CN110515383A - 自主充电的方法以及移动机器人 - Google Patents

Abstract

一种自主充电的方法，包括：通过移动机器人的图像采集单元在多个视角下对充电桩进行拍摄；根据多个视角下的图像，构建充电桩的三维轮廓，并确定在移动机器人运动的空间中充电桩的三维轮廓的位置；获取移动机器人的在空间中的当前前进方向；根据当前前进方向和充电桩的三维轮廓的位置，控制移动机器人朝向充电桩移动。依此实施，移动机器人可以利用充电桩的三维轮廓对充电桩进行识别和定位。实施本发明能减少红外线信号不准确导致对充电桩定位失败的问题，从而提高自主回充的效率。本申请还提供一种可以实施上述方法的移动机器人。

Description

自主充电的方法以及移动机器人

技术领域

本申请涉及智能控制领域，尤其涉及自主充电的方法以及移动机器人。

背景技术

现有技术中，利用红外信号定位充电桩和引导机器人。由于红外信号容易受到外界影响，会导致机器人错误判断充电桩的方位。这样会导致充电失败。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种自主充电的方法及移动机器人，能够提高移动机器人判断充电桩方位的准确性，提高自主充电的效率。

第一方面提供一种自主充电的方法，包括：通过移动机器人的图像采集单元在多个视角下对充电桩进行拍摄；根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角；

根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在另一种可能的实现方式中，所述根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；

当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面或所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面。

在另一种可能的实现方式中，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中的非水平表面。

在另一种可能的实现方式中，充电桩边框图像和充电桩前板图像的色差大于预设色差；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的深度不同；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的灰度值不同。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

在另一种可能的实现方式中，

充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的颜色不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的深度不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的灰度值不同，所述充电桩标记图像是指在充电桩图像中充电桩标记的图像。

在另一种可能的实现方式中，根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓包括：从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

在另一种可能的实现方式中，所述根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；

根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

在另一种可能的实现方式中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考线之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

第二方面提供一种移动机器人，具有实现第一方面或第一方面中的各种可能实现方式的功能。

第三方面提供一种移动机器人，包括：摄像模块，用于在多个视角下对充电桩进行拍摄；处理模块，用于根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；所述处理模块，还用于获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；所述处理模块，还用于根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。其中，移动机器人通过各模块可以实现第一方面或第一方面中的各种可能实现方式的功能。

第四方面提供一种可读存储介质，包括程序指令，当程序指令被调用后，执行如第一方面所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品；该计算机程序产品包括程序指令，当该计算机程序产品被移动机器人执行时，该移动机器人执行前述第一方面所述方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，在需要使用前述第一方面的任一种可能的设计提供的方法的情况下，可以下载该计算机程序产品并在移动机器人上执行该计算机程序产品，以实现第一方面所述方法。

依此实施，移动机器人利用充电桩的三维轮廓对充电桩进行识别和定位，由此可以减少红外线信号不准确导致对充电桩定位失败的问题，从而提高自主回充的效率。并且，移动机器人可以根据当前前进方向和充电桩图像的三维轮廓，控制移动机器人朝向充电桩移动，由此提供了一种根据充电桩图像的三维轮廓进行导航的方案，具有良好的可行性。

附图说明

图1为为根据本申请的一个实施例的移动机器人的一个示意图；

图2A为根据本申请的一个实施例的移动机器人的一个顶部示意图；

图2B为根据本申请的一个实施例的移动机器人的一个底部示意图；

图3为根据本申请的一个实施例的充电桩的一个示意图；

图4为根据本申请的一个实施例的带有充电桩标记的充电桩的一个示意图；

图5为根据本申请的一个实施例的自主充电方法的一个流程图；

图6为根据本申请的一个实施例的参考夹角的一个示意图；

图7为根据本申请的一个实施例的参考夹角的另一个示意图；

图8为根据本申请的一个实施例的移动机器人的另一个结构示意图。

具体实施方式

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作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。

需要说明的是，在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

参阅图1，本申请提供的移动机器人的一个实施例包括：图像采集单元110、电池单元120、驱动单元130、左轮131、右轮132、导向轮133、清扫单元140、处理单元150、存储单元160、障碍物检测单元170。

图像采集单元110用于捕获移动机器人工作环境中的图像。图像采集单元110包括，二维摄像头、三维摄像头中的一个或者多个摄像头。例如，一个二维摄像头可以被置于移动机器人的上表面，并且捕获移动机器人上方的图像，即，待工作空间的天花板的图像。

再例如，一个三维摄像头被置于移动机器人的前部，并且捕获移动机器人查看的三维图像，如图2A所示。三维图像包括关于从待捕获对象到待捕获对象的二维图像的距离的信息。可以采用立体相机模块或深度传感器模块作为三维摄像头。

