CN109976324A - 控制机器人充电的方法、机器人及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于机器人控制技术领域,提供了一种控制机器人充电的方法、机器人及计算机可读存储介质。其中,一种控制机器人充电的方法,通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
Description
技术领域
本发明属于机器人控制技术领域,尤其涉及一种控制机器人充电的方法、机器人及计算机可读存储介质。
背景技术
随着人工成本的不断提高,各行各业对机器人的需求也越来越高。如今的机器人智能化程度越来越高,可以实现根据机器人自身需求或者环境条件的因素,对自身的行为进行相应的控制。例如,当机器人检测到自身的电量不足时,会移动到充电桩的位置,并与充电桩建立电连接关系进行充电。
然而,现有机器人在进行自充电过程中,需要通过接收充电桩发出的红外信号,根据该红外信号确定充电桩的位置还,还需要根据当前所在位置与充电桩所在位置设定导航路线,根据该导航路线移动至充电桩附近后,再通过一系列的姿态调整,才能与充电桩建立电连接关系后进行充电,该过程过于复杂。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种控制机器人充电的方法、机器人及计算机可读存储介质,可以简化控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
本发明实施例的第一方面提供了一种控制机器人充电的方法,包括:
若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,所述充电部设置于机器人上,所述充电桩设置于充电装置上;
基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,所述预设目标位置与所述充电桩位于同一竖直线上;
根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置;
在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置;
从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
本发明实施例的第二方面提供了一种机器人,包括用于执行第一方面所述方法的单元。
本发明实施例的第三方面提供了一种机器人,包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方案所述方法的步骤。
本发明实施例通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种控制机器人充电的方法的实现流程示意图;
图2是本发明另一实施例提供的一种控制机器人充电的方法的实现流程示意图;
图3是计算第一直线距离值与计算第二直线距离值过程的示意图;
图4是充电装置与机器人之间的位置示意图;
图5是第一通信天线、第二通信天线、第三通信天线、充电桩以及充电部在极坐标中的位置示意图;
图6是本发明实施例提供的一种机器人的示意性框图;
图7是本发明实施例提供的一种机器人示意框图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1,图1是本发明实施例提供一种控制机器人充电的方法的实现流程图。本实施例中控制机器人充电的方法的执行主体为机器人。如图1所示控制机器人充电的方法可包括:
S11:若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值。
在步骤S11中,充电部设置于机器人上,充电桩设置于充电装置上。充电部可以为充电接口、充电线圈、充电接触极片以及充电接触极点中的至少一种。充电指令用于控制机器人与充电桩进行电连接并进行充电。
在本实施例中,充电指令可以是由机器人的遥控器发送的控制指令,或者是当机器人检测到电量不足时自动生成的充电控制指令,再或者是当机器人执行完任务后生成的充电待机控制指令。
作为本实施例一种可能实现的方式,在获取充电部与充电桩之间的直线距离时,该直线距离可以是机器人处于任意位置时,充电部与充电桩之间的直线距离,或者是在以充电桩为中心预先设置的范围内,当机器人位于该范围内时,充电部与充电桩之间的直线距离。
需要说明的是,在获取充电部与充电桩之间的直线距离的过程中,可以先通过机器人的天线与设置于充电装置上的天线获取机器人的天线所在位置与充电桩之间的距离,再根据充电部与机器人的天线所在位置之间的偏差、以及机器人的天线所在位置与充电桩之间的距离,测算得到充电部与充电桩之间的直线距离。
在实际应用中机器人的天线位置与充电部之间的偏差值可以预先设定好,也即机器人天线的当前位置与充电部之间的偏差值是已知的。
可以理解的是,机器人天线的当前位置与充电部之间的偏差值,可以为大于或等于0的常数,当偏差值大于0时,则机器人天线与充电部不在同一位置,当偏差值等于0时,则机器人天线与充电部在同一位置。
S12:基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息。
