一种割草机位置修正方法和装置与流程

1.本技术涉及割草机技术领域，更具体地说，涉及一种割草机位置修正方法和装置。


背景技术：

2.割草机在长时间使用后，其在执行割草工作时，会出现位姿漂移。当前也会由一些常用的修正位姿方法，但是在当前的修正位姿的方法失效时，就得驱动割草机回到基站以进行修正位姿。当前实际使用中，其一定要回到基站，才可以有效的修正位姿，然后再出基站出来去接着割草，这样会增加割草时长，使得割草效率就会变的很低。
3.申请内容
4.本技术要解决的技术问题在于，提供一种割草机位姿修正方法和装置。
5.本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种割草机位姿修正方法，包括：
6.s1、实时获取割草机的多个测量位置参数，其中，所述多个测量位置参数分别通过所述割草机的、多个不同的位置检测单元获得；
7.s2、获取所述多个测量位置参数之间的差异，并在所述差异大于预设值时，驱动所述割草机移动至基站的预设范围内；
8.s3、通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，并对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置；
9.s4、基于相机成像模型和所述第一位置获取所述割草机相对于所述基站的第二位置；
10.s5、获取所述基站相对于导航坐标的第三位置，以根据所述第二位置和所述第三位置，获取所述割草机当前的实际位置参数，其中所述导航坐标为所述割草机工作的工作坐标；
11.s6、基于所述实际位置参数校准所述割草机的测量位置参数。
12.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，在所述步骤s1中，所述多个不同的位置检测单元包括：摄像模块、rtk模块、imu模块和轮速计中的至少两个。
13.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，在所述步骤s2中，所述预设值大于或等于3米。
14.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，在所述步骤s2中，所述驱动所述割草机移动至基站的预设范围内，包括：
15.驱动所述割草机运行至以所述基站为圆心、以预设距离为半径的圆形区域内。
16.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，所述预设距离为小于或等于5米。
17.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，在所述步骤s3中，所述通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，包括：
18.驱动所述割草机旋转一周，并实时获取视觉范围内的多个图像以从所述多个图像中获取所述环境图像。
19.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，在所述步骤s3中，所述对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置，包括：通过神经网络算法对所述环境图像进行语义分割，识别出所述基站在所述环境图像的第一位置。
20.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，所述相机成像模型包括小孔成像模型。
21.优选地，本技术所述的割草机位姿修正方法中，还包括：以所述基站为原点，以所述割草机的出站方向为x轴建立所述工作坐标。
22.另，本技术还构造一种割草机位置修正装置，包括：
23.测量位置参数获取单元，用于实时获取割草机的多个测量位置参数，其中，所述多个测量位置参数分别通过所述割草机的、多个不同的位置检测单元获得；
24.第一执行单元，用于获取所述多个测量位置参数之间的差异，并在所述差异大于预设值时，驱动所述割草机移动至基站的预设范围内；
25.第一位置获取单元，用于通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，并对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置；
26.第二位置获取单元，用于基于相机成像模型和所述第一位置获取所述割草机相对于所述基站的第二位置；
27.实际位置参数获取单元，用于获取所述基站相对于导航坐标的第三位置，以根据所述第二位置和所述第三位置，获取所述割草机当前的实际位置参数，其中所述导航坐标为所述割草机工作的工作坐标；
28.第二执行单元，用于基于所述实际位置参数校准所述割草机的测量位置参数。