图像采集单元110可以包括深度传感器111、RGB图像传感器112或结构光图像传感器113中的一个或多个。

深度传感器包括：二维摄像头，其捕获待捕获对象的图像；以及红外传感器，其向待捕获对象照射红外线，并且检测从待捕获对象反射的红外线的大小，从而测量二维图像中的待捕获对象的距离。而且深度传感器输出二维摄像头捕获的图像和红外传感器获得的距离信息。

RGB传感器112可以拍摄RGB图像，RGB图像也称为彩色图像。例如利用RGB传感器对充电桩进行拍摄得到包括充电桩的RGB图像。

结构光图像传感器113包括红外线收发模组。例如，红外线收发模组可以测量得到移动机器人到充电桩的距离。根据移动机器人到充电桩的距离生成充电桩的三维图像。

其中立体摄像头模块包括多个二维摄像头，并且使用多个二维摄像头捕获的图像之间的差异来确定关于待捕获对象的距离信息。而且，立体摄像头模块输出关于多个二维摄像头捕获的图像之一和待捕获对象之间的距离的信息。

图像采集单元110可以进一步包括图形处理器，其根据需要处理捕获的图像。如改变摄像头捕获的图像的尺寸或分辨率。

电源单元120包括充电电池、分别与充电电池连接的充电电路及充电电池的电极。充电电池的数量为一个或多个，充电电池可以为移动机器人提供运行所需的电能。电极可以设置在移动机器人的机身侧面或者机身底部。电池单元120还可以包括电池参数检测组件，电池参数检测组件用于检测电池参数，例如，电压、电流、电池温度等。在移动机器人的工作模式切换到回充模式时，移动机器人开始寻找充电桩，并利用充电桩为移动机器人充电。

驱动单元130包括用于施加驱动力的电机。驱动单元130连接清扫单元140、左轮131、右轮132和导向轮133。在处理单元150的控制下，驱动单元130可以驱动清扫单元140、左轮131、右轮132和导向轮133。或者，驱动单元130包括清扫驱动子单元、左轮驱动子单元、右轮驱动子单元和导向轮驱动单元，清扫驱动子单元与清扫单元140连接，左轮驱动子单元与左轮131连接，右轮驱动子单元与右轮132连接，导向轮驱动单元与导向轮133连接。

左轮131及右轮132(其中左轮、右轮也可以称为行进轮、驱动轮)分别以对称的方式居中地布置在移动机器人的机器主体的底部的相对侧。在执行清洁期间执行包括向前运动、向后运动及旋转的运动操作。导向轮133可设置在机器主体前部或者后部。

如图2B所示，清扫单元140包括：主刷141及一个或者多个边刷142。主刷安装在移动机器人的机体底部。可选地，主刷141是以滚轮型相对于接触面转动的鼓形转刷。边刷142安装在移动机器人的底面的前端的左右边缘部分。即，边刷142被大致安装在多个行进轮的前方。边刷142用于清扫主刷141不能清扫的清扫区域。而且，边刷142不仅可以原地旋转，而且可以被安装为向移动机器人的外部突出，以使得可以扩大移动机器人清扫的区域。

障碍物检测单元170用于对移动机器人的周侧环境进行检测，从而发现障碍物、墙面、台阶和用于对移动机器人进行充电的充电桩等环境物体。障碍物检测单元170还用于向控制模块提供移动机器人的各种位置信息和运动状态信息。障碍物检测单元170可包括悬崖传感器、超声传感器、红外传感器、磁力计、三轴加速度计、陀螺仪、里程计、LDS、超声波传感器、摄像头、霍尔传感器等。本实施例对障碍物检测单元170的个数及所在位置不作限定。

处理单元150设置在移动机器人的机体内的电路板上，可以根据障碍物检测单元170反馈的周围环境物体的信息和预设的定位算法，绘制移动机器人所处环境的即时地图。处理单元150还可以根据悬崖传感器、超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等装置反馈的距离信息和速度信息综合判断移动机器人当前所处的工作状态。处理单元150可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行本公开实施例中的自主充电方法。

存储单元160用于存储指令和数据，所述数据包括但不限于：地图数据、控制移动机器人操作时产生的临时数据，如移动机器人的位置数据、速度数据等等。处理单元150可以读取存储单元160中存储的指令执行相应的功能。存储单元160可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)。非易失性存储器可以包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)，固态硬盘(Solid State Drives，SSD)，硅磁盘驱动器(Silicon disk drive，SDD)，只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，磁带，软盘，光数据存储设备等。

