一种四足机器人的自主充电方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种四足机器人的自主充电方法和系统，方法包括：将四足机器人与充电站一一匹配对应；生成四足机器人周边环境的三维环境模型，标定充电站和四足机器人的位置；在三维环境模型中规划前往充电站的路线；通过四足机器人采集环境图像，并进行充电站识别，得到机器人与充电站的方位关系和角度误差，从而对四足机器人和充电站进行初步校对；通过激光导航传感器，探测预设在充电站上的可识别标志，对四足机器人和充电站进行精准校对；驱动四足机器人与充电站对接，使得四足机器人上的第一充电接口与充电站上的第二充电接口接触，实现充电。与现有技术相比，本发明专利技术能使四足机器人能快速、安全、准确的对接充电站。准确的对接充电站。准确的对接充电站。

【技术实现步骤摘要】
一种四足机器人的自主充电方法和系统


[0001]本专利技术涉及机器人充电
，尤其是涉及一种四足机器人的自主充电方法和系统。

技术介绍

[0002]目前自主充电实现方式主要有：激光导航、超声波探测、红测距技术、激光建模技术
[0003]激光导航进行自助充电，利用激光光束集中的特点，直线对准的准确性最高，但角度较小不适合大范围的引导，只适合近距离辅助对接校准。
[0004]超声波探测：技术较成熟，覆盖范围大，但精准度不够高，适合远距离大致方向的引导。
[0005]红外测距：一般采用红外接收结合姿态调整策略，但会导致机器人即使距离充电站较远也在不断调整姿态，无法快速确定充电站位置。
[0006]激光建模：在远距离时，机器人可快速锁定充电站位置，近距离精准校对，激光传感器存在视角盲区，可能会导致存在位置偏差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在无法快速确定充电站位置的缺陷而提供一种四足机器人的自主充电方法和系统。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]一种四足机器人的自主充电方法，包括以下步骤：
[0010]将四足机器人与充电站一一匹配对应；
[0011]扫描四足机器人的周边环境并进行建模，生成三维环境模型，在该三维环境模型中标定与该四足机器人相对应的充电站的位置，并实时对四足机器人的自身位置进行标定记录；
[0012]当四足机器人需要充电时，在所述三维环境模型中确定充电站的方向，并规划前往充电站的路线；
[0013]当四足机器人与充电站的距离小于预设的第一距离时，在规划的所述前往充电站的路线的基础上，通过四足机器人采集环境图像，并进行充电站识别，得到机器人与充电站的方位关系和角度误差，从而对四足机器人和充电站进行初步校对；
[0014]当四足机器人与充电站的距离小于预设的第二距离时，该第二距离小于所述第一距离，通过预设在四足机器人上的激光导航传感器，探测预设在充电站上的可识别标志，从而对四足机器人和充电站进行精准校对；
[0015]当四足机器人与充电站精准校对完成后，驱动四足机器人与充电站对接，使得四足机器人上的第一充电接口与充电站上的第二充电接口接触，实现充电。
[0016]进一步地，所述四足机器人根据规划的前往充电站的路线前进过程中，还通过预
先设置在四足机器人上的红外测距传感器，实时对周边环境进行检测，并结合所述三维环境模型辅助识别周边障碍物，进行自动避障。
[0017]进一步地，所述自主充电方法还包括，对所述机器人的电量进行实时监测，当机器人的电量达到预设的第一电量时，采用涓流充电的方式进行充电。
[0018]进一步地，所述四足机器人通过扫描预设在充电站上的二维码，实现与充电站的匹配对应。
[0019]进一步地，通过SLAM方法生成所述三维环境模型。
[0020]进一步地，通过预设在四足机器人上的深度摄像头，扫描四足机器人的周边环境。
[0021]进一步地，所述第一充电接口为充电接触面，所述第二充电接口为充电触点。
[0022]进一步地，通过预设在四足机器人中的可见光摄像头采集环境图像，从而进行充电站识别。
[0023]本专利技术还提供一种四足机器人的自主充电系统，包括四足机器人和充电站，所述自主充电系统的控制过程包括以下步骤：
[0024]四足机器人通过扫描预设在充电站上的二维码，实现与充电站的匹配对应；
[0025]四足机器人扫描周边环境并进行建模，生成三维环境模型，在该三维环境模型中标定与该四足机器人相对应的充电站的位置，并实时对四足机器人的自身位置进行标定记录；
[0026]当四足机器人需要充电时，四足机器人在所述三维环境模型中确定充电站的方向，并规划前往充电站的路线；
[0027]当四足机器人与充电站的距离小于预设的第一距离时，在规划的所述前往充电站的路线的基础上，四足机器人采集环境图像，并进行充电站识别，得到机器人与充电站的方位关系和角度误差，从而对四足机器人和充电站进行初步校对；
