CN107577236A - 机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质，所述方法包括：采集通过装设于机器人上的激光器照射贴有反光物的充电桩形成的光强信息；根据采集的所述光强信息形成光强图像；确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像；根据所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条；以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处。本发明具有“精确定位、精确回归、快速回归、精确对接”自动充电的技术效果，有效解决了现有技术中机器人自动归位充电中定位不准的问题。

Description

机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质

技术领域

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质。

背景技术

随着现有技术的迅速发展，机器人开始走进老百姓的生活中，机器人的使用领域较为广泛，以服务行业为例，机器人可从事餐饮、维护保养、修理、运输、清洗、救援或监护等工作，能完成有益于人类健康的服务工作，给人民的生活带来的极大的便利。

人工智能机器人的运行的动力提供主要靠电力，但新一代的人工智能机器人完全靠“自主大脑控制”，非人工遥控机器人，当机器人在运行过程中电量即将使用完毕时，如何让机器人靠“自我意识”准确的定位充电桩的位置，并且快速“精确”的回归到充电桩跟前与充电桩“吻接”进行充电是一个亟待解决的技术问题，现在市面上的机器人充电归为系统和方法虽然能够实现机器人自主充电，但是在“精确定位、精确回归、快速回归、精确对接”方面都有待大幅度提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质，用于解决现有技术中机器人自动归位充电中定位不准的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机器人自动归位充电方法，所述机器人自动归位充电方法包括：采集通过装设于机器人上的激光器照射贴有反光物的充电桩形成的光强信息；根据采集的所述光强信息形成光强图像；确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像；根据所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条；以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处。

于本发明的一实施例中，所述反光物至少为两张，以相隔一定间距并成一排贴设于所述充电桩垂直于地面的表面。

于本发明的一实施例中，所述确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像具体包括：识别光强值大于预设值的像素点；确定由多个光强值大于预设值的像素点形成的条形光强图像；若有连续至少两条等间距的条形光强图像，则确定该至少两条所述条形光强图像来自同一个所述充电桩上的所述反光物的反射光。

于本发明的一实施例中，所述确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条具体包括：确定所述连续至少两条等间距的条形光强图像相交区域的像素点；确定所述相交区域像素点中光强强度跳变点像素；由各所述光强强度跳变点像素形成的线条即为所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条。

于本发明的一实施例中，所述以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处具体包括：以所述线条的中点作为定位目标点控制所述机器人相对所述充电桩的距离和方位；在所述机器人相对所述充电桩达到第一预设距离时，将所述机器人调整为正面与所述充电桩中垂线垂直的方位；控制所述机器人按调整的所述方位方向靠近所述充电桩；当所述机器人位于所述充电桩的中心对准时，使所述机器人旋转90°面向所述充电桩并继续靠近所述充电桩；若所述机器人的充电插口位于所述机器人的正面，则所述机器人行驶到充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止；若所述机器人的充电插口位于所述机器人的背面或侧面，则所述机器人行驶到与所述充电桩相距第二预设距离时，控制所述机器人旋转相应角度并行驶到与所述充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止。

于本发明的一实施例中，所述第一预设距离为0.6米到0.8米；所述第二预设距离为8cm～10cm。

于本发明的一实施例中，所述激光器装设于所述机器人的下部中心位置。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的机器人自动归位充电方法。

本发明的实施例还提供一种机器人，包括处理器、存储器和激光器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令实现如上所述的机器人自动归位充电方法。

本发明的实施例还提供一种机器人系统，包括如上所述的机器人和对所述机器人进行充电且贴有反光物的充电桩。

如上所述，本发明的机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质，具有以下有益效果：

1、本发明中的机器人在运行过程中电量即将使用完毕时，能够靠“自我意识”准确的定位充电桩的位置，并且快速“精确”的回归到充电桩跟前与充电桩“吻接”进行充电，具有“精确定位、精确回归、快速回归、精确对接”自动充电的技术效果，有效解决了现有技术中机器人自动归位充电中定位不准的问题。

2、本发明的机器人自动归位充电方法使得机器人更加智能化，能更好的为用户服务，提高用户体验。

附图说明

图1显示为本发明的机器人自动归位充电方法于一实施例中的流程示意图。

图2显示为本发明的机器人自动归位充电方法中确定充电桩上反光物于光强图像中呈现的图像的流程示意图。

图3显示为本发明的机器人自动归位充电方法中反光物于光强图像中呈现的图像示意图。

图4显示为本发明的机器人自动归位充电方法中确定充电桩于光强图像中呈现的对应线条的流程示意图。

图5显示为本发明的机器人自动归位充电方法中充电桩于光强图像中呈现的对应线条的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图5，需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例的目的在于提供一种机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质，用于解决现有技术中机器人自动归位充电中定位不准的问题。以下将详细阐述本发明的机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质。

