一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法技术方案

本申请公开了一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法，其中系统包括：中央处理器和UWB模组；UWB模组包括：UWB标签、定位单元和N个UWB基站，N≥4，且N个UWB基站呈几何体的N个端点分布，几何体由N个UWB基站构成；UWB标签安装于机器人上，且与每一UWB基站通信连接，用于接收UWB基站发送的UWB信号；定位单元，用于根据UWB标签接收到的UWB信号对机器人进行定位，得到机器人的位置信息；中央处理器，用于根据机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算机器人和充电桩之间的距离，并在距离小于距离阈值时，控制机器人触发激光导航模块，使得机器人根据激光导航模块进行上桩，解决了机器人的上桩方式容易出现机器人失航现象且上桩耗时久的技术问题。

A robot automatic charging pile loading system and a pile loading method

The application discloses a robot automatic charging and piling up system and a piling up method, wherein the system comprises a CPU and a UWB module; the UWB module comprises a UWB label, a positioning unit and N UWB base stations, n \u2265 4, and N UWB base stations are distributed in n endpoints of geometry, which are composed of N UWB base stations; the UWB label is installed on the robot and is connected with each UWB base station for communication Connect to receive the UWB signal sent by the UWB base station; the positioning unit is used to position the robot according to the UWB signal received by the UWB tag and get the position information of the robot; the central processor is used to calculate the distance between the robot and the charging pile according to the position information of the robot and the position information of the charging pile, and control the robot to touch when the distance is less than the distance threshold The laser navigation module enables the robot to mount the pile according to the laser navigation module, which solves the technical problem that the robot is easy to lose its navigation and takes a long time to mount the pile.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法
本申请涉及机器人充电
，尤其涉及一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法。
技术介绍
随着科技技术的发展，各种机器人相继面世，例如清洁机器人、银行服务机器人、医院护理机器人等。目前的机器人采用自助充电的方式进行充电，例如，清洁机器人在室内进行清洁工作时，对自身电量进行检测，在自身电量达到充电的下限值时，自主回到充电桩(以下简称为上桩)进行充电。现有的机器人上桩方式采取激光导航上桩，即机器人向充电桩运动的过程中，发射激光测距信号，检测与充电桩之间的距离，当距离达到设定距离时，开启激光特征识别，识别确认后上桩充电。该种上桩方式虽然能够实现机器人的上桩，但是容易出现机器人失航现象且上桩耗时久。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法，解决了机器人的上桩方式容易出现机器人失航现象且上桩耗时久的技术问题。本申请第一方面提供了一种机器人自动充电上桩系统，包括：中央处理器和UWB模组；所述UWB模组包括：UWB标签、定位单元和N个UWB基站，所述N≥4，且N个所述UWB基站呈几何体的N个端点分布，所述几何体由N个所述UWB基站构成；所述UWB标签安装于机器人上，且与每一所述UWB基站通信连接，用于接收所述UWB基站发送的UWB信号；所述定位单元，用于根据所述UWB标签接收到的所述UWB信号对所述机器人进行定位，得到所述机器人的位置信息；所述中央处理器，用于根据所述机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算所述机器人和所述充电桩之间的距离，并在所述距离小于距离阈值时，控制所述机器人触发激光导航模块，使得所述机器人根据所述激光导航模块进行上桩。可选地，所述UWB模组还包括：时钟单元；所述时钟单元与N个所述UWB基站均连接，用于为N个所述UWB基站提供同步时钟信号；所述UWB模组的主控单元，用于根据所述同步时钟信号，控制所述UWB基站发送所述UWB信号。可选地，所述时钟单元包括：有源晶振、放大器和时钟缓冲器；所述有源晶振的输入端与所述主控单元连接，输出端与所述放大器连接；所述时钟缓冲器的输入端与所述放大器的输出端连接，输出端与N个所述UWB基站连接。可选地，所述主控单元具体用于，根据所述同步时钟信号，在同一时刻时控制N个所述UWB基站发送所述UWB信号。可选地，所述主控单元具体用于，根据所述同步时钟信号，控制N个所述UWB基站依次发送所述UWB信号。可选地，所述主控单元具体用于，根据所述同步时钟信号，控制N个所述UWB基站等时间间隔地依次发送所述UWB信号。可选地，所述定位单元具体用于，基于TDOA算法，根据所述UWB标签接收到的所述UWB信号对所述机器人进行定位，得到所述机器人的位置信息。