29.实施本技术的一种割草机位姿修正方法和装置，具有以下有益效果：能够实现无需回到基站即可进行修正位姿操作，其过程简单，能有效的提高工作效率。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
31.图1是本技术一种割草机位姿修正方法一实施例的程序流程图；
32.图2是本技术一种割草机位姿修正装置一实施例的逻辑框图。
具体实施方式
33.为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。
34.如图1所示，在本技术的一种割草机位姿修正方法第一实施例中，包括：s1、实时获取割草机的多个测量位置参数，其中，所述多个测量位置参数分别通过所述割草机的、多个不同的位置检测单元获得；具体的，割草机当前使用中，其可能基于不同功能需求通常会设置多个不同的位置检测单元进行割草机的位置检测，该位置检测单元可以为可直接或间接获取割草机的当前位置。其中，间接获取割草机的当前位置的过程可以为：基于割草机获取的信息并基于割草机当前的处理过程获取的割草机的当前位置。即，割草机的一些工作只有其他特定位置时才执行，那么基于其当前的执行信息或者执行的动作可以获取对应的当前位置。例如，可以根据割草机获取的充电信息并基于当前割草机正在执行的充电动作判
断其当前位置为基站位置。即可实现依据割草机设置的位置检测单元获取多个测量位置参数。位置检测单元可以为多个相同的设置或者不同的装置。
35.s2、获取所述多个测量位置参数之间的差异，并在所述差异大于预设值时，驱动所述割草机移动至基站的预设范围内；具体的，由于割草机的当前位置只有一个，那么各个位置检测单元基于割草机的当前位置获取的测量位置参数应该是相同的或者在允许误差范围内的。若获取的各个测量位置参数之间的差异较大，其超出允许误差范围即大于预设值，则驱动割草机进行位置修正。其先驱动割草机移动进入基站的预设范围。此处可以理解，割草机并不需要完全回到基站，其只需要与基站的距离满足预设条件即可。同时，割草机在基站的哪个方位也可以不做要求。
36.s3、通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，并对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置；具体的，在割草机进入基站的预设范围时，此时可以通过割草机获取包含基站的环境图像。即割草机对周边环境进行摄像或者拍照，当基站在摄像或拍照视野内时，获取或者提取此时的环境图像。其可以先确定基站是否至视野范围内，当基站在视野范围内时进行摄像获取需要的环境图像。其也可以一直进行环境图像获取，并判断该环境图像中是否包含基站，当包含基站时，提取该图像作为需要的环境图像。在获取环境图像后，对环境图像进行图像分析，得到基站在环境图像中所处于的位置即第一位置。该处理过程可以采用当前常用的图像分析方法，例如以环境图像某一点为坐标原点，获取基站在环境图像中的位置坐标。
37.s4、基于相机成像模型和所述第一位置获取所述割草机相对于所述基站的第二位置；具体的，对于获取的环境图像，即可以基于相机成像模型，得到环境图像相对于拍摄点的位置。在这里，相机设置于割草机上，那么拍摄点的位置即为割草机的位置，基于此，即可以获取割草机相对于基站的第二位置。在一些实施例中，其获取的基站相对于割草机的位置，经过位置转换即可得到割草机相对于基站的位置。相机成像模型可以采用小孔成像模型，其也可以采用其他常用的相机成像模型进行图像的分析过程。
38.s5、获取所述基站相对于导航坐标的第三位置，以根据所述第二位置和所述第三位置，获取所述割草机当前的实际位置参数，其中所述导航坐标为所述割草机工作的工作坐标；具体的，在割草机建图时，其会设置割草机工作地图的导航坐标，并在该导航坐标上进行基站位置的标注，因此，其可以基于工作地图获取基站在导航坐标的第三位置。根据割草机相对于基站的第二位置和基站在导航坐标中的位置，即可以获取割草机当前在导航坐标中的实际位置参数。
39.s6、基于所述实际位置参数校准所述割草机的测量位置参数。具体的，在得到割草机的实际位置参数后，即可以根据该实际位置参数对割草机的测量位置参数进行校正，其校正过程可以对获得的所有的或者部分的测量位置参数进行校正。其中，每个位置测量单元由于位置检测过程有差异，其校准过程也应当依据其位置检测单元的工作原理进行校准。
40.可选的，在所述步骤s1中，所述多个不同的位置检测单元包括：摄像模块、rtk模块、imu模块和轮速计中的至少两个。具体的，当前割草机中常用的位置检测单元有摄像模块、rtk模块、imu模块和轮速计。割草机可能设置为上述模块中的任意两个以上的模块。在一些实施例中，其可以专门进行位置检测单元的设置。但在一比较优选的实施例中，其尽量
的利用割草机的当前已经设置有的位置检测单元。
41.可选的，在所述步骤s2中，所述预设值大于或等于3米。具体的，在多个测量位置参数之前的差异判断过程中，其在该差异大于3米时，即判断当前割草机的位置信息有误，需要进行位姿校正。
