CN110174675A - 一种家用机器人充电桩位置判定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用机器人充电桩位置判定装置，包括充电座端和机器人端：充电座端并排设有红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ，红外发射器Ⅰ发射编码Ⅰ的红外信号，红外发射器Ⅱ发射编码Ⅱ的发射信号；仅红外发射器Ⅰ覆盖区域为A区；仅红外发射器Ⅱ覆盖区域为B区，红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ均覆盖的区域为C区；机器人端设置侧置红外接收器Ⅰ和红外接收器Ⅱ，及后置红外接收器Ⅲ。由此，本发明的家用机器人充电桩位置判定装置可以精准定位。本发明还公开了一种家用机器人充电桩位置判定方法。

Description

一种家用机器人充电桩位置判定装置及方法

技术领域

本发明涉及机器人自充电领域，尤其涉及一种家用机器人充电桩位置判定装置及方法。

背景技术

在现有技术中，家用机器人为了实现自动返回充电座，一般采用红外光对射技术或者雷达定位技术引导机器人回到充电座，目前市面上的类似技术可以实现较好的粗定位，但是精准定位一直没有做好，由于红外信号设计的问题和采用码盘计数的原因，而导致机器人对信号方向的辨别不准确和接驳成功率低甚至接驳失败。典型应用为智能扫地机器人自动对接充电桩技术，出现扫地机器人不能精准对接充电桩，导致充电失败。雷达定位技术则成本很高。

申请号为2015103554761的专利给出了一种解决方案，在机器人充电座的前端设置前置红外线发射器、在充电器的侧面设置侧置红外线发射器、前置红外线发射器与侧置红外线发射器之间设置斜置红外线发射器，三个红外线器同时向四周发送不同的信号，机器人判断接收到的信号来自哪个发射器从而判断当前与充电座的位置关系，据此形成移动方案。其弊端在于，需要用3个及以上红外发射器，成本较高。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：如何用2个红外发射器实现机器人的精准定向。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种家用机器人充电桩位置判定装置，包括充电座端和机器人端：

充电座端并排设有红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ，红外发射器Ⅰ发射编码Ⅰ的红外信号，红外发射器Ⅱ发射编码Ⅱ的发射信号；所述红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ具有有限的覆盖区域，仅红外发射器Ⅰ能覆盖区域为A区；仅红外发射器Ⅱ覆盖的区域为B区，红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ均覆盖的区域为C区；

机器人端两侧分别设置红外接收器Ⅰ和红外接收器Ⅱ；红外接收器Ⅲ设于充电口端，所述所述红外接收器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可接受90°范围内的红外信号。

本发明提供了一种家用机器人充电桩位置判定方法，基于上述装置，步骤如下：

S1、机器人端启动回程指令；

S2、机器人端的红外接收器接收红外信号

S3、判断当前接收到的红外信号编码：

若是编码Ⅰ或编码Ⅱ，则判断当前处于A区或B区；跳至步骤S4；

若是编码Ⅰ和编码Ⅱ，则判断当前处于C区，跳至步骤S5；

S4、机器人以大概垂直于红外光束的方向向C区前进，跳回步骤S2；

S5、机器人转向，使设置于充电口端的红外接收器Ⅲ可以接收到红外信号；

S6、机器人向充电口的朝向方向移动；

S7、判断是否对接上充电端口；

若已经对接成功，跳至步骤S8；

否则跳至步骤S6；

S8、结束。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

仅采用两颗红外线发射器即可实现家用机器人对充电桩位置的判断，降低生产成本，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的家用机器人充电桩位置判定装置充电座端结构示意图；

图2为本发明的家用机器人充电桩位置判定装置机器人端结构示意图；

图3为本发明的家用机器人充电桩位置判定方法流程图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、红外发射器Ⅰ；

2、红外发射器Ⅱ；

3、红外接收器Ⅰ；

4、红外接收器Ⅱ；

5、红外接收器Ⅲ。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

请参照图1和图2所示，其为本发明的家用机器人充电桩位置判定装置充电座端结构示意图和机器人端结构示意图。一种家用机器人充电桩位置判定装置，包括充电座端和机器人端：

如图1所示，充电座端并排设有红外发射器Ⅰ1和红外发射器Ⅱ2，红外发射器Ⅰ发射编码Ⅰ的红外信号，红外发射器Ⅱ发射编码Ⅱ的发射信号；所述红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ具有有限的覆盖区域，如图1所示，仅红外发射器Ⅰ能覆盖区域为A区；仅红外发射器Ⅱ覆盖的区域为B区，红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ均覆盖的区域为C区；

如图2所示，机器人端设置红外接收器Ⅰ3、红外接收器Ⅱ4和第一红外接收器Ⅲ5；所述红外接收器Ⅰ3与红外接收器Ⅱ4分别设于机器人的两侧；所述第一红外接收器Ⅲ5设于充电口端。

