一种智能巡检机器人的自动充电控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种智能巡检机器人的自动充电控制方法，涉及自动充电技术领域，解决现有技术中成本高、对接精度控制差，工作效率低、适应性差的问题；本发明专利技术实施例机器人自动导航行走至待充电点，机器人通过激光雷达传感器的激光信号与两个反光装置的反射，判断出充电桩的位置，机器人朝向充电桩行走至更靠近充电桩处，机器人的红外线接收装置接收到充电桩的红外线发送装置的红外线信号；机器人的第二充电部对准充电桩的第一充电部，并继续朝着充电桩前进，第二充电部与第一充电部对准并开始充电；本发明专利技术实施例实现了降低成本、自动对准效率和成功率高的效果。对准效率和成功率高的效果。对准效率和成功率高的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种智能巡检机器人的自动充电控制方法


[0001]本申请涉及自动充电
，尤其涉及一种智能巡检机器人的自动充电控制方法。

技术介绍

[0002]现在，服务机器人越来越多进入我们的生活，大量的服务机器人如清洁机器人、负责家庭安全的保安机器人已经开始进入实用。
[0003]提高这些服务机器人的工作效率，减少人对机器的干预和维护，提高产品的可靠性以及降低产品的成本，是该产品能否大批量进入实用的关键。这种移动机器人动力来源一般都是充电电池，如何使机器人能够自动充电是我们必须面对的问题。关于机器人进行自动充电，国内外不同的厂家提供了很多的解决方案，如美国ROOMBA产品、伊莱克斯的三叶虫；归结他们的方案，主要原理是：ROOMBA利用充电座发射两束引导光以及自身的360度接收装置来完成充电引导，伊莱克斯的三叶虫和国内厂家利用贴墙回归加上充电座发射信号(电磁或红外线)引导完成充电。
[0004]但是，这些现有技术有一个共同的缺点是成本高、对接精度控制差，工作效率低、适应性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例通过提供一种智能巡检机器人的自动充电控制方法，解决了现有技术中成本高、对接精度控制差，工作效率低、适应性差的问题，实现了降低成本、自动对准效率和成功率高的效果。
[0006]本专利技术实施例提供了一种智能巡检机器人的自动充电控制方法，包括：
[0007]在充电桩的同一面设置有第一充电部和红外线发送装置，所述第一充电部中点和所述红外线发送装置中点的连线垂直于所述第一充电部，且垂直于所述红外线发送装置；
[0008]在所述充电桩上布置有两条反光装置，两个所述反光装置与所述第一充电部位于同一面的同一水平面；
[0009]在机器人的同一面安装有红外线接收装置和第二充电部，所述红外线接收装置中点和所述第二充电部中点的连线垂直于所述红外线接收装置，且垂直于所述第二充电部；所述红外线接收装置和所述第二充电部分别对应于所述第一充电部和所述红外线发送装置；在所述机器人的一面安装有激光雷达传感器；
[0010]所述机器人自动导航行走至待充电点；
[0011]所述机器人通过所述激光雷达传感器的激光信号与两个所述反光装置的反射，判断出所述充电桩的位置；
[0012]所述机器人朝向所述充电桩行走至更靠近所述充电桩处，所述机器人的所述红外线接收装置接收到所述充电桩的红外线发送装置的红外线信号；
[0013]所述机器人的第二充电部对准所述充电桩的第一充电部，并继续朝着所述充电桩
前进，所述第二充电部与所述第一充电部对准并开始充电。
[0014]在一种可能的实现方式中，当所述激光雷达传感器和所述红外线接收装置分别设置在所述机器人的两个相反面时，所述机器人的所述红外线接收装置接收到所述红外线发送装置的红外线信号，所述机器人首先进行180度的旋转，然后靠近所述充电桩，使得所述第二充电部与所述第一充电部对准并开始充电；
