红外传感器、热释电传感器、微波感应开关等，每个监测件20覆盖一定的监测区域，从而监测各自的监测区域内是否有动物出现。沿边界10设置有若干监测件20，所有监测件20的监测区域覆盖整个保护区域，图2中仅仅示出了3个监测件和对应的监测区域，边界上的其他位置旁侧也对应设有监测件，从而满足所有监测件的监测区域覆盖整个保护区域。
75.本实施例中的监测件全部设置于边界的外侧，在其他实施例中监测件也可以全部设置于边界的内侧、或部分设置于边界的外侧/内侧。
76.本实施例中以多个监测件为例进行说明，多个监测区域部分重叠，在其他实施例中，监测区域也可以相互分离，只需满足所有的监测区域覆盖全部保护区域即可。另外，当一个监测件的监测区域足以覆盖保护区域时，设置一个监测件即可。
77.监测件20在监测到其监测区域内出现动物后，会发送通知消息给移动机器人30，移动机器人30根据自身当前所在位置以及发出通知消息的监测件位置规划驱赶路径，通过移动机器人的移动驱赶动物，在移动机器人沿驱赶路径移动过程中还可使用超声信号、声音信号、灯光信号等辅助驱赶动物。
78.本实施例中的移动机器人30配置有定位模块，如通过里程计和imu(inertial measurement unit，惯性测量单元)协同定位，因此移动机器人可以获取自身在保护区域中的位置。当然，在其他实施例中也可以采用其他类型的定位模块。
79.结合图3所示，本实施例中的动物驱赶方法具体如下：
80.首先，监测件20监测在其监测区域内是否有动物出现，若是，则向移动机器人30发送通知消息，若否，则停止发送通知消息。优选地，通知消息中携带有监测件的编号信息，以供移动机器人识别发送通知消息的监测件。通知消息的发送可以通过短距离通信方式传输，例如蓝牙、wifi、zigbee等。
81.移动机器人30在接收到通知消息前执行自身的任务，如除草机器人执行除草任务；移动机器人30在接收到监测件20发出的通知消息后，首先规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
82.结合图4所示，本实施例中移动机器人的驱赶路径分为两部分，第一路径为移动机器人移动至边界上的路径a
→
b，第二路径为移动机器人沿边界移动至监测件附近的路径a
→
b。
83.具体地，移动机器人会创建保护区域的地图，地图上标注有边界10，优选地，地图上还标注有监测件20的位置。当接收到监测件20发出的通知消息后，首先获取移动机器人30在地图中的当前位置a，规划当前位置a至边界上目标位置b之间的第一路径。
84.优选地，目标位置b为边界上与移动机器人当前位置a距离最短的位置，从而移动机器人可以以最短的距离移动至边界上，当然，在其他实施例中目标位置b也可以是边界10上的其他任意位置。
85.当移动机器人30移动至边界上目标位置b后，以预定方向沿边界移动至监测件附近(终点位置c)，完成驱赶任务。其中，本实施例中的边界10为通电导线，预定方向为移动机器人回归充电的方向(逆时针方向)。
86.应当理解的是，本发明中的预定方向可以为顺时针方向或逆时针方向中的任意一个方向，移动机器人规划第一路径时，根据边界上的目标位置b与发送通知消息的监测件的位置来规划预定方向，预定方向为移动机器人回归充电方向或与移动机器人回归充电方向相反的方向(顺时针方向或逆时针方向)，选择行程较短的路径对应的方向作为预定方向。
87.移动机器人是否移动至监测件附近(终点位置c)的判断通过比较移动机器人沿边界移动的距离和地图中目标位置b与终点位置c的距离来实现，当移动机器人沿边界移动的距离达到地图中目标位置b与终点位置c的距离，则判定移动机器人已移动至监测件附近。
88.移动机器人在沿驱赶路径移动执行驱赶任务的过程中，使用超声信号(超声波)、声音信号(提前录制好的猛兽声音、主人声音等)、灯光信号(强光)等中的一种或多种，通过移动机器人的运动与超声信号/声音信号/灯光信号的结合达到驱赶动物的目的。
89.进一步地，监测件也可以辅助执行驱赶任务，监测件也可以通过超声信号、声音信号、灯光信号等中的一种或多种进行动物驱赶。
90.完成驱赶任务后，移动机器人可沿驱赶路径或其他任意路径返回初始位置，继续执行驱赶前自身的任务。当然，在其他实施例中移动机器人也可以随机移动至保护区域内执行驱赶前自身的任务。
91.参图5所示，由于定位模块精度的问题，移动机器人在地图位置会产生一定的误差，例如在地图中移动机器人标注的位置为a，其规划的第一路径为a
→
b，但移动机器人在保护区域中的实际位置为a’。规划完第一路径后移动机器人在当前实际位置a’以规划的第一路径a
→
b移动直至移动机器人位于边界上，但移动机器人运动至边界上并未到达规划的
目标位置b上，而是到达了位置b’。因此，移动机器人的理论驱赶路径为a
→b→
c，而实际驱赶路径为a
’→b’→
c。
92.另外，本实施例在规划第一路径时：
93.当地图上移动机器人当前位置a与边界上目标位置b之间无障碍物时，规划当前位置a至边界上目标位置b之间的直线路径为第一路径；