42.可选的，在所述步骤s2中，所述驱动所述割草机移动至基站的预设范围内，包括：驱动所述割草机运行至以所述基站为圆心、以预设距离为半径的圆形区域内。具体的，在需要对割草机的位姿进行校正时，其先根据割草机回基站的方向驱动割草机向基站方向移动，并在割草机移动至基站的预设范围内时，停止移动。基站的预设范围为即在基站为圆心的一个预设大小的圆形区域。在一实施例中，可以理解，其预设距离的设置的目的是为了保证割草机能够清晰的获取基站的图像。根据当前相机的成像范围，在其中所述预设距离设置为小于或等于5米。这样能够保证割草机能够得到包含清晰基站的环境图像。当然，随着摄像技术的发展，其预设距离可以进一步的增加。
43.可选的，在所述步骤s3中，所述通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，包括：驱动所述割草机旋转一周，并实时获取视觉范围内的多个图像以从所述多个图像中获取所述环境图像。具体的，割草机获取环境图像的过程，可以在割草机进入基站的预设范围时，驱动割草机自己旋转一周，其旋转的目的是为了使得割草机在当前位置能捕捉到基站并进行需要环境图像获取。其可以在选旋转的过程中进行视觉范围的图像获取，并提取其中包含基站的环境图像。该基站必须是完整的显示在图像中。
44.可选的，在所述步骤s3中，所述对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置，包括：通过神经网络算法对所述环境图像进行语义分割，识别出所述基站在所述环境图像的第一位置。具体的，其中对环境图像进行分析，可以采用当前常用的神经网络算法对环境图像进行语义分割，识别其中的基站，并获取基站在环境图像中的位置。
45.可选的，本技术的割草机位置修正方法中，可以通过以所述基站为原点，以所述割草机的出站方向为x轴建立所述工作坐标。即对将基站设置为工作地图的坐标原点，并将割草机自基站开始的出站方向作为横轴建立工作地图的坐标系。
46.在一具体的实施例中，在割草机检测到不同传感器之间估计位姿差距过大需要修正位姿时，割草机会回到以基站为中心，半径为5米的圆边，旋转一圈寻找并使用割草机的相机拍摄出包含基站的图片，通过神经网络算法对图像进行语义分割，识别出基站在图片的位置，这样就知道整个基站的质心在图片的像素坐标，设这个坐标的齐次坐标为p(u，v，1)，由于可以得到基站的世界坐标(默认基站为原点)，根据相机成像模型，有
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其中s为任意常数，代表尺度信息。[r|t]是由旋转矩阵r
3x3
和位移向量t
3x1
构成的增广矩阵，p为已知的基站空间坐标的齐次坐标(0，0，z，1)其中z是根据基站实际高度得出。尺度信息s由于已知基站的实际尺寸大小可根据相机的小孔成像模型求解深度z后得出
[0049][0050]
在计算得到[r|t]后就可以计算出当前割草机的世界坐标了，该世界坐标即为割草机当前的实际位置，根据该位置即可以为割草机进行位姿校正。
[0051]
另，如图2所示，本技术的一种割草机位置修正装置，包括：
[0052]
测量位置参数获取单元110，用于实时获取割草机的多个测量位置参数，其中，所述多个测量位置参数分别通过所述割草机的、多个不同的位置检测单元获得；
[0053]
第一执行单元120，用于获取所述多个测量位置参数之间的差异，并在所述差异大于预设值时，驱动所述割草机移动至基站的预设范围内；
[0054]
第一位置获取单元130，用于通过所述割草机获取包含所述基站的环境图像，并对所述环境图像进行图像分析以获取所述基站基于所述环境图像的第一位置；
[0055]
第二位置获取单元140，用于基于相机成像模型和所述第一位置获取所述割草机相对于所述基站的第二位置；
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实际位置参数获取单元150，用于获取所述基站相对于导航坐标的第三位置，以根据所述第二位置和所述第三位置，获取所述割草机当前的实际位置参数，其中所述导航坐标为所述割草机工作的工作坐标；
[0057]
第二执行单元160，用于基于所述实际位置参数校准所述割草机的测量位置参数。
[0058]
具体的，这里的割草机位置修正装置各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述割草机位置修正方法，这里不再赘述。
[0059]
可以理解的，以上实施例仅表达了本技术的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围；因此，凡跟本技术权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本技术权利要求的涵盖范围。