机器人充电方法、装置、机器人及机器人系统制造方法及图纸

本申请公开了一种机器人充电方法、装置、机器人及机器人系统，在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据，并将传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，该预设数量不小于2，得到目标特征匹配结果，若目标特征匹配结果中表明相匹配的特征数量等于1，则基于采集的传感器数据确定充电桩的初步位置，控制机器人向初步位置移动，移动过程或移动到初步位置后重复上述数据采集、特征匹配的步骤。若相匹配的特征数量不小于2，则基于采集的传感器数据确定充电桩的最终位置，控制机器人向最终位置移动，以实现进桩充电。本申请方案既兼顾了搜寻效率又兼顾了充电桩的识别准确率。顾了充电桩的识别准确率。顾了充电桩的识别准确率。

【技术实现步骤摘要】
机器人充电方法、装置、机器人及机器人系统


[0001]本申请涉及智能机器人
，更具体的说，是涉及一种机器人充电方法、装置、机器人及机器人系统。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，越来越多的智能机器人应用于人们的工作、生活中。示例如，智能扫地机器人、搬运机器人、陪伴机器人等。
[0003]这些智能机器人可以实现既定的操作，如自主移动、清洁、搬运、照明等，给用户带来了极大的便利。一般性的，智能机器人都会内置电源模块，从而可以实现脱离充电装置开展工作，但是由于本体尺寸的限制，内置的电源模块供电能力有限，所以在电源模块的电量耗尽之前，需要机器人精准的回到充电桩实现自主充电，从而彻底解放用户的双手。
[0004]现有技术中一般在充电桩表面设置特征标识，如反光条等。智能机器人移动时感知周围环境数据，当检测到感知的环境数据与特征标识匹配时，即认定发现了充电桩，进而朝充电桩移动进行充电。但是智能机器人所处的作业环境可能复杂多变，环境中经常会出现与充电桩表面设置的特征标识类似的物品，从而导致智能机器人误判充电桩位置。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种机器人充电方法、装置、机器人及机器人系统，以实现在兼顾搜寻充电桩的效率的同时，提升充电桩位置的检查准确度。具体方案如下：第一方面，提供了一种机器人充电方法，包括：在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据；将所述传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，得到目标特征匹配结果，所述预设数量不小于2；若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量等于1，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的初步位置，控制所述机器人向所述初步位置移动，并返回执行获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据的步骤；若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量不小于2，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的最终位置，并控制所述机器人向所述最终位置移动，以实现进桩充电。
[0006]第二方面，提供了一种机器人充电装置，包括：传感器数据获取单元，用于在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据；特征匹配单元，用于将所述传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，得到目标特征匹配结果，所述预设数量不小于2；
初步位置确定单元，用于若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量等于1，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的初步位置，控制所述机器人向所述初步位置移动，并返回执行所述传感器数据获取单元获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据的步骤；最终位置确定单元，用于若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量不小于2，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的最终位置，并控制所述机器人向所述最终位置移动，以实现进桩充电。
[0007]第三方面，提供了一种机器人，包括：机器人本体，设置于机器人本体上的电源模块、摄像头、激光雷达、存储器和处理器；所述存储器，用于存储程序；所述处理器，用于执行所述程序，实现如上所述的机器人充电方法的各个步骤。
[0008]第四方面，提供了一种机器人系统，包括上述机器人及充电桩；所述充电桩包括充电槽，所述充电槽内设置有供电接口，用于与机器人上的充电接口配合实现对机器人充电；所述充电槽内部设置有至少两种逆反射系数不同的材料。
[0009]借由上述技术方案，本申请方案在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据，并将传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，得到目标特征匹配结果，该预设数量不小于2，也即，本申请设计了至少2种充电桩特征。若目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量等于1，则可以基于采集的传感器数据确定充电桩的初步位置，也即确定充电桩的大概位置，作为搜寻充电桩的路径规划引导，在此基础上控制机器人向初步位置移动，并在移动过程中或移动到初步位置后重复执行上述传感器数据采集、充电桩特征匹配的步骤，从而保证了寻桩的效率。若目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量不小于2，则可以基于采集的传感器数据确定充电桩的最终位置，控制机器人向最终位置移动，以实现进桩充电。显然，本申请通过2个以上的充电桩特征比对来核实充电桩的身份，确定充电桩的最终位置，保证了充电桩的识别准确率，避免了误判。
