一种充电桩、机器人充电方法与装置以及机器人系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种充电桩、机器人充电方法与装置以及机器人系统，通过在充电桩本体上设置充电结构，可以使机器人实现充电。并且，通过在充电桩本体上设置识别结构，由于识别结构可以包括：至少两个凹陷结构，并且各凹陷结构排列于同一直线上，可以根据凹陷结构确定充电桩的位置，以使机器人运行至充电桩并进行充电。

A charging pile, robot charging method, device and robot system

【技术实现步骤摘要】
一种充电桩、机器人充电方法与装置以及机器人系统
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种充电桩、机器人充电方法与装置以及机器人系统。
技术介绍
机器人技术飞速发展，使得机器人在实际问题中得到了越来越广泛的应用。目前，机器人可以在有障碍物的环境中面向目标进行自主运动，从而完成一定作业功能。在机器人低电量时，需要自动回到充电桩处进行充电。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种充电桩、机器人充电方法与装置以及机器人系统，用以实现机器人充电。本专利技术实施例提供了一种充电桩，包括：充电桩本体，以及设置于所述充电桩本体上的充电结构；还包括：设置于所述充电桩本体上的识别结构；所述识别结构包括：至少两个凹陷结构；并且各所述凹陷结构排列于同一直线上。可选地，在本专利技术实施例中，所述凹陷结构为形状相同的正多面体。可选地，在本专利技术实施例中，所述凹陷结构为正方体。本专利技术实施例还提供了一种基于上述充电桩的机器人充电方法，包括：生成充电指令，并将所述充电指令发送给所述机器人；所述机器人在接受到所述充电指令后，采用所述机器人上组装的激光雷达对所述机器人的周围环境进行多次扫描，以获取所述多次扫描对应的所述周围环境的物体信息；其中，所述物体信息包括：扫描得到的周围环境中的每个物体的实际角度和所述物体与所述激光雷达之间的实际距离；根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述充电桩相对所述机器人的位置信息；根据所述充电桩的位置信息，控制所述机器人运行至所述充电桩进行充电。可选地，在本专利技术实施例中，所述根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述充电桩相对所述机器人的位置信息，具体包括：根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定每一次扫描对应的所述充电桩上的识别结构对应的初始区域；根据确定出的每一次扫描对应的所述充电桩的上的识别结构对应的初始区域，确定所述充电桩上的识别结构对应的目标区域；根据所述确定出的所述目标区域，确定所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置；将所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置，转换到所述机器人的直角坐标系中，确定所述充电桩与所述机器人之间的目标距离和目标角度信息；其中，所述充电桩相对所述机器人的位置信息包括：所述目标距离和所述目标角度信息；所述根据所述充电桩的位置信息，控制所述机器人运行至所述充电桩进行充电，具体包括：根据所述目标距离和所述目标角度信息，确定所述机器人至所述充电桩的运行轨迹；根据所述运行轨迹，控制所述机器人运行至所述充电桩并进行充电。可选地，在本专利技术实施例中，所述根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定每一次扫描对应的所述充电桩上的识别结构对应的初始区域，包括：针对所述多次扫描中的第k次扫描，根据所述第k次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述第k次扫描中所述激光雷达扫描得到的所有的有效数据点，并将所有的所述有效数据点划分为多个不同的子区域；其中，k为正整数；针对每一个子区域，判断所述子区域中的有效数据点的数量是否不小于数据点阈值；若是，则判断所述子区域中的至少一个有效数据点对应的实际距离是否不大于实际距离阈值；若是，则确定所述子区域中第一个有效数据点至最后一个有效数据点之间的整体长度；判断所述整体长度是否满足长度阈值范围；若是，则根据预设规则将所述子区域中的有效数据点划分成多条线段；判断所述子区域对应的线段的数量是否不小于线段数量阈值；若是，则采用霍夫曼直线检测方法，确定所述子区域中的线段是否满足直线特征；若是，则确定所述子区域中相邻两条线段之间的线段间距；判断所述线段间距是否不大于线段间距阈值；若是，则确定所述子区域中每个所述线段的线段长度；确定所述子区域中任意两个线段长度之间的线段长度比值；判断所述子区域中的各所述线段长度比值是否满足线段长度比值阈值范围；若是，则确定所述子区域为所述识别结构对应的初始区域。可选地，在本专利技术实施例中，所述根据确定出的每一次扫描对应的所述充电桩的上的识别结构对应的初始区域，确定所述充电桩上的识别结构对应的目标区域，具体包括：选取每一次扫描对应的初始区域中第一线段对应的检测角度和第二线段的对应的第二检测角度；其中，所述初始区域中包括有效数据点的数量最多的线段为所述第一线段，所述初始区域中包括有效数据点的数量次多的线段为所述第二线段；确定同一所述初始区域中，所述第一线段对应的检测角度和所述第二线段对应的检测角度之间的检测角度差值；确定每一次所述扫描对应的所有检测角度差值中的最小值；将所述最小值对应的初始区域确定为对应所述充电桩上的识别结构的检测区域，并将所述检测区域确定为目标区域。可选地，在本专利技术实施例中，所述根据确定出的所述目标区域，确定所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置，具体包括：将所有所述目标区域对应的检测角度差值中大于分组阈值的检测角度差值划分为第一数组，将所有所述目标区域对应的检测角度差值中小于分组阈值的检测角度差值划分为第二数组；判断所述第一数组中的检测角度差值的数量是否大于所述第二数组中的检测角度差值的数量；若是，则选取所述第一数组对应的检测角度差值所对应的目标区域，并根据选取的所述目标区域，确定所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置；若否，则选取所述第二数组对应的检测角度差值所对应的目标区域，并根据选取的所述目标区域，确定所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置。可选地，在本专利技术实施例中，所述将所有的所述有效数据点划分为多个不同的子区域，具体包括：根据所述第k次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述激光雷达扫描得到的所有的有效数据点；k为正整数；确定所述激光雷达在雷达分辨率下的数据点的最小间距，以及确定第i个有效数据点对应的实际距离与第i+1个有效数据点对应的实际距离之间实际距离差值；其中，所述第i个有效数据点和所述第i+1个有效数据点相邻；i为正整数；在所述实际距离差值与所述最小间距的比值大于分割阈值时，将第i+1个有效数据点确定为区域分割点；将第m个区域分割点至与第m+1个区域分割点相邻的有效数据点之间的所有有效数据点，划分为一个子区域；其中，m为正整数。可选地，在本专利技术实施例中，所述生成充电指令，具体包括：在检测到所述机器人的电池的电量小于电量阈值时，生成所述充电指令；或者，在检测到所述机器人完成至少一个任务时，生成所述充电指令；或者，用户直接发出命令，以生成所述充电指令。本专利技术实施例还提供了一种基于上述充电桩的机器人充电装置，所述机器人充电装置用于生成充电指令，并将所述充电指令发送给所述机器人；所述机器人在接受到所述充电指令后，采用所述机器人上组装的激光雷达对所述机器人的周围环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电桩，包括：充电桩本体，以及设置于所述充电桩本体上的充电结构；其特征在于，还包括：设置于所述充电桩本体上的识别结构；/n所述识别结构包括：至少两个凹陷结构；并且各所述凹陷结构排列于同一直线上。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电桩，包括：充电桩本体，以及设置于所述充电桩本体上的充电结构；其特征在于，还包括：设置于所述充电桩本体上的识别结构；
所述识别结构包括：至少两个凹陷结构；并且各所述凹陷结构排列于同一直线上。