94.当地图上移动机器人当前位置a与边界上目标位置b之间有障碍物时，规划当前位置a至边界上目标位置b之间绕行障碍物的最短路径为第一路径。
95.实施例2：
96.参图6所示为本实施例中动物驱赶系统的示意图，
97.其应用于自动工作系统，自动工作系统包括移动机器人，移动机器人在边界10限定的工作区域(即保护区域)内移动和/或工作包括：
98.若干监测件20，用于监测在覆盖保护区域的监测区域内是否有动物出现，若是，则发送通知消息；
99.移动机器人30，用于在接收通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；以及，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，以完成驱赶任务。
100.本实施例中边界10和监测件20的设置与实施例1中相同，此处不再进行赘述。与实施例1不同的是，本实施例中在边界上设有若干定位标签11(例如rfid标签等)，定位标签11设于监测件20旁侧且与监测件20一一对应设置，通过定位标签能够供移动机器人识别是否达到对应监测件附件的终点位置。优选地，本实施例中的定位标签11与监测件20距离最短的边界处。
101.本实施例中的动物驱赶方法与实施例1类似，不同之处在于移动机器人是否运动至监测件附近终点位置的判断通过定位标签11来实现。移动机器人在接收通知消息后，规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上；当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，并判断是否识别到边界上与发送通知消息的监测件对应的定位标签，若是，则判定移动机器人移动至终点位置，完成驱赶任务，若否，则控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动，继续执行驱赶任务。。
102.进一步地，由于定位模块精度会导致的地图定位误差，本实施例中移动机器人以预定方向沿边界移动时，会根据边界上的定位标签中存储的位置信息更新保护区域的地图，从而提高定位精度。
103.实施例3：
104.本实施例中的动物驱赶方法及系统与实施例1类似，不同之处在于，参图7所示，在动物驱赶的过程中动物由监测件20的监测区域移动至监测件20’的监测区域。
105.当移动机器人在执行驱赶任务的过程中接收到新的通知消息，则以新的通知消息为高优先级，控制移动机器人移动以执行新的驱赶任务。
106.本实施例中，首先监测件20监测到动物出现，而后监测件20发送通知消息至移动机器人30，移动机器人规划驱赶路径后沿驱赶路径移动。在移动过程中监测件20’监测到动物出现，而后监测件20’发送通知消息至移动机器人30，移动机器人在沿驱赶路径移动的过程中又接收到监测件20’发送的通知消息，此时判断移动机器人是否到达边界，若是，则控
制移动机器人以预定方向沿边界继续移动至边界上与监测件20’对应的终点位置，若否，则规划当前位置至边界的第一路径，并沿第一路径移动至边界上，当移动机器人到达边界时，控制移动机器人以预定方向沿边界继续移动至边界上与监测件20’对应的终点位置，完成新的驱赶任务。
107.实施例4：
108.本实施例中的动物驱赶方法及系统与实施例1类似，不同之处在于，参图8所示，监测件20和监测件20’同时监测到动物出现，并分别发送通知消息至移动机器人。
109.此种情况下，由于移动机器人同一时刻只能接收到一个通知消息，当移动机器人接收到第一个通知消息(例如监测件20’发送的通知消息)后，开始规划驱赶路径，但下一时刻又接收到第二个通知消息(例如监测件20发送的通知消息)，则以第二个通知消息重新规划驱赶路径，按照新的通知消息规划驱赶路径并执行驱赶任务。
110.本实施例中两个监测件同时监测到动物的情况可以为：一个动物进入两个监测件重叠的监测区域，或，两个动物同时进入到两个不同的监测区域。
111.由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
112.本发明在动物进入工作区域后，移动机器人能够规划路径并执行驱赶任务，可以有效地将动物驱赶出工作区域，并且不会伤害动物。
113.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明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发明。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，本发明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囊括在本发明内。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。
114.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。