一种分布式引导机器人自主充电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式引导机器人自主充电系统，用于机器人本体充电，包括红外接收器和多个红外发射器，所述红外发射器间隔设置在所述机器人本体活动区域内，所述红外发射器发送在机器人本体活动区域内的位置信息，所述红外发射器构成充电站；所述红外接收器设置在所述机器人本体上，所述红外接收器接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。本发明专利技术的分布式引导机器人自主充电系统，将红外传感以行、列坐标的方式分布，对机器人活动的空间平面进行标记。机器人运动时，本体上的红外接收器实时接收到空间中分布的行、列坐标，即机器人当前位置坐标。通过与内建地图的比较，快速找到充电站引导区，实现充电对接。

Self guided charging system for distributed guided robot

The present invention provides a distributed charging system for autonomous guided robot, robot charging, including infrared receiver and multiple infrared emitter, the infrared emitter arranged at intervals in the activities of the robot body region, position information transmitted by the infrared emitter in the robot body region, the infrared transmitter charging station; the infrared receiver is arranged on the robot body, the infrared emission signal of the infrared receiver receives the robot body in the area. The autonomous charging system of the distributed guided robot of the invention distributes infrared sensing in line and column coordinates, and marks the space plane of the robot activity. When the robot moves, the infrared receiver on the body receives the line and column coordinates in the space in real time, that is, the coordinates of the robot's current position. Through comparison with the built in map, the charging station guiding area is quickly found to realize charging docking.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式引导机器人自主充电系统
本专利技术涉及机器人自动充电
，尤其涉及一种分布式引导机器人自主充电系统。
技术介绍
移动机器人自动充电可以延长机器人的自治时间，增加其活动范围，实现连续任务动作。自动充电技术要求机器人能快速寻找充电站，机器人与充电站之间有较高的传输电能效率且充电安全、快速。自主充电较为重要的一点是机器人能够在活动区域范围内快速，准确的定位自身及充电站的位置，并选择合理路径到达充电站进行充电。现有机器人寻找充电站的方式分为两种：1、机器人以漫游或循迹、寻墙的行走方式寻找充电站引导区，进入引导区后以一定的路径规划实现与充电站的对接充电。该方法优点是简单易行，但机器人定位充电站的效率较低，如遇障碍物较多的环境，很可能导致在搜索过程中电池电量耗尽。2、机器人内部建立活动区域的地图，在当前位置旋转一周，利用激光传感、机器视觉等技术扫描周围环境，通过识别周围物体形状和距离，确定机器人在地图中的位置，驶向充电站方向。运动过程中实时对周围环境进行判断，并根据机器人行走轮行走的距离和角度判断机器人行走距离和当前方向，如果扫描到充电站形状的物体，则调整机器人角度与充电站距离，使其沿直线驶向充电站完成充电过程。该方法优点是机器人通过对周围环境的判断可以准确、快速的定位充电站的位置并完成对接过程。但缺点是识别设备，例如激光传感器，视觉相机等成本相当高，会增加机器的制造成本。由上可知，具有定位自身位置设备的机器人，寻找充电站的过程效率较高，但机器人成本也相当高；不具有定位设备的机器人虽然成本较低，但搜索充电站的能力与效率较低。导致机器人搜寻效率与定位设备成本严重相互制约。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种分布式引导机器人自主充电系统。为了实现本专利技术的目的，提供一种分布式引导机器人自主充电系统，用于机器人本体充电，包括红外接收器和多个红外发射器，所述红外发射器间隔设置在所述机器人本体活动区域内，所述红外发射器发送在机器人本体活动区域内的位置信息，所述红外发射器构成充电站；所述红外接收器设置在所述机器人本体上，所述红外接收器接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。优选地，所述红外发射器布置为：远离门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在凹面镜内使所述红外发射器发出平行的红外光；门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在门或窗两侧，成扇面发射。优选地，所述红外接收器可沿所述机器人本体转动。优选地，所述机器人本体还包括四象限探测器。优选地，所述充电站还包括激光发射器，所述红外发射器和激光发射器高度与所述红外接收器和四象限探测器高度相同。