一种电器设备控制方法、装置、设备和介质与流程

本发明涉及电器设备控制，具体为一种电器设备控制方法、装置、设备和介质。

背景技术：

1、电器设备是指利用电力作为能源进行工作或提供服务的各种设备，它们可以用于家庭领域、工业领域和商业领域等。割草机按照动力源的不同可分为两类，一类是使用汽油或其他燃料作为动力源，另一类是采用电动或电池供电作为动力源。采用电动或电池供电作为动力源的电动割草机可以被视为电器设备的一种。

2、电动割草机通常具有自动移动和自主控制等功能，能够提高效率并减少人力劳动。电动割草机使用电能作为动力源，因此不会排放尾气和废气，相比之下，燃油割草机会产生废气，对环境产生负面影响。并且，电动割草机通常比燃油割草机噪音更低，这使得它们更适合在住宅区域和城市环境中使用，不会干扰到周围居民。由于电动割草机的环保、低噪音和较低维护成本等优势，使得它在市场上越来越受欢迎。

3、现有技术中对于电动割草机的自动清扫还有一定缺陷，例如申请号为cn201910060770.8的中国专利提出一种割草机路径规划方法及系统，此专利通过待割草区域示意图、路径角度示意图像及路径角度设置图像，并根据所设置的路径角度及预设算法重新规划智能割草机的路径。又如文献(“基于混合算法的智能割草机全遍历路径规划及其系统设计”，《计算机科学》，陈镜宇等，2021-06-15)通过内螺旋算法和a星寻路算法相结合的方式来确定割草机器人的运动轨迹，首先通过内螺旋算法找到作业死点，然后利用a星寻路算法确定未割草区域的作业最近点，在作业最近点继续以内螺旋算法规则行走，直至遍历整个割草区域。上述方法只针对割草机的割草路径进行规划，忽略了割草机的行驶速度和割草功率，会降低电动割草机的割草效率。此外申请号为cn202311191735.2的中国专利提出一种自动割草机行驶速度控制方法和系统，此方法根据获取的割草电机的采样电流的值，确定落入的目标计数电流区间，按照预设计数算法对所有计数电流区间进行计数运算得到对应每个计数电流区间的当前计数值，确定满足预设阈值条件的最大的计数电流区间为激活电流区间，控制自动割草机按照激活电流区间对应的预设行驶速度行驶。但是此方法仅仅依靠电流区间进行行驶速度调整，未结合实际割草中草的密度对割草机的行驶速度和割草功率进行调整，会降低电动割草机的割草效率。

4、为此，提出一种电器设备控制方法、装置、设备和介质。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电器设备控制方法、装置、设备和介质，本发明首先获取指定的待割草区域，并根据所述待割草区域获取起始割草点，并获取所述待割草区域的初始割草路径；其次，电动割草机从所述起始割草点开始沿着所述初始割草路径行驶，并实时采集所述电动割草机前方的路径图像；再次，本发明依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整；同时，依据所述路径图像和所述初始割草路径对所述电动割草机的割草参数进行调整；最后，在所述电动割草机到达终止割草点时，割草结束。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电器设备控制方法，包括：

4、获取指定的待割草区域；根据所述待割草区域获取起始割草点，并获取所述待割草区域的初始割草路径。

5、进一步地，所述起始割草点在所述待割草区域的边界上；所述初始割草路径的获取步骤包括：将所述待割草区域根据所述电动割草机的作业幅宽生成n个割草子区域；第一个所述割草子区域包含所述起始割草点；每个所述割草子区域的宽度相同，应满足：

6、kd＝a*fkccj；

7、其中，kd表示为割草子区域的宽度；fkccj表示为所述电动割草机的作业幅宽；a表示为设定的作业幅宽限制系数，a∈(0,1]；

8、将每个所述割草子区域的中线作为所述电动割草机在对应割草子区域的初始割草子路径；n个所述割草子区域的所述中线互相平行；

9、将所述初始割草子路径的两端设置为所述电动割草机在对应割草子区域的起始点和终止点；

10、其中，第一个割草子区域的起始点为所述起始割草点；第n个割草子区域的终止点为所述终止割草点；

11、第二个至第n个所述割草子区域的起始点应满足：

12、

13、其中，表示为第i个割草子区域的起始点和第i-1个割草子区域的终止点的距离；表示为第i个割草子区域的终止点和第i-1个割草子区域的终止点的距离，i∈{2,3,4,…,n}；

