机器人充电方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供一种机器人充电方法及装置，本发明专利技术根据环境地图及机器人自定位信息即所述机器人在所述环境地图中的位姿，将机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近；当机器人移动到近程寻桩对接区域后，可以利用激光等采集装置，进行标识的结构数据的直线提取，并结合设定的标识模板结构数据，做充电桩识别，当采集的标识的结构数据与标识模板结构数据满足预设的匹配程度后，即可实施充电桩与机器人对接充电；根据机器人与充电桩连接后的电压情况做物理连接确认，确保充电正确行为；本发明专利技术可实现充电桩的精确识别，高效可靠，有效的克服现有技术中硬件特性敏感、环境干扰带来的一系列对桩抖动、干扰、误识别行为。

Charging method and device for robot

The purpose of the invention is to provide a robot charging method and device of the invention, according to the environment map and robot self localization information of the robot in the environment map in the pose of mobile robot will be near to the potential or charge registered pile position; when the robot moves to the short range search pile docking area, can the laser acquisition device, line extraction structure data labels, and combined with the logo template structure data set, do identification when the pre charging pile, the matching degree of data collection and identification and identification of template structure data is satisfied, can carry out the charging pile and the robot docking charge; physical connection confirmation according to the voltage robot and charging pile connection, ensure the correct charging behavior; the invention can realize the accurate identification, charging pile is reliable and efficient The utility model can overcome a series of pile shaking, interference and error recognition behaviors caused by the hardware characteristic and the environment interference in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
机器人充电方法及装置
本专利技术涉及一种机器人充电方法及装置。
技术介绍
随着智能机器人发展，各种服务类机器人纷纷涌现，譬如扫地机、导游、导购类机器人、咨询机器人等，人们对机器人长期值守、增加活动范围、延长自治时间等功能要求越来越高，因此补充动力能源成为一个亟待解决的问题。常见机器人动力能源为无缆化主要依赖高品质的机载蓄电池组，因此，自主回充技术应运而生，即在机器人电量不足且无无人工干预前提下，通过某种方式，引导机器人远程回归至充电对接区域，自动实现对接，进行充电技术。但是，现有方案中，机器人远程回归充电桩的时间长且盲目效率低，甚至存在电池能力耗尽前，机器人无法寻找到充电桩导致电池过度放电，造成损坏电池或者停机等问题。另外，现有的充电桩识别方法中还存在硬件特性敏感、易受环境干扰，识别不准确等问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种机器人充电方法及装置，能够解决机器人远程回归充电桩的时间长且盲目效率低的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种机器人充电方法，该方法包括：采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿，所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置；根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内；采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。进一步的，上述方法中，将所述充电桩与机器人对接进行充电之后，还包括：采集所述采集潜在或者已注册的充电桩与机器人对接后移动机器的电压，若所述采集的电压未超过预设电压阈值，则将所述近程寻桩对接区域移动位置后，重复如下步骤，直至所述采集的电压超过预设电压阈值：采集充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电；采集所述充电桩与机器人对接后移动机器的电压。进一步的，上述方法中，所述标识包括相连接的至少一个凸起结构的反光材质和至少一个凹陷结构的反光材质，其中，所述凸起结构和凹陷结构之间的深度值大于预设的深度阈值。进一步的，上述方法中，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据之前，还包括：在所述机器人执行任务的移动过程中，采集途经物体的结构数据，若所述采集的途经物体的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则将所述途经物体记录为潜在的充电桩位置。进一步的，上述方法中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿，包括：若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为一个，将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动，采集每一次移动后该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据；计算每一次采集的该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值，判断该一个潜在或者已注册的充电桩的所述计算的匹配度大于预设匹配度阈值的次数大于预设次数，若是，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。进一步的，上述方法中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿，包括：若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为多个，将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动，采集每一次移动后每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据；计算每一次采集的每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值，计算每一个潜在或者已注册的充电桩的所述匹配度大于预设匹配度阈值的次数是否大于预设次数，将所述匹配度大于预设匹配度阈值的次数最多且大于预设次数的潜在或者已注册的充电桩选择为待对接的充电桩，根据所述待对接的充电桩的采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。进一步的，上述方法中，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，包括：通过红外、摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据。进一步的，上述方法中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，包括：通过红外、深度摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据。