[0015]当所述激光雷达传感器和所述红外线接收装置设置在所述机器人的同一面时，所述机器人从所述待充电点行走至至所述红外线接收装置接收到所述红外线发送装置的红外线信号时，所述机器人继续向前行走，所述机器人靠近所述充电桩，使得所述第二充电部与所述第一充电部对准并开始充电。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述激光雷达传感器和所述红外线接收装置分别设置在所述机器人的两个相反面；所述机器人行走至所述待充电点后，所述机器人接收两个所述反光装置反射的增强信号，并开始两个阶段的调整；
[0017]第一阶段，确认第二直线，所述第二直线经过所述第一充电部的中点并垂直于所述充电桩的表面，所述第一充电部的中垂面与所述充电桩垂直，且所述第二直线位于所述中垂面上；所述机器人调整自身在靠近所述中垂面处朝着所述充电桩前进，并行驶至更靠近所述充电桩处；
[0018]第二阶段，所述机器人进行180度转向调整，调整后以所述红外线接收装置接收到所述红外线发送装置的信号为导向继续后退，至所述第二充电部与所述第一充电部接触。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述激光雷达传感器包括激光雷达坐标系；所述机器人的所述激光雷达传感器接收两个所述反光装置的激光发射信号，并拟合确定出所述充电桩所在的第一直线，所述第一直线经过所述第一充电部和两个所述反光装置的中点；
[0020]根据所述第一直线和所述第一充电部中心确定出第二直线，所述第二直线经过所述第一充电部的中心并与所述第一直线垂直；
[0021]并经过所述激光雷达坐标系的原点确定一条与所述第二直线垂直的第三直线，计算出所述激光雷达坐标系的原点到所述第二直线所在的垂面的距离；
[0022]经过所述激光雷达坐标系的原点确定出与所述第二直线平行的第四直线，根据所述第四直线与所述激光雷达坐标系正方向X轴的第一夹角,计算出所述激光雷达坐标系正方向Y轴与所述第四直线的第二夹角。
[0023]在一种可能的实现方式中，所述机器人检测到所述激光雷达坐标系的原点到所述第二直线所在的中垂面的距离小于设置的第一阈值时，则所述机器人正沿着所述中垂面向所述充电桩行驶，此时根据所述第二夹角的大小调整所述机器人姿态，若所述第二夹角大于0，则所述机器人向左调整姿态；若所述第二夹角小于0，则所述机器人向右调整姿态。
[0024]在一种可能的实现方式中，若所述激光雷达坐标系的原点到所述第二直线所在的中垂面的距离大于所述第一阈值时，所述机器人检测到自身处于所述第二直线所在的中垂面左侧，且所述第二夹角小于设置的第二阈值，则所述机器人向右调整自身姿态，直至所述第二夹角大于所述第二阈值，若所述第二夹角大所述第二阈值，则所述机器人保持姿态向前行驶；
[0025]若所述机器人检测到自身处于所述第二直线所在的中垂面右侧，且所述第二夹角大于所述第二阈值，则所述机器人向左调整自身姿态，直至所述第二夹角小于所述第二阈
值；若所述第二夹角小于所述第二阈值，则所述机器人保持姿态向前行驶。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述机器人行驶至到所述充电桩的距离小于设置的第三阈值时，则所述机器人进行180度旋转，使所述所述红外线接收装置正对所述充电桩，所述机器人旋转的过程中，若所述机器人的所述红外线接收装置接收到红外光信号，则所述机器人保持当前的左右位置姿态继续向后退，直至所述第二充电部与所述第一充电部接触。
[0027]在一种可能的实现方式中，若所述机器人旋转180度后未接收到红外信号，则所述机器人原地左右运动并旋转以查找所述红外光信号，直至接收到所述红外光信号，则所述机器人保持当前的左右位置姿态继续向后退，直至所述第二充电部与第一充电部接触；若所述机器人在规定的时间内仍然未接收到红外光信号，则直接报警。