本发明提供了一种家用机器人充电桩位置判定方法，基于上述装置，步骤如下：

S1、机器人端启动回程指令；

S2、机器人端的红外接收器接收红外信号，判断当前接收到的红外信号编码：

若是编码Ⅰ或编码Ⅱ，则判断当前处于A区或B区；跳至步骤S3；

若是编码Ⅰ和编码Ⅱ，则判断当前处于C区，跳至步骤S4；

S3、机器人以大概垂直于红外光束的方向向C区前进，跳回步骤S2；

S4、机器人转向，使设置于充电口端的红外接收器Ⅲ可以接收到红外信号；

S5、机器人向充电口的朝向方向移动；

S6、判断是否对接上充电端口；

若已经对接成功，跳至步骤S7；

否则跳至步骤S5；

S7、结束。

具体运行时，假设机器人初始位置处于图1所示A区，

执行第一步S1：机器人启动回程指令；

执行步骤S2：机器人端的红外接收器Ⅰ3和红外接收器Ⅱ4先寻找红外信号，根据接收到信号的接收器是在左侧还是右侧，从而知悉此时机器人本身当前的姿势朝向，判断充电桩是在机器人的左侧还是右侧。判断当前接收的红外信号编码，在本例中，因为假设机器人在A区，所以接收到的红外信号为编码Ⅰ，在已知机器人本身当前的姿态朝向，又知当前所在区域，可以大致判断红外信号发射来的方向；

执行步骤S3：机器人调整自身方向，以大概垂直于红外信号发射角度的方向向C区前进，前进过程中不断接受红外信号，判断接收到红外信号的编码；直到同时接收到编码Ⅰ和编码Ⅱ信号，说明此时机器人已经进入C区；C区可设置为很窄的范围，所以只要能保证机器人一直在C区内向充电座方向移动，则可以精准定位到充电座；

执行步骤S5：机器人调整自身方向，使充电口端所在面朝向红外信号发射来的方向，此时设置于充电口端的红外接收器Ⅲ，由于正对着红外信号发射器，可以接收到信号，确定当前机器人的朝向精准的对准了充电座；

执行步骤S6:机器人朝着充电座所在方向移动；移动过程中持续判断是否有充电信号，有充电信号说明已经对接上充电端口，则机器人停止运动，跳至步骤S7结束回冲程序；否则继续前进。

在此过程中，机器人可能会偏离C区，此时红外接收器Ⅲ接收到的不再是编码Ⅰ和编码Ⅱ信号，如图1所示，假设机器人运行方向偏左，则红外接收器Ⅲ会仅收到编码Ⅰ的红外信号，机器人只需向右微调运行角度即可重新回到C区；同理，若机器人运行方向偏右，则红外接收器Ⅲ会仅收到编码Ⅱ的红外信号，机器人只需向左微调运行角度即可重新回到C区；故机器人可以很容易的判断机器人当前向哪个方向偏，从而可以很容易的进行前景方向的调整。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

仅采用两颗红外线发射器即可大幅度提高家用机器人对充电桩位置的判断效率，降低了生产成本，提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种家用机器人充电桩位置判定装置，包括充电座端和机器人端：

其特征在于，所述充电座端并排设有红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ，所述红外发射器Ⅰ发射编码Ⅰ的红外信号，所述红外发射器Ⅱ发射编码Ⅱ的发射信号；所述红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ具有有限的覆盖区域，仅被所述红外发射器Ⅰ覆盖的区域为A区；仅被所述红外发射器Ⅱ覆盖的区域为B区，同时被所述红外发射器Ⅰ和红外发射器Ⅱ均覆盖的区域为C区；

所述机器人端设置红外接收器Ⅰ和红外接收器Ⅱ及红外接收器Ⅲ；所述红外接收器Ⅰ、Ⅱ分设于机器人的两侧；所述红外接收器Ⅲ设于充电口端。

2.一种家用机器人充电桩位置判定方法，基于权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，步骤如下：

S1、机器人端启动回程指令；

S2、机器人端的红外接收器接收红外信号；

S3、判断当前接收到的红外信号编码：

若是编码Ⅰ或编码Ⅱ，则判断当前处于A区或B区；跳至步骤S4；

若是编码Ⅰ和编码Ⅱ，则判断当前处于C区，跳至步骤S5；

S4、机器人以大概垂直于红外光束的方向向C区前进，跳回步骤S2；

S5、机器人转向，使设置于充电口端的红外接收器Ⅲ可以接收到红外信号；

S6、机器人向充电口的朝向方向移动；

S7、判断是否对接上充电端口；

若已经对接成功，跳至步骤S8；

否则跳至步骤S6；

S8、结束。