在步骤S12中,在坐标系中,预设目标位置与所述充电桩所在位置之间形成的直线与纵轴平行。预设目标位置为机器人调整充电姿态的位置,在机器人与充电桩之间建立电连接关系前,机器人先移动至该预设目标位置,并在该目标位置中进行姿态调整,以使得充电部能够与充电桩配合连接。
在本实施例中,预设目标位置可以是充电桩正前方的区域内任一距离的位置,在实际应用中,以充电桩为起始点,可以向充电桩正前方任一距离的位置划定姿态调整位置,即划定预设目标位置。
需要说明的是,由于预设目标位置是在充电桩的正前方范围内,因此预设目标位置与充电桩之间的距离为一已知的常量。
例如,预设目标位置为充电桩正前方2米至1米范围内的位置。
可以理解的是,在实际应用中,预设目标位置的设定可以根据机器人本身的现状大小来确定。
S13:根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置。
在步骤S13中,极坐标信息用于描述预设目标位置与极点之间的位置关系,即预设目标位置与机器人的充电部之间的位置关系。
在本实施例中,根据极坐标信息可以确定机器人从当前位置出发移动至预设目标位置的路线。
需要说明的是,由于极坐标系是以充电部所在位置为极点建立的,极坐标信息用于描述预设目标位置与极点之间的位置关系,即极坐标信息中的极径用于描述预设目标位置与充电部之间的距离大小。在实际中,如果机器人与预设目标位置之间存在障碍物时,可以将移动至预设目标距离的路线进行分段,绕开障碍物。
在实际中,机器人根据极坐标信息移动至预设目标位置的过程中会出现偏差,通过测算偏差量,并控制机器人进行微调,可以保证机器人顺利移动至预设目标位置。在判断机器人是否运动至目标位置时,可以通过当前位置获取充电部与充电桩之间的距离,如果该距离值等于充电桩与预设目标位置之间的距离值,则确定机器人当前位置为预设目标位置,如果该距离值小于或大于充电桩与预设目标位置之间的距离值,则确定机器人当前位置不是预设目标位置。
在本实施例中,将移动至预设目标距离的路线进行分段,并在不同路线段的初始位置重新获取与预设目标位置的新坐标信息,可以避免机器人与障碍物碰撞,同时还能以最短的路径运动至预设目标位置。
例如,将路线进行分段得到两段路线,其中,基于极点测得的极坐标信息,在行驶第一段路线过程后,重新确定预设目标位置的新坐标信息,根据新坐标信息进行第二段路线的移动,进而绕开障碍物抵达预设目标位置。
S14:在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置。
在步骤S14中,充电部与充电桩相匹配的位置是指,机器人在目标位置上,机器人的充电部与充电桩可以进行匹配对准,进行充电。
以充电部为充电接口为例,在预设目标位置上原地旋转至充电部与充电桩相匹配的位置,即在预设目标位置上原地旋转至充电接口能够与充电桩相对的位置,当机器人以当前姿态,从预设目标位置向充电桩移动,充电接口可以直接与充电桩供电部位配合连接。
在本实施例中,在预设目标位置上原地旋转的角度可以为180度或者360度。在控制机器人旋转的转动过程中,可以根据机器人的移动方式不同配置不同的旋转角度记录策略,例如,对于非轮式移动的机器人来说,可以通过惯性测量单元(Inertial MeasurementUnit,IMU)对转动角度进行记录,并获取充电部与充电桩之间的多个直线距离值,从多个直线距离值中获取最小的直线距离,并确定该最小距离值对应的转动角度,进而转至最小的走线距离对应的角度,进而实现机器人的充电部与充电桩匹配对准,或者使用视觉里程计来定位导航。再例如,对于轮式移动的机器人来说,可以使用底盘里程计获取位置和角度的偏移量,进而实现机器人的充电部与充电桩匹配对准。需要说明的是,IMU是测量运动物体的三轴姿态角、角速率或者角加速度的装置,在预设目标位置上原地旋转的过程中,通过IMU记录旋转过程中的多个角度值,进而将多个角度值对应充电部与充电桩之间的多个直线距离值,当确定了多个直线距离值中的最小值后,根据角度值与直线距离值之间的对应关系,即可旋转至充电部与充电桩相匹配的位置。
S15:从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
在步骤S15中,从预设目标位置向充电桩移动的过程中,可以同时向充电桩所在的充电装置发送机器人的充电规格信息,使得充电装置为充电桩配置相应的充电电压。
在本实施例中,为了使机器人能够在低电量时,能够更及时的进行充电,在控制机器人进行充电的过程中,可以根据机器人的当前剩余电量设定机器人的移动速度。
例如,预先设定剩余电量值的阈值,当机器人的剩余电量大于或等于阈值时,机器人以第一速度从预设目标位置向充电桩移动,当机器人的剩余电量小于阈值时,机器人以第二速度从预设目标位置向充电桩移动,其中第二速度大于第一速度。
同时,为了避免惯性导致机器人与充电装置之间发生碰撞,在从预设目标位置向充电桩移动的过程中,第二速度小于第三速度,其中第三速度为机器人根据极坐标信息移动至预设目标位置时的速度。
以上可以看出,本发明实施例通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
参见图2,图2是本发明另一实施例提供一种控制机器人充电的方法的示意流程图。本实施例是在上一实施例的基础上,对从所述预设目标位置向所述充电桩移动的步骤之后的操作步骤做进一步地限定。如图2所示,本发明另一实施例提供的控制机器人充电的方法可包括:
S21:若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值。
在步骤S21中,充电部设置于机器人上,充电桩设置于充电装置上。充电部可以为充电接口、充电线圈、充电接触极片以及充电接触极点中的至少一种。充电指令用于控制机器人与充电桩进行电连接并进行充电。
在本实施例中,充电指令可以是由机器人的遥控器发送的控制指令,或者是当机器人检测到电量不足时自动生成的充电控制指令,再或者是当机器人执行完任务后生成的充电待机控制指令。
作为本实施例一种可能的实现方式,步骤S21具体包括:包括:
根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值;根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值;基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值。
图3示出了计算第一直线距离值与计算第二直线距离值过程的示意图。如图3所示,节点O2为机器人的第一通信天线,节点B和节点C为分别为第二通信天线和第三通信天线。
进一步地,作为本实施例一种可能的实现方式,根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值,包括:
通过以下公式计算得到所述第一直线距离值,
其中,L1为所述第一直线距离值;D1为第一通信天线与所述第二通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H2为所述第二通信天线的高度值,H2>0。
进一步地,作为本实施例一种可能的实现方式,根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值,包括:
通过以下公式测算得到所述第二直线距离值,
其中,L2为第二直线距离值;D2为第一通信天线与第三通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为第一通信天线的高度值,H1>0;H3为第三通信天线的高度值,H3>0。
图4示出了充电装置与机器人之间的位置示意图,如图4所示,作为本实施例一种可能的实现方式,机器人10上设有充电部O1和第一通信天线O2,充电装置20上还设有充电桩A、第二通信天线B以及第三通信天线C,其中,第二通信天线B与充电桩A之间的距离,等于第三通信天线C与充电桩A之间的距离。
进一步地,作为本实施例一种可能的实现方式,基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值,具体包括:
通过以下公式计算得到所述直线距离值,
其中,R为直线距离值;S为第一通信天线与充电部之间的距离值,S≥0;L1为第一直线距离值,L1≥0;L2为第二直线距离值,L2≥0。
需要说明的是,当所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值S等于0时,充电部O1与第一通信天线O2处于同一位置。
S22:基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息。
在步骤S22中,在坐标系中,预设目标位置与所述充电桩所在位置之间形成的直线与纵轴平行。预设目标位置为机器人调整充电姿态的位置,在机器人与充电桩之间建立电连接关系前,机器人先移动至该预设目标位置,并在该目标位置中进行姿态调整,以使充电部能够与充电桩配合连接。
在本实施例中,预设目标位置可以是充电桩正前方的区域内任一距离的位置,在实际应用中,以充电桩为起始点,可以向充电桩正前方任一距离的位置划定姿态调整位置,即划定预设目标位置。
图5示出了第一通信天线、第二通信天线、第三通信天线、充电桩以及充电部在极坐标中的位置示意图。
作为本实施例一种可能的实现方式,步骤S22具体包括:在所述极坐标系中确定第一极径和第二极径,其中所述第一极径等于所述直线距离值,所述第二极径等于所述充电桩与所述预设目标位置之间的距离;分别测算所述第一极径对应的第一极角的角度值,所述第一极径与所述第二极径之间的夹角的角度值;基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息。
如图5所示,O3为预设目标位置,第一极径O1A等于直线距离值R,第二极径AO3等于预设目标位置之间的距离。
进一步,作为本实施例一种可能的实现方式,所述预设目标位置的极坐标信息包括:第三极径和第二极角的角度值;
所述基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息,包括:
通过以下公式计算得到所述预设目标位置的极坐标信息,
其中,r为所述第三极径;R为所述第一极径;α为所述夹角的角度值,
θ为所述第二极角的角度值;β为所述第一极角的角度值,-π>β>π,或者-0>β>2π。
需要说的是,第一极角的角度值β,可以是在确定直线距离值R之后,通过IMU测算从极轴转动至直线距离值为R的位置时所对应的角度。由于预设目标位置O3与充电桩A之间的距离为一已知量,且在获知第一极径等于直线距离值R时,则可以直接在极坐标中绘制出第一极径与第二极径后,对两个极径的夹角进行测算得到。