优选地，所述机器人本体进入充电站的引导区域后，所述机器人本体以触碰引导区域边界为信号执行Z字形行走。区别于现有技术，上述分布式引导机器人自主充电系统，将红外传感以行、列坐标的方式分布，对机器人活动的空间平面进行标记。机器人运动时，本体上的红外接收器实时接收到空间中分布的行、列坐标，即机器人当前位置坐标。通过与内建地图的比较，快速找到充电站引导区，实现充电对接。红外传感器成本低，且获取位置坐标方法简单，无需对四周扫描的图像进行解析等复杂算法。保证机器人寻找充电站效率的同时，大大降低定位设备的成本。【附图说明】图1为本专利技术一个实施例中分布式引导机器人自主充电系统的空间布局示意图。图2为本专利技术一个实施例中分布式引导机器人自主充电系统的红外接收器分布示意图。图3为本专利技术一个实施例中分布式引导机器人自主充电系统的引导机器人示意图。【具体实施方式】为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用来限定本专利技术。本专利技术提供一种分布式引导机器人自主充电系统，用于机器人本体充电，包括红外接收器和多个红外发射器。所述红外发射器间隔设置在所述机器人本体活动区域内，所述红外发射器发送在机器人本体活动区域内的位置信息，所述红外发射器构成充电站；所述红外接收器设置在所述机器人本体上，所述红外接收器接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。在本专利技术优选实施例中，所述红外接收器可沿所述机器人本体转动，以实现更全面的接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。具体地，所述红外发射器布置为：远离门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在凹面镜内使所述红外发射器发出平行的红外光；即每个红外发射器以X或Y的坐标信息标记自身所在机器人本体活动区域中行或列的位置，如图1所述，图中(NX3，NY1),(SX2，SY2)，行坐标与列坐标的红外发射器采取间隔交替式信息发送，避免交叠的红外光区域产生信息混乱,而门、窗等区域红外发射器始终处于发送各自区域信息。门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在门或窗两侧，成扇面发射；且门框两侧同一直线上也各放置两个平行光红外发射管，该红外发射管用于机器人本体对门的边界判别。在本专利技术优选实施例中，机器人本体建立活动区域的地图，机器人本体还包括声呐避障装置和感光的四象限探测器。如图2所示，红外接收器在机器人本体的分布且该红外接收器绕机器人的四周转动，接收四周红外坐标信号，并根据接收器不同方向接收到的坐标，计算出机器人本体中心在地图中的位置，进行路径的规划。机器人本体移动过程中实时计算当前坐标与充电站坐标的差值，若差值增大，表示远离充电站，则向反方向寻找坐标差值小的方向前进，并逐步靠近充电站。充电站的中心线最低处设置小功率的可见光激光发射器，用于发出准直性较好的可见激光。所述红外发射器和激光发射器高度与所述红外接收器和四象限探测器高度相同。其中，机器人本体的红外接收器用于接收红外光信号，四象限探测器用于接收激光信号。本专利技术分布式引导机器人自主充电系统，将红外传感器以行、列坐标的方式分布，对机器人本体活动的空间平面进行标记。当机器人本体运动时，本体上的红外接收器实时接收空间中分布的行、列坐标，即机器人当前位置坐标。通过与内建地图比较，快速找到充电站引导区，实现充电对接。该红外传感器成本低，且获取位置坐标方法简单，无需对四周扫描的图像进行解析等复杂算法；保证机器人本体寻找充电站效率的同时，大大降低定位设备的成本。本专利技术分布式引导机器人自主充电系统具体实施为，如图3所示，将机器人本体以任意角度，随意摆放在图中某一位置，启动机器人本体，红外接收器接收到的坐标为(SX,SY)，坐标可知S：说明机器人本体位于南卧室，红外接收器接收记录零位置坐标，绕机器人本体绕转一周后并记录所扫描到的坐标值，通过比对坐标，零位置坐标为X4和X5，说明机器人本体位于南卧室靠近窗台附近，横坐标不等说明机器人本体前进方向偏北；列坐标接收到Y3的信号，说明机器人本体位于南卧室左侧，说明机器人本体前进方向偏西。经过零位置坐标与最靠我房门坐标的矢量合成得，机器本体人目前位于南卧室左侧靠近窗台的位置，面朝西北方向；与内部建立的地图信息比较，机器人本体应先走出南卧室，向右旋转直至零位置坐标与最靠近房门坐标的矢量合成方向的位置处。以此类推，直到红外接收器到达南卧室门红外区边界，机器人本体进入南卧室门红外区域，由于红外接收器在机器人本体另一侧接收不到红外信号，根据接收到红外区域两点的中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式引导机器人自主充电系统，用于机器人本体充电，其特征在于，包括红外接收器和多个红外发射器，所述红外发射器间隔设置在所述机器人本体活动区域内，所述红外发射器发送在机器人本体活动区域内的位置信息，所述红外发射器构成充电站；所述红外接收器设置在所述机器人本体上，所述红外接收器接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。

【技术特征摘要】
1.一种分布式引导机器人自主充电系统，用于机器人本体充电，其特征在于，包括红外接收器和多个红外发射器，所述红外发射器间隔设置在所述机器人本体活动区域内，所述红外发射器发送在机器人本体活动区域内的位置信息，所述红外发射器构成充电站；所述红外接收器设置在所述机器人本体上，所述红外接收器接收所述机器人本体活动区域中的红外发射信号。2.根据权利要求1所述的分布式引导机器人自主充电系统，其特征在于，所述红外发射器布置为：远离门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在凹面镜内使所述红外发射器发出平行的红外光；门、窗位置的红外发射器，所述红外发射器设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲道奎，王宏玉，王宇卓，杨奇峰，高与聪，刘新，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21