进一步的，上述方法中，根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电，包括：采集机器人的移动距离、方向；根据所述充电桩的位姿调整和采集的机器人的移动距离、方向，调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。进一步的，上述方法中，根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内，包括：根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和潜在或者已注册的充电桩位置，确定所述机器人移动的全局路径；根据所述全局路径控制所述机器人向潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域移动；采集机器人的当前移动速度，根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和机器人的当前移动速度对所述全局路径的局部轨迹和局部轨迹中的运行速度进行调整，得到调整后的平滑的无碰撞的全局路径；根据所述调整后的全局路径，将所述机器人继续移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种机器人充电装置，该装置包括：采集定位模块，用于采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿，所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置；远程回归模块，用于根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内；自主寻桩模块，用于采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；对接模块，用于根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。进一步的，上述装置中，所述对接模块，还用于采集所述充电桩与机器人对接后移动机器的电压，若所述采集的电压未超过预设电压阈值，则将所述近程寻桩对接区域移动位置后，重复执行自主寻桩模块和对接模块，直至所述对接模块采集的电压超过预设电压阈值。进一步的，上述装置中，所述标识包括相连接的至少一个凸起结构的反光材质和至少一个凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人充电方法，其中，该方法包括：采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿，所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置；根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内；采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种机器人充电方法，其中，该方法包括：采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿，所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置；根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内；采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述充电桩与机器人对接进行充电之后，还包括：采集所述采集潜在或者已注册的充电桩与机器人对接后移动机器的电压，若所述采集的电压未超过预设电压阈值，则将所述近程寻桩对接区域移动位置后，重复如下步骤，直至所述采集的电压超过预设电压阈值：采集充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿；根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电；采集所述充电桩与机器人对接后移动机器的电压。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标识包括相连接的至少一个凸起结构的反光材质和至少一个凹陷结构的反光材质，其中，所述凸起结构和凹陷结构之间的深度值大于预设的深度阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其中，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据之前，还包括：在所述机器人执行任务的移动过程中，采集途经物体的结构数据，若所述采集的途经物体的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则将所述途经物体记录为潜在的充电桩位置。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿，包括：若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为一个，将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动，采集每一次移动后该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据；计算每一次采集的该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值，判断该一个潜在或者已注册的充电桩的所述计算的匹配度大于预设匹配度阈值的次数大于预设次数，若是，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值，则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿，包括：若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为多个，将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动，采集每一次移动后每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据；计算每一次采集的每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值，计算每一个潜在或者已注册的充电桩的所述匹配度大于预设匹配度阈值的次数是否大于预设次数，将所述匹配度大于预设匹配度阈值的次数最多且大于预设次数的潜在或者已注册的充电桩选择为待对接的充电桩，根据所述待对接的充电桩的采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据，包括：通过红外、摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合，采集机器人在移动中的当前的周围环境数据。8.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据，包括：通过红外、深度摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据。9.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电，包括：采集机器人的移动距离、方向；根据所述充电桩的位姿调整和采集的机器人的移动距离、方向，调整所述机器人在所述环境地图中的位姿，将所述充电桩与机器人对接进行充电。10.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中，根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿，将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内，包括：根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和潜在或者已注册的充电桩位置，确定所述机器人移动的全局路径；根据所述全局路径控制所述机器人向潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域移动；采集机器人的当前移动速度，根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和机器人的当前移动速度对所述全局路径的局部轨迹和局部轨迹中的运行速度进行调整，得到调整后的平滑的无碰撞的全局路径；根据所述调整后的全局路径，将所述机器人继续移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白静，李宇翔，陈士凯，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31