S23:根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置。
在步骤S23中,极坐标信息用于描述预设目标位置与极点之间的位置关系,即预设目标位置与机器人的充电部之间的位置关系。
在本实施例中,根据极坐标信息可以确定机器人从当前位置出发移动至预设目标位置的路线。
需要说明的是,由于极坐标系是以充电部所在位置为极点建立的,极坐标信息用于描述预设目标位置与极点之间的位置关系,即极坐标信息中的极径用于描述预设目标位置与充电部之间的距离大小。在实际中,如果机器人与预设目标位置之间存在障碍物时,可以将移动至预设目标距离的路线进行分段,绕开障碍物。
在本实施例中,将移动至预设目标距离的路线进行分段,并在不同路线段的初始位置重新获取与预设目标位置的新坐标信息,可以避免机器人与障碍物碰撞,同时还能以最短的路径运动至预设目标位置。
例如,将路线进行分段得到两段路线,其中,基于极点测得的极坐标信息,在行驶第一段路线过程后,重新确定预设目标位置的新坐标信息,根据新坐标信息进行第二段路线的移动,进而绕开障碍物抵达预设目标位置。
S24:在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置。
在步骤S24中,充电部与充电桩相匹配的位置是指,机器人在目标位置上,机器人的充电部与充电桩可以进行匹配对准,进行充电。
作为本实施例一种可能的实现方式,步骤S24具体包括:在所述目标位置原地旋转一周的过程中,获取多个所述直线距离;调用预设的拟合模型分别对多个所述直线距离进行拟合,得到多个拟合结果,所述预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法的拟合模型,所述正弦函数的偏距为所述直线距离,所述正弦函数的振幅为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值;从多个所述拟合结果中确定数值最小的拟合结果为目标距离;旋转至所述直线距离与所述目标距离相等的位置,使所述充电部与所述充电桩相匹配。
需要说明的是,在目标位置原地旋转一周是控制机器人以自身的中心轴自转一周。预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法预设的拟合模型,其中,最小平方法又被称为最小二乘法,可以通过最小化误差的平方和,进而寻找数据的最佳函数匹配。在本实施例中,在该基于正弦函数的最小平方法的拟合模型中,正弦函数的偏距为直线距离,正弦函数的振幅为第一通信天线与充电部之间的距离值。
在控制机器人的充电部与充电桩进行匹配对准时,由于机器人原地旋转测得的直线距离随机误差较大,为了减小误差对控制的影响,通过调用预设的拟合模型对多个直线距离进行分别处理,可以快速地求得多个直线距离,并使得这些求得的多个直线距离与实际距离之间误差的平方和为最小,提高了控制精度。
可以理解的是,在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际的测距需求,对最小平方法的基本公式进行修改,例如,基于基本公式增加或删减相应的计算因子,或者修改基本公式中的因子、因子的取值范围等,进而得到基于正弦函数的最小平方法拟合模型,且该模型能够对多个直线距离进行分别拟合。
S25:从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
可以理解的是,本实施例中的步骤S25与上述实施例中的步骤S15的具体实现方式相同,具体可参阅关于步骤S15的详细说明,此处不赘述。
S26:若检测到充电电压大于预设阈值,则发出告警信号并运动至所述预设目标位置。
在步骤S26中,告警信号用于对充电桩的输出电压过大进行告警。
在实际中,同一个充电桩可以为多个机器人提供充电服务,在同一时间段内,可能存在多个机器人同时向充电桩发送充电握手信号,充电桩根据不同的充电握手信号输出充电电压。由于不同的机器人进行充电时所对应的充电电压大小不同,因此,对应机器人本身的充电电压值设置预设阈值,并在检测到充电电压大于预设阈值,发出告警信号并运动至预设目标位置,可以避免当充电桩输出错误的充电电压值时,对机器人造成损坏。
可以理解的是,若检测到充电电压等于或小于预设阈值,则不做操作。
以上可以看出,本发明实施例通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
通过对应机器人本身的充电电压值设置预设阈值,并在检测到充电电压大于预设阈值,发出告警信号并运动至预设目标位置,可以避免当充电桩输出错误的充电电压时,对机器人造成损坏。
参见图6,图6是本发明实施例提供的一种机器人的示意性框图。本实施例的一种机器人30包括的各单元用于执行图2对应的实施例中的各步骤,具体请参阅图2及图2对应的实施例中的相关描述,此处不赘述。本实施例的一种机器人30包括:获取单元31、确定单元32、第一执行单元33、第二执行单元34、第三执行单元35以及第四执行单元36。具体地:
获取单元31,用于若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,所述充电部设置于机器人上,所述充电桩设置于充电装置上。
