一种移动机器人无线充电方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能控制技术领域，公开了一种移动机器人无线充电方法及装置，该方法包括：通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电；能够通过导航进行初步定位，再通过视觉相机进行精确定位，实现了机器人自主无线充电，无需人工操作并提高了充电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种移动机器人无线充电方法及装置
本专利技术涉及智能控制
，尤其涉及一种移动机器人无线充电方法及装置。
技术介绍
机器人逐渐进入家庭与服务行业，直接向个人提供服务，如扫地机器人、迎宾送餐机器人、客服机器人、安防巡逻机器人等，当机器人在电量不足或任务结束后，自行移动到所配置的充电装置进行充电，从而能实现长期自主工作。现有的移动机器人自主充电技术大多采用接触式的有线充电，通常借助激光探测器、视觉传感或红外探测与充电设备进行机械对接，有线方式要求机器人与充电座之间的金属对接触点裸露在外，存在可靠性、维护性、电气安全性等问题，并且在对接过程中存在机器人推挤充电座，无法准确对接的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种移动机器人无线充电方法及装置，能够通过导航进行初步定位，再通过视觉相机进行精确定位，实现了机器人自主无线充电，无需人工操作并提高了充电效率。为实现上述目的，本专利技术提供的一种移动机器人无线充电方法，包括：通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电。可选地，所述初级线圈的上表面设置有同心圆周纹样，所述同心圆周纹样的圆心与所述初级线圈的中心重合；所述次级线圈的中心位置上安装有视觉定位相机，所述视觉定位相机的方向朝下；所述视觉相机周围设置有LED光照设备，用于辅助获取初级线圈的位置；所述初级线圈和所述次级线圈通过松耦合的磁感应进行能量交换。可选地，所述通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差包括：通过视觉定位相机获取所述同心圆周纹样的部分纹样图像，对所述部分纹样图像进行圆周提取运算，获取圆周中心，所述圆周中心即为所述初级线圈的中心；获取初级线圈中心与次级线圈中心的位置偏差和方向偏差。可选地，所述获取初级线圈中心与次级线圈中心的位置偏差和方向偏差包括：将所述圆周中心由图像坐标系转换到相机坐标系，所述相机坐标系的X轴为移动机器人的正前方，所述相机坐标系的Z轴向上，所述相机坐标系的Y轴方向满足右手螺旋法则，所述相机坐标系原点为次级线圈的中心；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的直线距离，也即位置偏差；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的连线与X轴之间的角度，也即方向偏差。可选地，所述根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座包括：将所述充电座位置信息预先注册在移动机器人的导航地图中；规划移动机器人从当前位置到所述充电座的最优路径；开启导航模式，所述移动机器人按照所述最优路径行驶至所述充电座，其中，所述移动机器人上设置有激光器，所述激光器位于机器人前方，用于在导航模式下实时避障。作为本专利技术的另一方面，提供的一种移动机器人无线充电装置，包括：初级线圈、次级线圈、充电座、电池及电源管理模块、导航粗定位模块和视觉精定位模块，其中，所述初级线圈设置于所述充电座上，所述次级线圈设置于移动机器人的底部；所述电池及电源管理模块，用于监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求；所述导航粗定位模块，用于根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座；所述视觉精定位模块，用于通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电。可选地，所述初级线圈的上表面设置有同心圆周纹样，所述同心圆周纹样的圆心与所述初级线圈的中心重合；所述次级线圈的中心位置上安装有视觉定位相机，所述视觉定位相机的方向朝下；所述视觉相机周围设置有LED光照设备，用于辅助获取初级线圈的位置；所述初级线圈和所述次级线圈通过松耦合的磁感应进行能量交换。可选地，所述视觉精定位模块包括：初级线圈中心获取单元，用于通过视觉定位相机获取所述同心圆周纹样的部分纹样图像，对所述部分纹样图像进行圆周提取运算，获取圆周中心，所述圆周中心即为所述初级线圈的中心；对接偏差获取单元，用于获取初级线圈中心与次级线圈中心的位置偏差和方向偏差。可选地，所述对接偏差获取单元包括：将所述圆周中心由图像坐标系转换到相机坐标系，所述相机坐标系的X轴为移动机器人的正前方，所述相机坐标系的Z轴向上，所述相机坐标系的Y轴方向满足右手螺旋法则，所述相机坐标系原点为次级线圈的中心；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的直线距离，也即位置偏差；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的连线与X轴之间的角度，也即方向偏差。