一种机器人自主充电的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人自主充电的方法及系统，涉及机器人技术领域。该方法包括：建立机器人活动区域的平面地图，在平面地图上标记出充电桩的位置；获取机器人当前在平面地图中所处的位置，根据机器人当前所处的位置和平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使机器人根据规划出的路径向充电桩移动；当充电桩进入机器人顶部摄像机的视场角内时，机器人通过摄像机探测充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出机器人相对于充电桩的方位信息；机器人根据方位信息调整自身的位置和角度，直至机器人底部的充电插槽与充电桩的触点闭合。本发明专利技术能够使机器人快速、准确的定位充电桩的位置，提高机器人自主充电的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人及时领域，尤其涉及一种机器人自主充电的方法及系统。
技术介绍
很多服务型移动机器人的任务是在家庭和办公室环境中执行清扫、垃圾收集、包裹递送、做饭、配送饮料以及监控等事务，它们能够将人类从繁重的劳动中解脱出来。这些服务型移动机器人通常都配置有自主充电系统，机器人通过自主充电系统能定期地自动为体内电池充电，从而能完全自动化的运作而不需要人工介入。现有的移动机器人的自主充电系统主要由充电桩及安装在机器人上的红外传感器或者声呐传感器构成，其中，充电桩固定在落地物上，充电时移动机器人通过红外传感器或者声呐传感器寻找充电桩的具体位置，以实现与充电桩的自动对接，完成自主充电。然而，这种自主充电方式的充电效果很大程度上受限于红外传感器或者声呐传感器的探测距离和精度，其并不能精确的标记充电桩的方位，每次充电时都需要多次尝试寻找充电桩，并且当移动机器人与充电桩不在同一个房间时，移动机器人往往不能顺利找到充电桩而无法完成自主充电。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种机器人自主充电的方法及系统，旨在解决现有的机器人自主充电方式不能精确的标记充电桩的方位，每次充电时都需要多次尝试寻找充电桩，并且当移动机器人与充电桩不在同一个房间时，移动机器人往往不能顺利找到充电桩而无法完成自主充电的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种机器人自主充电的方法，包括：建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置；获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动；当所述充电桩进入所述机器人顶部摄像机的视场角内时，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息；所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合。在上述技术方案的基础上，所述建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置具体包括：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取机器人活动区域内的物体相对于机器人的距离数据，并根据所述距离数据建立所述活动区域的平面地图；采用设置在所述机器人顶部的摄像机探测所述活动区域内的充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算出充电桩相对于机器人的位置，以便在所述平面地图上标记出所述充电桩的位置。在上述技术方案的基础上，所述获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动具体包括：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取所述活动区域内物体相对于机器人的距离数据，将所述距离数据与平面地图进行匹配，以获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置；根据所述机器人当前在所述平面地图中所处的位置查找所述平面地图上标记出的离所述机器人最近的充电桩的位置，并根据查找结果进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动。在上述技术方案的基础上，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息具体包括：所述机器人通过所述摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，当探测到所述视觉定位标识时，基于视觉原理计算出所述摄像机的翻滚角度、偏航角度、俯仰角度以及摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标；根据所述翻滚角度、所述偏航角度、所述俯仰角度以及所述摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息。在上述技术方案的基础上，所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合具体包括：所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置及角度，运动到所述充电桩正前方，然后根据所述视觉定位标识的引导直线行走一段距离，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种机器人自主充电的系统，包括：平面地图建立模块，用于建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置；路径规划模块，用于获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动；方位信息获取模块，用于当所述充电桩进入所述机器人顶部摄像机的视场角内时，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息；方位控制模块，用于所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电触点与所述充电桩的触点闭合。在上述技术方案的基础上，所述平面地图建立模块具体用于：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取机器人活动区域内的物体相对于机器人的距离数据，并根据所述距离数据建立所述活动区域的平面地图；采用设置在所述机器人顶部的摄像机探测所述活动区域内的充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算出充电桩相对于机器人的位置，以便在所述平面地图上标记出所述充电桩的位置。在上述技术方案的基础上，所述路径规划模块具体用于：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取所述活动区域内物体相对于机器人的距离数据，将所述距离数据与平面地图进行匹配，以获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置；根据所述机器人当前在所述平面地图中所处的位置查找所述平面地图上标记出的离所述机器人最近的充电桩的位置，并根据查找结果进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动。在上述技术方案的基础上，所述方位信息获取模块具体用于：通过所述摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，当探测到所述视觉定位标识时，基于视觉原理计算出所述摄像机的翻滚角度、偏航角度、俯仰角度以及摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标；根据所述翻滚角度、所述偏航角度、所述俯仰角度以及所述摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息。在上述技术方案的基础上，所述方位控制模块具体用于：所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置及角度，运动到所述充电桩正前方，然后根据所述视觉定位标识的引导直线行走一段距离，直至所述机器人底部的充电触点与所述充电桩的触点闭合。实施本专利技术实施例提供的一种机器人自主充电的方法及系统具有以下有益效果：本专利技术实施例由于首先建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置；然后获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动；当所述充电桩进入所述机器人顶部摄像机的视场角内时，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人自主充电的方法，其特征在于，包括：建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置；获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动；当所述充电桩进入所述机器人顶部摄像机的视场角内时，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息；所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合。

【技术特征摘要】
1.一种机器人自主充电的方法，其特征在于，包括：建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置；获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动；当所述充电桩进入所述机器人顶部摄像机的视场角内时，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息；所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合。2.如权利要求1所述的机器人自主充电方法，其特征在于，所述建立机器人活动区域的平面地图，并在所述平面地图上标记出充电桩的位置具体包括：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取机器人活动区域内的物体相对于机器人的距离数据，并根据所述距离数据建立所述活动区域的平面地图；采用设置在所述机器人顶部的摄像机探测所述活动区域内的充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算出充电桩相对于机器人的位置，以便在所述平面地图上标记出所述充电桩的位置。3.如权利要求2所述的机器人自主充电方法，其特征在于，所述获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置，根据机器人当前在所述平面地图中所处的位置和所述平面地图上标记出的充电桩的位置进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动具体包括：采用设置在所述机器人顶部的激光测距仪获取所述活动区域内物体相对于机器人的距离数据，将所述距离数据与平面地图进行匹配，以获取机器人当前在所述平面地图中所处的位置；根据所述机器人当前在所述平面地图中所处的位置查找所述平面地图上标记出的离所述机器人最近的充电桩的位置，并根据查找结果进行路径规划，使所述机器人根据规划出的路径向所述充电桩移动。4.如权利要求1所述的机器人自主充电方法，其特征在于，所述机器人通过摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，并根据探测到的视觉定位标识计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息具体包括：所述机器人通过所述摄像机探测所述充电桩上的视觉定位标识，当探测到所述视觉定位标识时，基于视觉原理计算出所述摄像机的翻滚角度、偏航角度、俯仰角度以及摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标；根据所述翻滚角度、所述偏航角度、所述俯仰角度以及所述摄像机镜头的坐标系原点在以所述视觉定位标识中心为原点建立的坐标系下的坐标计算得出所述机器人相对于所述充电桩的方位信息。5.如权利要求1所述的机器人自主充电方法，其特征在于，所述机器人根据所述方位信息调整自身的位置和角度，直至所述机器人底部的充电插槽与所述充电桩的触点闭合具体包括：所述机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，范丛明，
申请(专利权)人：华讯方舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44