进一步地,机器人上还设有第一通信天线,所述充电装置上还设有第二通信天线和第三通信天线,所述第二通信天线与充电桩之间的距离等于所述第三通信天线与充电桩之间的距离;作为本实施例一种可能实现的方式,获取单元31具体用于,根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值;根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值;基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值。
进一步地,作为本实施例一种可能实现的方式,获取单元31具体还用于,
通过以下公式计算得到所述第一直线距离值,
其中,L1为所述第一直线距离值;D1为第一通信天线与所述第二通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H2为所述第二通信天线的高度值,H2>0;
通过以下公式测算得到所述第二直线距离值,
其中,L2为所述第二直线距离值;D2为第一通信天线与所述第三通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H3为所述第三通信天线的高度值,H3>0。
进一步地,作为本实施例一种可能实现的方式,获取单元31具体还用于,通过以下公式计算得到所述直线距离值,
其中,R为所述直线距离值;S为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值,S≥0;L1为所述第一直线距离值,L1≥0;L2为所述第二直线距离值,L2≥0。
确定单元32,用于基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,所述预设目标位置与所述充电桩位于同一竖直线上。
进一步地,作为本实施例一种可能实现的方式,确定单元32具体用于,在所述极坐标系中确定第一极径和第二极径,其中所述第一极径等于所述直线距离值,所述第二极径等于所述充电桩与所述预设目标位置之间的距离;分别测算所述第一极径对应的第一极角的角度值,所述第一极径与所述第二极径之间的夹角的角度值;基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息。
进一步地,所述预设目标位置的极坐标信息包括:第三极径和第二极角的角度值;作为本实施例一种可能实现的方式,确定单元32具体还用于,通过以下公式计算得到所述预设目标位置的极坐标信息,
其中,r为所述第三极径;R为所述第一极径;α为所述夹角的角度值,
θ为所述第二极角的角度值;β为所述第一极角的角度值,-π>β>π,或者-0>β>2π。
第一执行单元33,用于根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置。
第二执行单元34,用于在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置。
进一步地,作为本实施例一种可能实现的方式,第二执行单元34具体用于,在所述目标位置原地旋转一周的过程中,获取多个所述直线距离;调用预设的拟合模型分别对多个所述直线距离进行拟合,得到多个拟合结果,所述预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法的拟合模型,所述正弦函数的偏距为所述直线距离,所述正弦函数的振幅为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值;从多个所述拟合结果中确定数值最小的拟合结果为目标距离;旋转至所述直线距离与所述目标距离相等的位置,使所述充电部与所述充电桩相匹配。
第三执行单元35,用于从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
第四执行单元36,用于若检测到充电电压大于预设阈值,则发出告警信号并运动至所述预设目标位置。
以上可以看出,本发明实施例通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
通过对应机器人本身的充电电压值设置预设阈值,并在检测到充电电压大于预设阈值,发出告警信号并运动至预设目标位置,可以避免当充电桩输出错误的充电电压时,对机器人造成损坏。
参见图7,是本发明另一实施例提供的一种机器人示意框图。如图7所示的本实施例中的机器人400可以包括:一个或多个处理器401;一个或多个输入设备402,一个或多个输出设备403和存储器404。上述处理器401、输入设备402、输出设备403和存储器404通过总线405连接。存储器404用于存储,计算机程序包括指令,处理器401通过调用存储器404存储的计算机程序执行如下操作:
处理器401用于:若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,所述充电部设置于机器人上,所述充电桩设置于充电装置上。
处理器401用于:基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,所述预设目标位置与所述充电桩位于同一竖直线上。