14、根据n个割草子区域的所述初始割草子路径，获取所述待割草区域的初始割草路径。

15、电动割草机从所述起始割草点开始沿着所述初始割草路径行驶，并实时采集所述电动割草机前方的路径图像；依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整。

16、进一步地，所述调整的具体步骤包括：

17、对实时采集的所述路径图像进行识别，判断所述路径图像中是否存在非草物体；

18、当所述路径图像中存在所述非草物体时，判断所述电动割草机是否需要进行避障；

19、当所述非草物体满足避障条件且所述非草物体的高度大于所述电动割草机的割草高度时，判定所述电动割草机需要进行避障；否则，判定所述电动割草机不需要进行避障；所述避障条件为：

20、

21、其中，cdj表示为所述电动割草机所在的第j个初始割草子路径的长度；表示为所述电动割草机所在的第j个初始割草子路径的初始点和所述非草物体的距离；zjfc表示为所述非草物体的最大直径；zwbj表示为所述电动割草机的转弯半径；k表示为避障系数且k>1。

22、进一步地，所述对实时采集的所述路径图像进行识别，判断所述路径图像中是否存在非草物体包括：

23、将所述路径图像输入至路径图像识别模型中；所述路径图像识别模型包括输入层、路径特征图提取层、路径特征融合层、非草物体识别层、路径图像分割层、非草物体定位层、割草信息获取层和输出层；

24、所述输入层用于将所述路径图像输入至所述路径图像识别模型中；

25、所述路径特征图提取层用于对所述路径图像进行卷积，获取多个路径特征图；

26、所述路径特征融合层用于对多个所述路径特征图进行融合，获取路径图像特征；所述路径图像特征包括路径图像中的颜色特征、尺寸特征、密度特征和纹理特征；

27、所述非草物体识别层用于根据所述路径图像特征识别是否含有非草物体，当识别出所述路径图像不含有非草物体时，将所述路径图像作为草区域图像，并直接跳到所述割草信息获取层；所述路径图像分割层用于在所述路径图像含有非草物体时，对所述路径图像进行分割，获取非草区域图像和草区域图像；

28、所述非草物体定位层用于根据所述非草区域图像获取非草物体的位置和尺寸；

29、所述割草信息获取层用于获取所述草区域图像中属于所述电动割草机所在的初始割草子路径上草的平均密度，并将此平均密度记为割草平均密度；

30、所述输出层用于输出所述路径图像中非草物体的位置、尺寸和割草平均密度。

31、进一步地，所述依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整还包括：

32、当判定所述电动割草机不需要进行避障且所述非草物体的高度大于所述电动割草机的割草高度时，将所述电动割草机所在的初始割草子路径上距离所述非草物体等于所述转弯半径的点作为所述初始割草子路径的终止点；

33、当判定所述电动割草机不需要进行避障且所述非草物体的高度小于所述电动割草机的割草高度时，所述电动割草机不需要对所述电动割草机所在的初始割草子路径进行调整；

34、当判定所述电动割草机需要进行避障时，获取避障点；所述避障点在所述电动割草机所在的初始割草子路径上，且所述避障点和所述非草物体的距离等于设定的避障距离值；当所述电动割草机到达所述避障点时，所述电动割草机启动激光雷达；所述激光雷达用于探测所述电动割草机和所述非草物体的实时距离；

35、同时，所述电动割草机随机选择向左或向右进行避障，并且在避障过程中，所述实时距离等于设定的所述避障距离值；

36、当所述电动割草机重新到达所述避障点所在的初始割草子路径上时，避障结束；所述电动割草机继续沿着所述初始割草子路径行驶。

37、依据所述路径图像和所述初始割草路径对所述电动割草机的割草参数进行调整。

38、进一步地，所述割草参数包括割草速度和割草功率；所述割草速度为所述电动割草机的行驶速度；

39、获取所述电动割草机的割草功率区间和割草速度区间；所述割草功率是根据路径图像识别模型输出的割草平均密度计算获得，计算公式为：

40、

41、其中，ccgl表示为所述电动割草机的割草功率；ccglmin表示为割草功率区间的下限值；ccglmax表示为割草功率区间的上限值；pjmd表示为割草平均密度；α表示为第一割草功率系数；exp()表示为以自然常数为底的指数函数；

42、所述割草速度是根据割草功率和所述初始割草路径获得；当所述电动割草机在进行避障时，所述电动割草机的割草速度为设定的避障速度，且所述避障速度在所述割草速度区间内；