本实施例中，当机器人在运行过程中电量即将使用完毕时，机器人可以靠“自我意识”准确的定位充电桩的位置，并且快速“精确”的回归到充电桩跟前与充电桩“吻接”进行充电。以下对本实施例的机器人自动归位充电方法、机器人、系统以及存储介质进行具体说明。

本实施例提供一种机器人自动归位充电方法，如图1所示，所述机器人自动归位充电方法包括以下步骤：

步骤S110，采集通过装设于机器人上的激光器照射贴有反光物的充电桩形成的光强信息；

步骤S120，根据采集的所述光强信息形成光强图像；

步骤S130，确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像；

步骤S140，根据所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条；

步骤S150，以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处。

以下对本实施例的机器人自动归位充电方法中的上述步骤进行详细说明。

步骤S110，采集通过装设于机器人上的激光器照射贴有反光物的充电桩形成的光强信息。

于本实施例中，将高反光物贴在充电桩平面上，激光器装设于所述机器人的下部中心位置。利用激光器可以采集光强信息，激光器照射贴有反光物的充电桩，然后激光器采集照射的反射光，之后采集激光器输出的光强信息。激光器可以看成一个密集的距离传感器，可以探测机器人面前270°的距离值，单位毫米。同样激光器也可以探测前方270°的光强，单位cd。检测出特殊的强光强的位置，就可以对应到相应的范围。

光强信息是可以作为充电桩的特征，一般的场景不会有高反光的地方。于本实施例中，所述充电桩上贴有反光物，其中，为达到更好的识别效果，所述反光物为高反光物，反光程度为国标4类及以上。所述反光物为当不限于反光贴纸，反光条等。

于本实施例中，所述反光物至少为两张，以相隔一定间距并成一排贴设于所述充电桩垂直于地面的表面。具体地，例如所述反光贴为三张，排成水平一行贴于所述充电桩的表面，三张所述反光贴等间距，优选地，所述反光贴为正方形，正方形的边长与两个反光贴之间的间距相等，相当于将所述充电桩的表面沿宽度平分5等分，把三张所述反光贴分别贴在1，3，5的位置处。

步骤S120，根据采集的所述光强信息形成光强图像。

步骤S130，确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像。

具体地，如图2所示，于本实施例中，所述确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像具体包括：

步骤S131，识别光强值大于预设值的像素点。

如图3所示，由于反光物的光强值相对充电桩的光强值很大，环境内其他的方向无反光条的光强值与有反光条的相差甚远，所以很容易识别光强值大于预设值的像素点。

步骤S132，确定由多个光强值大于预设值的像素点形成的条形光强图像；

步骤S133，若有连续至少两条等间距的条形光强图像，则确定该至少两条所述条形光强图像来自同一个所述充电桩上的所述反光物的反射光。

如图3所示，识别到六条所述条形光强图像，三条等间距的条形光强图像自同一个所述充电桩上的所述反光物的反射光，所以图3中，有2个充电桩。

步骤S140，根据所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条。

于本实施例中，如图4所示，所述确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条具体包括：

步骤S141，确定所述连续至少两条等间距的条形光强图像相交区域的像素点。

步骤S142，确定所述相交区域像素点中光强强度跳变点像素。

步骤S143，由各所述光强强度跳变点像素形成的线条即为所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条，如图5所示，于三条条形光强图像上形成的点线条即为所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条。这条线取中点就是充电桩的中点。

步骤S150，以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处。

具体地，于本实施例中，所述以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处具体包括：

以所述线条的中点作为定位目标点控制所述机器人相对所述充电桩的距离和方位；在所述机器人相对所述充电桩达到第一预设距离时，将所述机器人调整为正面与所述充电桩中垂线垂直的方位；控制所述机器人按调整的所述方位方向靠近所述充电桩；当所述机器人位于所述充电桩的中心对准时，使所述机器人旋转90°面向所述充电桩并继续靠近所述充电桩；若所述机器人的充电插口位于所述机器人的正面，则所述机器人行驶到充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止；若所述机器人的充电插口位于所述机器人的背面或侧面，则所述机器人行驶到与所述充电桩相距第二预设距离时，控制所述机器人旋转相应角度并行驶到与所述充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止。