处理器401用于:根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置。
处理器401用于:在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置。
处理器401用于:从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电
处理器401还用于:若检测到充电电压大于预设阈值,则发出告警信号并运动至所述预设目标位置。
进一步,机器人上还设有第一通信天线,所述充电装置上还设有第二通信天线和第三通信天线,所述第二通信天线与充电桩之间的距离等于所述第三通信天线与充电桩之间的距离;处理器401具体用于:根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值;根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值;基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值。
处理器401具体用于:通过以下公式计算得到所述第一直线距离值,
其中,L1为所述第一直线距离值;D1为第一通信天线与所述第二通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H2为所述第二通信天线的高度值,H2>0;
通过以下公式测算得到所述第二直线距离值,
其中,L2为所述第二直线距离值;D2为第一通信天线与所述第三通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H3为所述第三通信天线的高度值,H3>0。
处理器401具体用于:通过以下公式计算得到所述直线距离值,
其中,R为所述直线距离值;S为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值,S≥0;L1为所述第一直线距离值,L1≥0;L2为所述第二直线距离值,L2≥0。
处理器401具体用于:在所述极坐标系中确定第一极径和第二极径,其中所述第一极径等于所述直线距离值,所述第二极径等于所述充电桩与所述预设目标位置之间的距离;分别测算所述第一极径对应的第一极角的角度值,所述第一极径与所述第二极径之间的夹角的角度值;基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息。
进一步,所述预设目标位置的极坐标信息包括:第三极径和第二极角的角度值;处理器401具体用于:通过以下公式计算得到所述预设目标位置的极坐标信息,
其中,r为所述第三极径;R为所述第一极径;α为所述夹角的角度值,
θ为所述第二极角的角度值;β为所述第一极角的角度值,-π>β>π,或者-0>β>2π。
处理器401具体用于:在所述目标位置原地旋转一周的过程中,获取多个所述直线距离;调用预设的拟合模型分别对多个所述直线距离进行拟合,得到多个拟合结果,所述预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法的拟合模型,所述正弦函数的偏距为所述直线距离,所述正弦函数的振幅为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值;从多个所述拟合结果中确定数值最小的拟合结果为目标距离;旋转至所述直线距离与所述目标距离相等的位置,使所述充电部与所述充电桩相匹配。
应当理解,在本发明实施例中,所称处理器501可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备402可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等,输出设备403可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器404可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器401提供指令和数据。存储器404的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器404还可以存储设备类型的信息。
具体实现中,本发明实施例中所描述的处理器401、输入设备402、输出设备403可执行本发明实施例提供的一种控制机器人充电的方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式,也可执行本发明实施例所描述的设备的实现方式,在此不再赘述。
在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现:
若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,所述充电部设置于机器人上,所述充电桩设置于充电装置上;
基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,所述预设目标位置与所述充电桩位于同一竖直线上;
根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置;
