一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统，包括，充电桩和设置在机器人本体上的充电装置，所述的充电桩包括充电接口和回航导引装置，回航导引装置包括红外发射器、图像标签和第一控制器；本实用新型专利技术通过单目视觉与红外传感器相结合的方式实现自动充电。这种方式可以大大提高自动充电的成功率。

An automatic charging system based on monocular vision and infrared sensor

The utility model provides an automatic charging system based on a monocular vision and an infrared sensor, including a charging pile and a charging device on the body of a robot. The charging pile includes a charging interface and a return guidance device. The return guide includes an infrared emitter, an image label and a first controller. A new type of automatic charging is realized by combining monocular vision and infrared sensors. This way can greatly improve the success rate of automatic charging.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统
本技术属于机器人设备领域，尤其是涉及一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统。
技术介绍
目前，智能机器人(如扫地机器人等)通常通过手动接续电源以对机体内的蓄电池充电。若使用者长时间不进行操作，智能机器人就会停止工作。传统自动通电技术使用的是红外传感器和里程计结合的方式实现的，但是这个存在一个比较大的问题就是当机器人里程计出现误差的时候机器人无法回到充电范围进而无法接收到红外传感器信号，最终导致充电失败。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出，一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统，包括：充电桩和设置在机器人本体上的充电装置，所述的充电桩包括充电接口和回航导引装置，回航导引装置包括红外发射器、图像标签和第一控制器，所述的充电接口、红外发射器均与第一控制器连接，所述的图像标签与充电桩固接；充电装置包括单目摄像头、红外接收器、第二控制器和充电触头，所述的充电接头、单目摄像头、红外接收器均与第二控制器连接；所述的红外发射器与红外接收器所述的红外发射器与红外接收器通信匹配，所述的充电接口与充电接头电匹配。进一步的，所述的图像标签贴接在充电桩的前端上方。进一步的，所述红外发射器至少包括两个。进一步的，所述单目摄像头安装在垂直于机器人的运动平面上。进一步的，所述的充电接口与充电接头处于同一水平高度。相对于现有技术，本技术所述的一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统具有以下优势：本技术通过单目视觉与红外传感器相结合的方式实现自动充电。这种方式可以大大提高自动充电的成功率。本技术通过单目视觉方式引导机器人并调整其站姿，将其运动限制在很小的范围，然后通过红外收发装置，实现了充电站与机器人电极的准确对接。解决了传统红外引导机器人电极对接存在角度偏差，甚至对接失败的问题，减少了电极对接的时间，提高了对接效率。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1所示，一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统，包括：充电桩和设置在机器人本体上的充电装置，所述的充电桩包括充电接口和回航导引装置，回航导引装置包括红外发射器、图像标签和第一控制器，所述的充电接口、红外发射器均与第一控制器连接，所述的图像标签与充电桩固接；充电装置包括单目摄像头、红外接收器、第二控制器和充电触头，所述的充电接头、单目摄像头、红外接收器均与第二控制器连接；所述的红外发射器与红外接收器所述的红外发射器与红外接收器通信匹配，所述的充电接口与充电接头电匹配。所述的图像标签贴接在充电桩的前端上方。所述红外发射器至少包括两个。所述单目摄像头安装在垂直于机器人的运动平面上。所述的充电接口与充电接头处于同一水平高度。充电桩，包括：专用图像标签、红外发射器以及充电口，红外发射器至少包括两个,图像标签安装在充电装的正前方；两个红外发射器分别与控制器相连，控制器控制红外发射器发送信号，红外发射器信号发射的方向与图像标签的方向相同——均向充电桩的正前方发射信号；在充电桩正前方的最下面是充电口，充电口用于向机器人充电。机器人本体上的充电装置，包括：单目摄像头、红外信号接收器以及充电接头，单目摄像头的安装面垂直机器人的运动平面，用于采集图像数据；红外接收器也是垂直于机器人的运动平面且与充电桩红外发射器在同一水平高度，用于接收红外信号；充电接头与充电接口处于同一水平高度，用于给机器人充电。本技术的工作过程：当机器人需要自动充电时，会自动返回充电桩进行充电，当机器人自动行走进入充电区域后单目摄像头会检测到图像标签，并将结果传送到机器人上的第二控制器，然后第二控制器通过图像标签来判断机器人相对于充电桩的位姿(位置和姿态)，然后调整机器人的位姿，当机器人调整好位姿(位置和姿态)后，开始接收充电桩上面通过第一控制器控制的红外发射器发射出的红外信号，机器人上的第二控制器根据红外接收器接收到的红外信号对机器人位姿和运动状态再一次进行微调整，使充电接口与充电接头位置对应，当检测到充电口开始充电后停止机器人运动，进入正式充电状态。此外，充电桩上的第一控制器也同时实时检测机器人充电部分充电口的充电状态。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统，其特征在于：包括：充电桩和设置在机器人本体上的充电装置，所述的充电桩包括充电接口和回航导引装置，回航导引装置包括红外发射器、图像标签和第一控制器，所述的充电接口、红外发射器均与第一控制器连接，所述的图像标签与充电桩固接；充电装置包括单目摄像头、红外接收器、第二控制器和充电接头，所述的充电接头、单目摄像头、红外接收器均与第二控制器连接；所述的红外发射器与红外接收器通信匹配，所述的充电接口与充电接头电匹配。

【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉与红外传感器的自动充电系统，其特征在于：包括：充电桩和设置在机器人本体上的充电装置，所述的充电桩包括充电接口和回航导引装置，回航导引装置包括红外发射器、图像标签和第一控制器，所述的充电接口、红外发射器均与第一控制器连接，所述的图像标签与充电桩固接；充电装置包括单目摄像头、红外接收器、第二控制器和充电接头，所述的充电接头、单目摄像头、红外接收器均与第二控制器连接；所述的红外发射器与红外接收器通信匹配，所述的充电接口与充电接头电匹配。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海宽，陶景云，孙芳，吕行，
申请(专利权)人：天津智汇时代科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12