2.如权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述凹陷结构为形状相同的正多面体。


3.如权利要求2所述的充电桩，其特征在于，所述凹陷结构为正方体。


4.一种基于如权利要求1-3任一项所述的充电桩的机器人充电方法，其特征在于，包括：
生成充电指令，并将所述充电指令发送给所述机器人；
所述机器人在接受到所述充电指令后，采用所述机器人上组装的激光雷达对所述机器人的周围环境进行多次扫描，以获取所述多次扫描对应的所述周围环境的物体信息；其中，所述物体信息包括：扫描得到的周围环境中的每个物体的实际角度和所述物体与所述激光雷达之间的实际距离；
根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述充电桩相对所述机器人的位置信息；
根据所述充电桩的位置信息，控制所述机器人运行至所述充电桩进行充电。


5.如权利要求4所述的机器人充电方法，其特征在于，所述根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述充电桩相对所述机器人的位置信息，具体包括：
根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定每一次扫描对应的所述充电桩上的识别结构对应的初始区域；
根据确定出的每一次扫描对应的所述充电桩的上的识别结构对应的初始区域，确定所述充电桩上的识别结构对应的目标区域；
根据所述确定出的所述目标区域，确定所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置；
将所述充电桩在所述激光雷达的直角坐标系中的位置，转换到所述机器人的直角坐标系中，确定所述充电桩与所述机器人之间的目标距离和目标角度信息；其中，所述充电桩相对所述机器人的位置信息包括：所述目标距离和所述目标角度信息；
所述根据所述充电桩的位置信息，控制所述机器人运行至所述充电桩进行充电，具体包括：
根据所述目标距离和所述目标角度信息，确定所述机器人至所述充电桩的运行轨迹；
根据所述运行轨迹，控制所述机器人运行至所述充电桩并进行充电。


6.如权利要求5所述的机器人充电方法，其特征在于，所述根据获取到的多次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定每一次扫描对应的所述充电桩上的识别结构对应的初始区域，包括：
针对所述多次扫描中的第k次扫描，根据所述第k次扫描对应的所述周围环境的物体信息，确定所述第k次扫描中所述激光雷达扫描得到的所有的有效数据点，并将所有的所述有效数据点划分为多个不同的子区域；其中，k为正整数；
针对每一个子区域，判断所述子区域中的有效数据点的数量是否不小于数据点阈值；
若是，则判断所述子区域中的至少一个有效数据点对应的实际距离是否不大于实际距离阈值；
若是，则确定所述子区域中第一个有效数据点至最后一个有效数据点之间的整体长度；
判断所述整体长度是否满足长度阈值范围；
若是，则根据预设规则将所述子区域中的有效数据点划分成多条线段；
判断所述子区域对应的线段的数量是否不小于线段数量阈值；
若是，则采用霍夫曼直线检测方法，确定所述子区域中的线段是否满足直线特征；
若是，则确定所述子区域中相邻两条线段之间的线段间距；
判断所述线段间距是否不大于线段间距阈值；
若是，则确定所述子区域中每个所述线段的线段长度；
确定所述子区域中任意两个线段长度之间的线段长度比值；
判断所述子区域中的各所述线段长度比值是否满足线段长度比值阈值范围；
若是，则确...

【专利技术属性】
技术研发人员：关永强，彭浩，张弥，
申请(专利权)人：浙江欣奕华智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33