在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置;
从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
所述计算机程序被处理器执行时还实现:
若检测到充电电压大于预设阈值,则发出告警信号并运动至所述预设目标位置。
进一步,机器人上还设有第一通信天线,所述充电装置上还设有第二通信天线和第三通信天线,所述第二通信天线与充电桩之间的距离等于所述第三通信天线与充电桩之间的距离;计算机程序被处理器执行时还实现:
根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值;
根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值;
基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值。
所述计算机程序被处理器执行时还实现:
通过以下公式计算得到所述第一直线距离值,
其中,L1为所述第一直线距离值;D1为第一通信天线与所述第二通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H2为所述第二通信天线的高度值,H2>0;
所述根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值,包括:
通过以下公式测算得到所述第二直线距离值,
其中,L2为所述第二直线距离值;D2为第一通信天线与所述第三通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H3为所述第三通信天线的高度值,H3>0。
所述计算机程序被处理器执行时还实现:
通过以下公式计算得到所述直线距离值,
其中,R为所述直线距离值;S为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值,S≥0;L1为所述第一直线距离值,L1≥0;L2为所述第二直线距离值,L2≥0。
所述计算机程序被处理器执行时还实现:
在所述极坐标系中确定第一极径和第二极径,其中所述第一极径等于所述直线距离值,所述第二极径等于所述充电桩与所述预设目标位置之间的距离;
分别测算所述第一极径对应的第一极角的角度值,所述第一极径与所述第二极径之间的夹角的角度值;
基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息。
进一步,所述预设目标位置的极坐标信息包括:第三极径和第二极角的角度值;所述计算机程序被处理器执行时还实现:
所述基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息,包括:
通过以下公式计算得到所述预设目标位置的极坐标信息,
其中,r为所述第三极径;R为所述第一极径;α为所述夹角的角度值,
θ为所述第二极角的角度值;β为所述第一极角的角度值,-π>β>π,或者-0>β>2π。
所述计算机程序被处理器执行时还实现:
在所述目标位置原地旋转一周的过程中,获取多个所述直线距离;
调用预设的拟合模型分别对多个所述直线距离进行拟合,得到多个拟合结果,所述预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法的拟合模型,所述正弦函数的偏距为所述直线距离,所述正弦函数的振幅为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值;
从多个所述拟合结果中确定数值最小的拟合结果为目标距离;
旋转至所述直线距离与所述目标距离相等的位置,使所述充电部与所述充电桩相匹配。
以上可以看出,本发明实施例通过若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,以充电部所在位置为极点的建立极坐标系,基于高直线距离值,在该极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,根据该极坐标信息,移动至预设目标位置上,并原地旋转至充电部与所述充电桩相匹配的位置,再从预设目标位置向所述充电桩移动,使充电部与所述充电桩之间建立电连接进行充电,实现了在控制机器人进行充电过程中,无需根据充电桩与机器人之间的位置制定导航路线,简化了控制机器人进行充电的过程,提高机器人的充电控制效率。
通过对应机器人本身的充电电压值设置预设阈值,并在检测到充电电压大于预设阈值,发出告警信号并运动至预设目标位置,可以避免当充电桩输出错误的充电电压时,对机器人造成损坏。
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的设备的内部存储单元,例如计算机的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述设备的外部存储设备,例如所述设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述计算机可读存储介质还可以既包括所述设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述设备所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的设备和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制机器人充电的方法,其特征在于,包括:
若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值;所述充电部设置于机器人上,所述充电桩设置于充电装置上;
基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,所述预设目标位置与所述充电桩位于同一竖直线上;
根据所述极坐标信息,移动至所述预设目标位置;
在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置;
从所述预设目标位置向所述充电桩移动,使所述充电部与所述充电桩之间建立电连接,并进行充电。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述机器人上还设有第一通信天线,所述充电装置上还设有第二通信天线和第三通信天线,所述第二通信天线与充电桩之间的距离等于所述第三通信天线与充电桩之间的距离;
所述若检测到充电指令,则获取充电部与充电桩之间的直线距离值,包括:
根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值;
根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值;
基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一通信天线的高度值与所述第二通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第二通信天线之间的第一直线距离值,包括:
通过以下公式计算得到所述第一直线距离值,
其中,L1为所述第一直线距离值;D1为第一通信天线与所述第二通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H2为所述第二通信天线的高度值,H2>0;
所述根据所述第一通信天线的高度值与所述第三通信天线的高度值,计算所述第一通信天线与所述第三通信天线之间的第二直线距离值,包括:
通过以下公式测算得到所述第二直线距离值,
其中,L2为所述第二直线距离值;D2为第一通信天线与所述第三通信天线之间的高度差倒影在水平面上的长度值;H1为所述第一通信天线的高度值,H1>0;H3为所述第三通信天线的高度值,H3>0。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值、所述第一直线距离值以及所述第二直线距离值,计算得到所述充电部与所述充电桩之间的直线距离值,包括:
通过以下公式计算得到所述直线距离值,
其中,R为所述直线距离值;S为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值,S≥0;L1为所述第一直线距离值,L1≥0;L2为所述第二直线距离值,L2≥0。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述直线距离值,在以所述充电部所在位置为极点的极坐标系中确定预设目标位置的极坐标信息,包括:
在所述极坐标系中确定第一极径和第二极径,其中所述第一极径等于所述直线距离值,所述第二极径等于所述充电桩与所述预设目标位置之间的距离;
分别测算所述第一极径对应的第一极角的角度值,所述第一极径与所述第二极径之间的夹角的角度值;
基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预设目标位置的极坐标信息包括:第三极径和第二极角的角度值;
所述基于所述第一极径、所述第二极径、所述第一极角的角度值以及所述夹角的角度值测算所述目标位置在所述极坐标系中的极坐标信息,包括:
通过以下公式计算得到所述预设目标位置的极坐标信息,
其中,r为所述第三极径;R为所述第一极径;α为所述夹角的角度值, θ为所述第二极角的角度值;β为所述第一极角的角度值,-π>β>π,或者-0>β>2π。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述在所述预设目标位置上原地旋转至所述充电部与所述充电桩相匹配的位置,包括:
在所述目标位置原地旋转一周的过程中,获取多个所述直线距离;
调用预设的拟合模型分别对多个所述直线距离进行拟合,得到多个拟合结果,所述预设的拟合模型为基于正弦函数的最小平方法的拟合模型,所述正弦函数的偏距为所述直线距离,所述正弦函数的振幅为所述第一通信天线与所述充电部之间的距离值;
从多个所述拟合结果中确定数值最小的拟合结果为目标距离;
旋转至所述直线距离与所述目标距离相等的位置,使所述充电部与所述充电桩相匹配。
8.一种机器人,其特征在于,包括用于执行如权利要求1至7任一项所述方法的单元。
9.一种机器人,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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