43、当所述电动割草机在所述初始割草路径上时，所述电动割草机的割草速度的计算公式为：

44、

45、其中，ccsd表示为所述电动割草机的割草速度；ccsdmin表示为割草速度区间的下限值；ccsdmax表示为割草速度区间的上限值；β1表示为割草密度系数；β2表示为第二割草功率系数。

46、在所述电动割草机到达所述终止割草点时，割草结束。

47、一种电器设备控制装置，包括：

48、待割草区域获取单元：用于获取指定的待割草区域；

49、初始割草路径获取单元：用于根据所述待割草区域获取起始割草点，并获取所述待割草区域的初始割草路径；

50、路径图像采集单元：用于在电动割草机从所述起始割草点开始沿着所述初始割草路径行驶时，实时采集所述电动割草机前方的路径图像；

51、路径调整单元：用于依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整；

52、割草参数调整单元：用于依据所述路径图像和所述初始割草路径对所述电动割草机的割草参数进行调整；

53、割草结束判定单元：用于在所述电动割草机到达终止割草点时，判定所述电动割草机割草结束。

54、进一步地，所述依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整包括：

55、对实时采集的所述路径图像进行识别，判断所述路径图像中是否存在非草物体；

56、当所述路径图像中存在所述非草物体时，判断所述电动割草机是否需要进行避障；

57、当所述非草物体满足避障条件且所述非草物体的高度大于所述电动割草机的割草高度时，判定所述电动割草机需要进行避障；否则，判定所述电动割草机不需要进行避障；所述避障条件为：

58、

59、其中，cdj表示为所述电动割草机所在的第j个初始割草子路径的长度；表示为所述电动割草机所在的第j个初始割草子路径的初始点和所述非草物体的距离；zjfc表示为所述非草物体的最大直径；zwbj表示为所述电动割草机的转弯半径；k表示为避障系数且k>1。

60、进一步地，所述依据所述路径图像对所述初始割草路径进行调整还包括：

61、当判定所述电动割草机不需要进行避障且所述非草物体的高度大于所述电动割草机的割草高度时，将所述电动割草机所在的初始割草子路径上距离所述非草物体等于所述转弯半径的点作为所述初始割草子路径的终止点；

62、当判定所述电动割草机不需要进行避障且所述非草物体的高度小于所述电动割草机的割草高度时，所述电动割草机不需要对所述电动割草机所在的初始割草子路径进行调整；

63、当判定所述电动割草机需要进行避障时，获取避障点；

64、所述避障点在所述电动割草机所在的初始割草子路径上，且所述避障点和所述非草物体的距离等于设定的避障距离值；

65、当所述电动割草机到达所述避障点时，所述电动割草机启动激光雷达；所述激光雷达用于探测所述电动割草机和所述非草物体的实时距离；

66、同时，所述电动割草机随机选择向左或向右进行避障，并且在避障过程中，所述实时距离等于设定的所述避障距离值；

67、当所述电动割草机重新到达所述避障点所在的初始割草子路径上时，避障结束；所述电动割草机继续沿着所述初始割草子路径行驶。

68、一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本公开提出的方法。

69、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现如本公开提出的方法。

70、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

71、1、本发明构建了一种路径图像识别模型，此模型提取了路径图像的颜色特征、尺寸特征、密度特征和纹理特征，并依据这些特征识别路径图像中是否含有非草物体。当路径图像中不含有非草物体时，则将路径图像作为草区域图像，并识别割草区域内草的平均密度；当路径图像中含有非草物体时，则将路径图像进行分割，获取非草区域图像和草区域图像，并获取非草物体的位置、尺寸和草区域图像中草的平均密度。此模型能够依据电动割草机实时采集到的图像获取非草物体的位置、尺寸和草区域图像中草的平均密度，能够为电动割草机的避障选择和割草参数调整提供数据基础，提升电动割草机的割草效率。

72、2、本发明依据非草物体的高度以及非草物体与电动割草机所在的初始割草子路径的终止点的距离，判断所述电动割草机是否需要进行避障。当所述电动割草机需要进行避障时，根据非草物体的位置选择避障点，所述电动割草机到达所述避障点时，开始进行避障。此方法能够依据非草物体的高度和位置判断所述电动割草机是否需要进行避障，能够降低电动割草机不必要的避障操作，提升电动割草机的割草效率。

73、3、本发明依据草的平均密度对割草功率和割草速度进行调整；草的平均密度越大对应的割草功率越大，割草速度越小，并且调整后的割草功率和割草速度应该在对应的割草功率区间和割草速度区间内。此方法能够依据草的密度自动调整电动割草机的割草速度和割草功率，进而提升电动割草机的割草效率。