[发明专利]基于杂波分析的草地识别方法

说明书

本发明公开一种基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在间隔ΔT时间后，将所述的超声波接收模块输出信号转换为数字采样信号f(n)；(2)比较出采样信号f(n)的最大值f_max，采样序号为n_max；(3)从f(n_max)向f(1)搜索第一个过零点，采样序号为n_cross；(4)计算杂波信号和∑f=；(5)如果杂波信号和∑fK，则判断为草地；否则，则判断为非草地。

技术领域

本专利涉及基于杂波分析的草地识别方法，属于移动机器人技术领域。

背景技术

割草机器人只有具备草地识别能力，才能在设定的工作区域正常工作。草地所具有的特征是普通土地上生长绿色的草，草的种类很多，叶片有长有短，有宽有细，有系数有茂密的。目前，检测草地主要有两种方式。一种是识别颜色特征的方法。图像传感器采集地面图像，采用图像处理算法分析图像的颜色信息，以绿色作为识别特征。但是这种方法不能解决光照条件变化对成像质量的影响。另一种是以植物的导电特性作为特征进行识别。割草机器人底部安装两个电极构成传感器，当割草机器人在草地上时，草的叶片会连接两个电极，因为含有水分，具有一定的导电性，会对电极之间的导电特性产生影响，相对于空气，具有显著的区别特征。但是这种方法对于草地稀疏或者过于干燥就会检测失败。因此，我们需要探索出一种割草机器人进行草地识别的可靠方法。

发明内容

针对上述问题，本专利提出一种基于杂波分析的草地识别方法，以草坪对超声波的多次反射为特性，进行草地识别。

本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的超声波发射模块设置超声波发射探头和信号驱动电路，所述的超声波接收模块设置超声波接收探头和信号放大电路，所述的信号驱动电路和信号放大电路连接所述的处理器，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：

(1)所述的处理器每隔固定时间T，通过所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在超声波信号发射之后间隔ΔT时间，将所述的超声波接收模块输出信号经过AD采样转换为数字采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔为Δt；当采样次数达到N以后，结束采样过程，其中ΔT为信号发射至信号采样的时间间隔，Δt为两个AD采样之间的时间间隔；

(2)比较出数字信号f(n)的最大值f_max，采样序号为n_max；

(3)从f(n_max)向f(1)搜索第一个过零点，采样序号为n_cross；

(4)计算杂波信号和∑f=；

(5)如果杂波信号和∑fK，则判断为草地；否则，则判断为非草地，其中K为经验阈值。

本专利的有益效果主要表现在：分析声波反射波形，识别植物反射的杂乱、低强度的反射波，作为草坪与普通地面的区别特征，进行草地识别，非接触式检测，可靠性高。

附图说明

图1是本专利实施方式的原理框图；

图2是地面反射波形示意图；

图3是草地反射波形示意图。

具体实施方式