[0028]在一种可能的实现方式中，若所述机器人与所述充电桩已经对准，且所述第二充电部与所述第一充电部已经接触，但所述机器人在设定的时间内未检测到充电电压和充电电流，则所述机器人离开所述充电桩并重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能巡检机器人的自动充电控制方法，其特征在于，包括：在充电桩(2)的同一面设置有第一充电部(21)和红外线发送装置(22)，所述第一充电部(21)中点和所述红外线发送装置(22)中点的连线垂直于所述第一充电部(21)，且垂直于所述红外线发送装置(22)；在所述充电桩(2)上布置有两条反光装置(23)，两个所述反光装置(23)与所述第一充电部(21)位于同一面的同一水平面；在机器人(1)的同一面安装有红外线接收装置(13)和第二充电部(12)，所述红外线接收装置(13)中点和所述第二充电部(12)中点的连线垂直于所述红外线接收装置(13)，且垂直于所述第二充电部(12)；所述红外线接收装置(13)和所述第二充电部(12)分别对应于所述第一充电部(21)和所述红外线发送装置(22)；在所述机器人(1)的一面还安装有激光雷达传感器(11)；所述机器人(1)自动导航行走至待充电点；所述机器人(1)通过所述激光雷达传感器(11)的激光信号与两个所述反光装置(23)的反射，判断出所述充电桩(2)的位置；所述机器人(1)朝向所述充电桩(2)行走至更靠近所述充电桩(2)处，所述机器人(1)的所述红外线接收装置(13)接收到所述充电桩(2)的红外线发送装置(22)的红外线信号；所述机器人(1)的第二充电部(12)对准所述充电桩(2)的第一充电部(21)，并继续朝着所述充电桩(2)前进，所述第二充电部(12)与所述第一充电部(21)对准并开始充电。2.根据权利要求1所述的智能巡检机器人的自动充电控制方法，其特征在于，当所述激光雷达传感器(11)和所述红外线接收装置(13)分别设置在所述机器人(1)的两个相反面时，所述机器人(1)的所述红外线接收装置(13)接收到所述红外线发送装置(22)的红外线信号，所述机器人(1)首先进行180度的旋转，然后靠近所述充电桩(2)，使得所述第二充电部(12)与所述第一充电部(21)对准并开始充电；当所述激光雷达传感器(11)和所述红外线接收装置(13)设置在所述机器人(1)的同一面时，所述机器人(1)从所述待充电点行走至至所述红外线接收装置(13)接收到所述红外线发送装置(22)的红外线信号时，所述机器人(1)继续向前行走，所述机器人(1)靠近所述充电桩(2)，使得所述第二充电部(12)与所述第一充电部(21)对准并开始充电。3.根据权利要求2所述的智能巡检机器人的自动充电控制方法，其特征在于，所述激光雷达传感器(11)和所述红外线接收装置(13)分别设置在所述机器人(1)的两个相反面；所述机器人(1)行走至所述待充电点后，所述机器人(1)接收两个所述反光装置(23)反射的增强信号，并开始两个阶段的调整；第一阶段，确认第二直线(4)，所述第二直线(4)经过所述第一充电部(21)的中点并垂直于所述充电桩(2)的表面，所述第一充电部(21)的中垂面与所述充电桩(2)垂直，且所述第二直线(4)位于所述中垂面上；所述机器人(1)调整自身在靠近所述中垂面处朝着所述充电桩(2)前进，并行驶至更靠近所述充电桩(2)处；第二阶段，所述机器人(1)进行180度转向调整，调整后以所述红外线接收装置(13)接收到所述红外线发送装置(22)的信号为导向继续后退，至所述第二充电部(12)与所述第一充电部(21)接触。4.根据权利要求2所述的智能巡检机器人的自动充电控制方法，其特征在于，所述激光
雷达传感器(11)包括激光雷达坐标系；所述机器人(1)的所述激光雷达传感器(11)接收两个所述反光装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，赵伟强，刘宏涛，姚永鑫，
申请(专利权)人：中电科星河北斗技术西安有限公司，
类型：发明
国别省市：