于本实施例中，所述第一预设距离为0.6米到0.8米；所述第二预设距离为8cm～10cm。

获得充电桩中点的是动态的。机器人会朝向充电桩的中点运行到一定距离(0.8米到0.6米)会减速自转。机器人正前方与充电桩平行，机器人可以通过直线计算出一个斜率，再换算成角度。机器人与充电桩平行的角度为90°。平行了后，机器人保持90°向前面运行，一直到充电桩中点位置，机器人回转，使得机器人正面朝向充电桩中点。机器人靠近充电桩中点，机器人可以实时获取角度，正对充电桩为0，以0位标准矫正。等到机器人距离充电桩10cm左右，机器人向后转180°。转到180°后，机器人缓慢向后退。等到机器人金属条接触到充电桩，获得电量超过300ms，停止。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的机器人自动归位充电方法。上述已经对所述机器人自动归位充电方法进行了详细描述，在此不再赘述。

本实施例还提供一种机器人，包括处理器、存储器和激光器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器运行所述程序指令实现如上所述的机器人自动归位充电方法。上述已经对所述机器人自动归位充电方法进行了详细描述，在此不再赘述。于本实施例中，例如，机器人通过轮式驱动装置来跟随人的行走，并和人保持相对距离。

本发明的实施例还提供一种机器人系统，包括如上所述的机器人和对所述机器人进行充电且贴有反光物的充电桩。上述已经对贴有反光物的充电桩进行了说明，在此不再赘述。

综上所述，本发明中的机器人在运行过程中电量即将使用完毕时，能够靠“自我意识”准确的定位充电桩的位置，并且快速“精确”的回归到充电桩跟前与充电桩“吻接”进行充电，具有“精确定位、精确回归、快速回归、精确对接”自动充电的技术效果，有效解决了现有技术中机器人自动归位充电中定位不准的问题；本发明的机器人自动归位充电方法使得机器人更加智能化，能更好的为用户服务，提高用户体验。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述机器人自动归位充电方法包括：

采集通过装设于机器人上的激光器照射贴有反光物的充电桩形成的光强信息；

根据采集的所述光强信息形成光强图像；

确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像；

根据所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条；

以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处。

2.根据权利要求1所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述反光物至少为两张，以相隔一定间距并成一排贴设于所述充电桩垂直于地面的表面。

3.根据权利要求2所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述确定所述充电桩上反光物于所述光强图像中呈现的图像具体包括：

识别光强值大于预设值的像素点；

确定由多个光强值大于预设值的像素点形成的条形光强图像；

若有连续至少两条等间距的条形光强图像，则确定该至少两条所述条形光强图像来自同一个所述充电桩上的所述反光物的反射光。

4.根据权利要求3所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述确定所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条具体包括：

确定所述连续至少两条等间距的条形光强图像相交区域的像素点；

确定所述相交区域像素点中光强强度跳变点像素；

由各所述光强强度跳变点像素形成的线条即为所述充电桩于所述光强图像中呈现的对应线条。

5.根据权利要求1所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述以所述线条的中点作为定位目标点将所述机器人定位到所述充电桩处具体包括：

以所述线条的中点作为定位目标点控制所述机器人相对所述充电桩的距离和方位；

在所述机器人相对所述充电桩达到第一预设距离时，将所述机器人调整为正面与所述充电桩中垂线垂直的方位；

控制所述机器人按调整的所述方位方向靠近所述充电桩；

当所述机器人位于所述充电桩的中心对准时，使所述机器人旋转90°面向所述充电桩并继续靠近所述充电桩；

若所述机器人的充电插口位于所述机器人的正面，则所述机器人行驶到充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止；若所述机器人的充电插口位于所述机器人的背面或侧面，则所述机器人行驶到与所述充电桩相距第二预设距离时，控制所述机器人旋转相应角度并行驶到与所述充电插口与所述充电桩的充电口连接时停止。

6.根据权利要求5所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述第一预设距离为0.6米到0.8米；所述第二预设距离为8cm～10cm。

7.根据权利要求1所述的机器人自动归位充电方法，其特征在于，所述激光器装设于所述机器人的下部中心位置。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法。

9.一种机器人，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，其特征在于：所述处理器运行程序指令实现如1～7任一项所述方法。

10.一种机器人系统，其特征在于：包括如权利要求9所述的机器人和对所述机器人进行充电且贴有反光物的充电桩。