[0028]当四足机器人与充电站的距离小于预设的第二距离时，该第二距离小于所述第一距离，四足机器人通过预设的激光导航传感器，探测预设在充电站上的可识别标志，从而对四足机器人和充电站进行精准校对；
[0029]当四足机器人与充电站精准校对完成后，四足机器人与充电站对接，使得四足机器人上的第一充电接口与充电站上的第二充电接口接触，实现充电。
[0030]进一步地，充电时，所述充电站对所述机器人的电量进行实时监测，当机器人的电量达到预设的第一电量时，采用涓流充电的方式进行充电。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0032](1)本专利技术首先让四足机器人扫描充电站上的二维码，实现机器人与充电站的一一对应。此时机器人会采用深度摄像头基于SLAM对周边环境进行建模生成三维环境模型，并在建立的地图中对充电站及自身位置进行标定记录。当机器人电量不足需要回充时，机器人利用所得的建模图得到充电站的大致方向，并自主规划路线，在行进过程中，调用红外测距传感器，实时对周边环境进行检测，同时借助利用深度摄像头生成的三维环境模型辅助识别周边障碍物，实现了自动避障；综上，本专利技术能使四足机器人能快速、安全、准确的对接充电站。
[0033](2)本专利技术用深度摄像头基于SLAM对周边环境进行建模生成三维环境模型，结合红外测距技术，实现远程快速定位充电站的同时，自主规划路线规避障碍物。相比传统的远
程定位方式(超声定位)，超声容易被障碍物阻挡，当充电站与机器人之间有障碍物时，无法快速定位。
[0034](3)本专利技术采用可见光摄像头进行图像识别充电站为主，深度相机绘制的三维环境模型图为辅，实现机器人和充电站的初步校对，再利用激光导航传感器，实现近距离精准定位。近距离目前常采用红外线引导，一般红外发射角度为扇形，由于红外发射角度的变化和发射边缘信号波动的原因，致使近距离引导充电的成功率较低，需要多次尝试和校准，而红外测距根据接收到的回波相位测试距离但易受到外界干扰。
[0035](4)充电至90以上采用涓流充电，保护机器人电池。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例中提供的一种四足机器人的自主充电方法的流程示意图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0038]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四足机器人的自主充电方法，其特征在于，包括以下步骤：将四足机器人与充电站一一匹配对应；扫描四足机器人的周边环境并进行建模，生成三维环境模型，在该三维环境模型中标定与该四足机器人相对应的充电站的位置，并实时对四足机器人的自身位置进行标定记录；当四足机器人需要充电时，在所述三维环境模型中确定充电站的方向，并规划前往充电站的路线；当四足机器人与充电站的距离小于预设的第一距离时，在规划的所述前往充电站的路线的基础上，通过四足机器人采集环境图像，并进行充电站识别，得到机器人与充电站的方位关系和角度误差，从而对四足机器人和充电站进行初步校对；当四足机器人与充电站的距离小于预设的第二距离时，该第二距离小于所述第一距离，通过预设在四足机器人上的激光导航传感器，探测预设在充电站上的可识别标志，从而对四足机器人和充电站进行精准校对；当四足机器人与充电站精准校对完成后，驱动四足机器人与充电站对接，使得四足机器人上的第一充电接口与充电站上的第二充电接口接触，实现充电。2.根据权利要求1所述的一种四足机器人的自主充电方法，其特征在于，所述四足机器人根据规划的前往充电站的路线前进过程中，还通过预先设置在四足机器人上的红外测距传感器，实时对周边环境进行检测，并结合所述三维环境模型辅助识别周边障碍物，进行自动避障。3.根据权利要求1所述的一种四足机器人的自主充电方法，其特征在于，所述自主充电方法还包括，对所述机器人的电量进行实时监测，当机器人的电量达到预设的第一电量时，采用涓流充电的方式进行充电。4.根据权利要求1所述的一种四足机器人的自主充电方法，其特征在于，所述四足机器人通过扫描预设在充电站上的二维码，实现与充电站的匹配对应。5.根据权利要求1所述的一种四足机器人的自主充电方法，其特征在于，通过SLAM方法生成所述三维环境模型。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓娟，吴辰斌，周韫捷，袁奇，王承，原佳亮，王骁迪，陈艳玲，许强，李凌，宋喆，李志强，须奕清，
申请(专利权)人：硕能上海自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：