可选地，所述导航粗定位模块包括：预设单元，用于将所述充电座位置信息预先注册在移动机器人的导航地图中；路径规划单元，用于规划移动机器人从当前位置到所述充电座的最优路径；导航单元，用于开启导航模式，所述移动机器人按照所述最优路径行驶至所述充电座，其中，所述移动机器人上设置有激光器，所述激光器位于机器人前方，用于在导航模式下实时避障。本专利技术提出的一种移动机器人无线充电方法及装置，该方法包括：通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电；能够通过导航进行初步定位，再通过视觉相机进行精确定位，实现了机器人自主无线充电，无需人工操作并提高了充电效率。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种移动机器人无线充电方法流程图；图2为图1中步骤S20的具体方法流程图；图3为图1中步骤S30的具体方法流程图；图4为本专利技术实施例一提供的同心圆周纹样的圆周中心算法示意图；图5为本专利技术实施例二提供的一种移动机器人无线充电装置示范性结构框图；图6为本专利技术实施例二提供的导航粗定位模块示范性结构框图；图7为本专利技术实施例二提供的视觉精定位模块示范性结构框图。其中，附图标记为：1-初级线圈，2-次级线圈，3-电池及电源管理模块，4-激光器。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。实施例一如图1所示，在本实施例中，一种移动机器人无线充电方法，包括：S10、通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；S20、根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；S30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，包括：通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，包括：通过电池及电源管理模块监测移动机器人的电池电量，当所述电池电量低于预设的电量阈值时，发送充电请求，所述移动机器人的底部设置有次级线圈；根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座，所述充电座上设置有初级线圈；通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差；当所述对接偏差小于预设的偏差阈值时，对移动机器人进行充电。2.根据权利要求1所述的一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，所述初级线圈的上表面设置有同心圆周纹样，所述同心圆周纹样的圆心与所述初级线圈的中心重合；所述次级线圈的中心位置上安装有视觉定位相机，所述视觉定位相机的方向朝下；所述视觉相机周围设置有LED光照设备，用于辅助获取初级线圈的位置；所述初级线圈和所述次级线圈通过松耦合的磁感应进行能量交换。3.根据权利要求2所述的一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，所述通过所述初级线圈和所述次级线圈对所述移动机器人进行视觉定位，获取初级线圈中心与次级线圈中心的对接偏差包括：通过视觉定位相机获取所述同心圆周纹样的部分纹样图像，对所述部分纹样图像进行圆周提取运算，获取圆周中心，所述圆周中心即为所述初级线圈的中心；获取初级线圈中心与次级线圈中心的位置偏差和方向偏差。4.根据权利要求3所述的一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，所述获取初级线圈中心与次级线圈中心的位置偏差和方向偏差包括：将所述圆周中心由图像坐标系转换到相机坐标系，所述相机坐标系的X轴为移动机器人的正前方，所述相机坐标系的Z轴向上，所述相机坐标系的Y轴方向满足右手螺旋法则，所述相机坐标系原点为次级线圈的中心；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的直线距离，也即位置偏差；计算所述圆周中心与坐标系原点之间的连线与X轴之间的角度，也即方向偏差。5.根据权利要求2所述的一种移动机器人无线充电方法，其特征在于，所述根据在地图中预设的充电座位置信息，将移动机器人导航至充电座包括：将所述充电座位置信息预先注册在移动机器人的导航地图中；规划移动机器人从当前位置到所述充电座的最优路径；开启导航模式，所述移动机器人按照所述最优路径行驶至所述充电座，其中，所述移动机器人上设置有激光器，所述激光器位于机器人前方，用于在导航模式下实时避障。6.一种移动机器人无线充电装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东文，张朝辉，王智锋，
申请(专利权)人：安科智慧城市技术中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44