[0010]综上可知，本申请设计了2种以上的充电桩特征，通过特征匹配，若存在1个特征是匹配的，则确定充电桩的初步位置作为搜索充电桩的路径规划引导，在机器人到达初步位置的过程中或到达初步位置后不断再去匹配更多的充电桩特征来提升充电桩识别的置信度，在确定有2个以上的特征匹配时，可以确定充电桩的最终位置，如此既兼顾了搜寻效率又兼顾了充电桩的识别准确率。
附图说明
[0011]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请实施例提供的机器人充电方法的一流程示意图；图2示例了两种逆反射系数不同的材料的布局方式示意图；图3为本申请实施例提供的机器人充电方法的另一流程示意图；图4为本申请实施例提供的一种机器人充电装置结构示意图；
图5为本申请实施例提供的机器人的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0012]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。
[0013]本申请提供了一种机器人充电方法，可以适用于各种类型的借助充电桩进行充电的智能机器人，如清洁机器人、搬运机器人、导购机器人等。机器人的本体上设置有电源模块，用于支持机器人自主移动、工作。本体上还可以设置摄像头和激光雷达，用于采集周围环境的传感器数据，如通过摄像头采集环境图像数据，通过激光雷达采集点云数据、反射光强度数据等。机器人从充电桩中移动出后进行既定的工作，如清洁、搬运、讲解、照明等。当机器人收到充电信号后需要返回充电桩进行自动充电，如何保证机器人能够快速、准确的识别到充电桩进而实现进桩充电，关乎到机器人的使用便利性。
[0014]本申请提供了一种机器人充电方法，用于实现离桩的机器人自主寻找、识别充电桩，并返回充电桩进行自主充电。本申请的方法可以基于机器人实现，也可以在其它控制端（如服务器、云端等）的控制下，或在其它控制端和机器人的配合下共同实现。
[0015]接下来，结合图1所述，本申请的机器人充电方法可以包括如下步骤：步骤S100、在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据。
[0016]具体地，可以在收到充电信号后判定机器人需要充电。这里的充电信号可以是来自于用户的指令，也可以是在机器人的充电模块电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人充电方法，其特征在于，包括：在检测到机器人需要充电后，获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据；将所述传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，得到目标特征匹配结果，所述预设数量不小于2；若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量等于1，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的初步位置，控制所述机器人向所述初步位置移动，并返回执行获取机器人通过摄像头和激光雷达所采集的传感器数据的步骤；若所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量不小于2，则基于所述传感器数据确定所述充电桩的最终位置，并控制所述机器人向所述最终位置移动，以实现进桩充电。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设数量的充电桩特征包括充电桩的外观特征和充电桩的充电槽内部特征两种类型特征；将所述传感器数据与预设数量的充电桩特征进行匹配，得到目标特征匹配结果的过程，包括：将所述摄像头采集的传感器数据与所述充电桩的外观特征进行匹配，得到第一特征匹配结果；将所述激光雷达采集的传感器数据与所述充电槽内部特征进行匹配，得到第二特征匹配结果，由所述第一特征匹配结果和所述第二特征匹配结果组成所述目标特征匹配结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述充电槽内部特征包括充电槽内部结构特征和充电槽内部材质特征；将所述激光雷达采集的传感器数据与所述充电槽内部特征进行匹配，得到第二特征匹配结果，包括：将所述激光雷达采集的点云数据与所述充电槽内部结构特征进行匹配，得到内部结构特征匹配结果；和/或，将所述激光雷达采集的物体反射光强度数据与所述充电槽内部材质特征进行匹配，得到内部材质特征匹配结果；由所述内部结构特征匹配结果，和/或所述内部材质特征匹配结果作为所述第二特征匹配结果。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述目标特征匹配结果中，表明相匹配的特征数量等于1后，在确定所述充电桩的初步位置之前，该方法还包括：若确定所述相匹配的特征为与所述充电桩的外观特征相匹配，则执行确定所述充电桩的最终位置的步骤，否则，执行确定所述充电桩的初步位置的步骤。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述摄像头采集的传感器数据与所述充电桩的外观特征进行匹配，包括：采用图像识别算法，计算所述摄像头采集的环境图像数据与所述充电桩的外观特征间的匹配度；若所述匹配度超过设定匹配度阈值，则确认充电桩的外观特征相匹配，否则，确认充电
桩的外观特征不相匹配。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充电桩的充电槽内部设置有至少两种逆反射系数不同的材料；所述将所述激光雷达采集的物体反射光强度数据与所述充电槽内部材质特征进行匹配，得到内部材质特征匹配结果，包括：将所述激光雷达采集的物体反射光强度数据与所述至少两种逆反射系数不同的材料的材质特征进行匹配，得到内部材质匹配结果。7.根据权利要求1
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6任...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，杨瑶，顾涵琦，
申请(专利权)人：科大讯飞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：