一种基于音频识别的草地状态辨识方法与流程

本发明涉及一种基于音频识别的草地状态辨识方法，属于模式识别领域。

背景技术：

对于智能系统，闭环控制中的负反馈环节起到一个非常重要的作用。控制器根据反馈信号和给定信号相比较后得到的偏差信号，经运算后输出控制作用去消除偏差，使被控对象等于给定值。但是，目前割草机器人并没有实现闭环控制，效率很低。因为割草机器人还无法进行草坪状态检测的功能，只能在平地上漫无目的的移动，不知道哪里是草地，哪里不是草地，也不知道当前位置的草地是否已经割过。这种漫无目的的行为模式，效率很低，割草机器人需要长时间在草地上工作，经常充电，也导致电池配置要大，直接提高了割草机器人的造价。如果能够识别草坪的状态，通过合理的工作方式选择就可以大大提高割草机器人的效率。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明采用识别割草装置与草叶、草茎相互作用的特征声音的方法，提供一种基于音频识别的草地状态辨识方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于音频识别的草地状态辨识方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台的底部设置驱动轮和支撑轮，可实现自主运动，所述的运动平台底部设置割草装置和采用音频信号的拾音器，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的拾音器连接，所述的处理器可采集所述的拾音器输出的音频信号，所述的处理器内部设置草地状态辨识方法，确认所述的运动平台的所在区域的草地状态，所述的草地状态辨识方法包括：

——可以识别并滤除环境噪声的第一滤波器模块；

——可以识别并滤除所述的驱动轮的噪声的第二滤波器模块；

——可以识别并滤除所述的割草装置的噪声的第三滤波器模块；

——可以识别所述的割草装置与草茎、草叶相互作用时发出声音的草声识别模块；

——根据草地状态进行运动规划的运动控制模块，所述的运动控制模块与所述的驱动轮连接，当所述的草声识别模块输出有效时，所述的运动控制模块驱动所述的运动平台进入慢速模式；当所述的草声识别模块输出无效时，所述的运动控制模块驱动所述的运动平台进入快速模式。

本发明的有益效果主要表现在：识别割草装置与草叶、草茎相互作用的特征声音，获得草坪的状态，形成闭环控制系统，从而大大提高割草机器人的效率。

附图说明

图1是本发明的草地状态辨识方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参照图1，一种基于音频识别的草地状态辨识方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台的底部设置驱动轮和支撑轮，可以实现直行、后退以及任意角度的旋转。

所述的运动平台底部设置割草装置和采用音频信号的拾音器。所述的割草装置设置为打草绳，也可以设置为割草刀具。所述的拾音器用于采集所述的割草装置作用于草叶及草茎所发出的声音，同时会采集到环境噪声，带动所述的驱动轮以及割草装置的电机发出的噪声。

所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的拾音器连接，所述的处理器可采集所述的拾音器输出的音频信号。所述的处理器内部设置草地状态辨识方法，确认所述的运动平台的所在区域的草地状态，所述的草地状态辨识方法包括：

——可以识别并滤除环境噪声的第一滤波器模块；

环境中存在各种噪声，比如从附近驶过的汽车、动物的吠鸣、行人的说话声等等，都是可以识别滤除的。

——可以识别并滤除所述的驱动轮的噪声的第二滤波器模块；

所述的驱动轮是以电机驱动的，电机在转动过程中也会有噪声发生，对于固定的功率及结构的电机，其噪声也是固定频率，也是可以识别滤除的。

——可以识别并滤除所述的割草装置的噪声的第三滤波器模块；

所述的割草装置是以电机驱动的，电机在转动过程中也会有噪声发生，对于固定的功率及结构的电机，其噪声也是固定频率，也是可以识别滤除的。

——可以识别所述的割草装置与草茎、草叶相互作用时发出声音的草声识别模块；

所述的割草装置是在固定高度将草切断或者打折的方式维护草地的，这个过程中，所述的割草装置与草，以及草之间都会产生明显的特征声音，进行识别可作为草地茂盛的特征输出。所述的草声识别模块设置为神经网络，经过训练，形成可识别草地状态的软件模块。

——根据草地状态进行运动规划的运动控制模块，所述的运动控制模块与所述的驱动轮连接，当所述的草声识别模块输出有效时，所述的运动控制模块驱动所述的运动平台进入慢速模式；当所述的草声识别模块输出无效时，所述的运动控制模块驱动所述的运动平台进入快速模式。

所述的草声识别模块作为负反馈环节，与所述的运动控制模块组成反馈控制系统，可有效提高所述的运动平台的工作效率。

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