可选地，N个所述UWB基站和所述主控单元通过SPI总线连接。本申请第二方面提供了一种上桩方法，应用于上述第一方面所述的机器人自动充电上桩系统运行或工作，包括：N个UWB基站发送UWB信号至机器人上安装的UWB标签，所述N≥4，且N个所述UWB基站呈几何体的N个端点分布，所述几何体由N个所述UWB基站构成；定位单元根据所述UWB标签接收到的所述UWB信号对所述机器人进行定位，得到所述机器人的位置信息；中央处理器根据所述机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算所述机器人和所述充电桩之间的距离，并在所述距离小于距离阈值时，控制所述机器人触发激光导航模块，使得所述机器人根据所述激光导航模块进行上桩。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：现有技术中的上桩方式采用的是激光导航实现的，专利技术人在研究现有技术后发现，激光在进行远距离测距时容易淹没激光信号，使得机器人处于失航状态，出现上桩不成功，且激光导航存在视觉盲区，搜索充电桩的耗时较久，导致上桩耗时久，本申请中机器人自动充电上桩系统，在机器人上安装UWB标签，该UWB标签接收在空间中呈几何体的N个端点分布的N个UWB基站发送的UWB信号，同时定位单元根据UWB信号对机器人的位置进行定位，中央处理器根据机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算机器人和充电桩之间的距离，并在距离小于距离阈值时，控制机器人触发激光导航模块，使得机器人在激光导航模块的引导下实现上桩，整个上桩过程中，首先通过UWB模组和中央处理器，控制机器人运动至充电桩的预置距离处，然后才触发激光导航模块，避免出现利用激光导航进行远距离测距时上桩不成功和耗时久的现象，从而解决了机器人的上桩方式容易出现机器人失航现象且上桩耗时久的技术问题。附图说明图1为本申请实施例中一种机器人自动充电上桩系统的实施例的结构示意图；图2为本申请实施例中一种机器人自动充电上桩系统的空间位置示意图；图3为本申请实施例中时钟单元的结构示意图；图4为本申请实施例中一种上桩方法的实施例的流程示意图；其中，附图标记如下：1、中央处理器；2、UWB标签；3、定位单元；4、UWB基站；5、时钟单元；51、有源晶振；52、放大器；53、时钟缓冲器；6、主控单元。具体实施方式本申请实施例提供了一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法，解决了机器人的上桩方式容易出现机器人失航现象且上桩耗时久的技术问题。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以便于理解，下面对本申请中的一种机器人自动充电上桩系统进行详细说明，请参阅图1，图1为本申请实施例中一种机器人自动充电上桩系统的实施例一的结构示意图。本实施例中的机器人自动充电上桩系统包括：中央处理器1和UWB模组；UWB模组包括：UWB标签2、定位单元3和N个UWB基站4，N≥4，且N个UWB基站4呈几何体的N个端点分布，几何体由N个UWB基站4构成；UWB标签2安装于机器人上，且与每一UWB基站4通信连接，用于接收UWB基站4发送的UWB信号；定位单元3，用于根据UWB标签2接收到的UWB信号对机器人进行定位，得到机器人的位置信息；中央处理器1，用于根据机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算机器人和充电桩之间的距离，并在距离小于距离阈值时，控制机器人触发激光导航模块，使得机器人根据激光导航模块进行上桩。需要说明的是，N个UWB基站4呈几何体的N个端点分布，几何体由N个UWB基站构成，即将每个UWB基站在空间中看做一个点，N个UWB基站4对应N个点，这N个点在空间中构成一个几何体，一个UWB对应的点对应几何体的一个端点，如图2所示，4个UWB基站在空间中呈三棱锥的四个端点分布，可以在三棱锥对应所在的空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人自动充电上桩系统，其特征在于，包括：中央处理器和UWB模组；/n所述UWB模组包括：UWB标签、定位单元和N个UWB基站，所述N≥4，且N个所述UWB基站呈几何体的N个端点分布，所述几何体由N个所述UWB基站构成；/n所述UWB标签安装于机器人上，且与每一所述UWB基站通信连接，用于接收所述UWB基站发送的UWB信号；/n所述定位单元，用于根据所述UWB标签接收到的所述UWB信号对所述机器人进行定位，得到所述机器人的位置信息；/n所述中央处理器，用于根据所述机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算所述机器人和所述充电桩之间的距离，并在所述距离小于距离阈值时，控制所述机器人触发激光导航模块，使得所述机器人根据所述激光导航模块进行上桩。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人自动充电上桩系统，其特征在于，包括：中央处理器和UWB模组；
所述UWB模组包括：UWB标签、定位单元和N个UWB基站，所述N≥4，且N个所述UWB基站呈几何体的N个端点分布，所述几何体由N个所述UWB基站构成；
所述UWB标签安装于机器人上，且与每一所述UWB基站通信连接，用于接收所述UWB基站发送的UWB信号；
所述定位单元，用于根据所述UWB标签接收到的所述UWB信号对所述机器人进行定位，得到所述机器人的位置信息；
所述中央处理器，用于根据所述机器人的位置信息和充电桩的位置信息，计算所述机器人和所述充电桩之间的距离，并在所述距离小于距离阈值时，控制所述机器人触发激光导航模块，使得所述机器人根据所述激光导航模块进行上桩。


2.根据权利要求1所述的机器人自动充电上桩系统，其特征在于，所述UWB模组还包括：时钟单元；
所述时钟单元与N个所述UWB基站均连接，用于为N个所述UWB基站提供同步时钟信号；
所述UWB模组的主控单元，用于根据所述同步时钟信号，控制所述UWB基站发送所述UWB信号。


3.根据权利要求2所述的机器人自动充电上桩系统，其特征在于，所述时钟单元包括：有源晶振、放大器和时钟缓冲器；
所述有源晶振的输入端与所述主控单元连接，输出端与所述放大器连接；
所述时钟缓冲器的输入端与所述放大器的输出端连接，输出端与N个所述UWB基站连接。


4.根据权利要求2所述的机器人自动充电上桩系统，其特征在于，所述主控单元具体用于，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏国汉，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44