可以理解的是，在一个或者多个实施例中，移动机器人还可以包括输入输出单元、位置测量单元、无线通信单元、显示单元等。

需要说明的是，移动机器人中的各单元或组件之间的连接关系不限于图1所示的连接关系。例如，处理单元150与其他单元或组件之间可以通过总线连接。

需要说明的是，移动机器人还可以包括其他单元或组件，或者，仅包括上述部分单元或组件，本实施例对此不作限定，仅以上述移动机器人为例进行说明。

图2A和2B分别为移动机器人10在两个不同视角的示意图。如图2A所示，图像采集单元110设置在移动机器人10的侧面，用于采集前方环境图像。如图2B所示，移动机器人10的底部设置有左轮131、右轮132，导向轮133、清扫单元140、电池单元120。清扫单元140包括主刷141和边刷142。用封盖将电池单元120中的充电电池封装在在移动机器人10的内部，防止其掉落。充电电池的电极121和电极122中的一个为正极，另一个为负极。

参阅图3，充电桩的一个实施例包括前板301、底板302和边框303。在该充电桩中，边框303设在前板301的周围。可选的，充电桩可以仅包括前板301和底板302，而不包括边框303。另一可选的，充电桩可以仅包括底板302。

在底板302上设有电极3021和电极3022，电极3021和电极3022中的一个为正极，另一个为负极。当充电桩的电极3021和电极3022分别与移动机器人的电极121和122对准时，通过充电桩可以为移动机器人10充电。可以理解的是，移动机器人的电极与充电桩的电极的对应关系可以根据实际情况进行设置。

其中底板302的底座部分带有一定坡度，便于移动机器人上桩。电极3021和电极3022设置在充电桩底座的正面，电极3021和电极3022用于为移动机器人提供充电接口。当移动机器人机身底面的充电电极与充电桩上的充电电极贴合时，充电桩对移动机器人进行充电。可选的，充电电极为条状。

充电桩上还可以设置用于识别充电桩的标记，标记可以是设置在充电桩表面的图形或者特征区域，或者是开设在充电桩表面的凹槽，或者是设置在充电桩表面的凸起。特征区域的位置均可以根据实际情况进行设置，例如设置在充电桩的前板、底板或者边框。特征区域的形状、材质、大小也可以根据实际情况设置。

如图4所示的充电桩，底板302和边框303如图3所示。在前板301的中部开设一个凹槽401作为充电桩标记。这样，在充电桩图像中，凹槽401的深度大于前板301的深度。根据实际情况可以调整凹槽的位置、形状和大小，本申请不作限定。

需要说明的是，充电桩还可以包括其他组成部分，或者，仅包括上述组成部分，本实施例对此不作限定，仅以上述充电桩为例进行说明。

在移动机器人10的一个实施例中，

图像采集单元110，用于在多个视角下对充电桩进行拍摄；

处理单元150，用于根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；

所述处理单元150，还用于获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；

所述处理单元150，还用于根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一些实施例中，

所述处理单元150，具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在另一种可能的实现方式中，

所述处理单元150，具体用于当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；

当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面或所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面。

在一些实施例中，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中的非水平表面。

在一些实施例中，充电桩边框图像和充电桩前板图像的色差大于预设色差；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的深度不同；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的灰度值不同。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述处理单元150，具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

在一些实施例中，

充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的颜色不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的深度不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的灰度值不同。

在一些实施例中，

所述处理单元150，具体用于从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

进一步的，所述处理单元150，具体用于根据多个视角下的图像生成点云；根据所述充电桩在三维参考坐标系中的高度，从所述点云中选取点云子集，所述点云子集中的最高点的高度值减去所述充电桩在三维参考坐标系中的高度得到的差值小于或等于预设阈值；根据预设的充电桩参数从所述点云子集中确定出充电桩的三维轮廓。

在一些实施例中，所述处理单元150具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述处理单元150具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

在现有技术中，充电桩发射红外线信号，移动机器人识别红外线信号之后对充电桩进行定位，然后按照规划路径朝向充电桩移动。但是，红外线容易被环境中的物体反射导致红外线信号分布不正确，例如红外线容易被浅色物体、白色物体或表面光滑的物体(如瓷砖)反射，此时移动机器人会对充电桩进行错误定位，移动到错误位置，由此需要花费更多时间进行导航，自主回充的效率较低。实施本申请，能够基于充电桩的特征重建充电桩的三维轮廓，并通过比对当前前进方向和所述三维轮廓的位置之间的位置关系，判断移动机器人与充电桩的位置关系，从而正确引导移动机器人的运动，对准充电桩，提高充电效率，减少环境因素的影响。

参阅图5，本申请提供自主充电的方法的一个实施例包括：

步骤501、通过移动机器人的图像采集单元在多个视角下对充电桩进行拍摄。

本实施例中，对于一个充电桩，移动机器人在多个方位可以拍摄充电桩图像，从而得到充电桩多个表面的图像。移动机器人在不同方位获取不同视角的图像，例如当移动机器人在充电桩的左侧时，可以获取充电桩的左视图，当移动机器人在充电桩的右侧时，可以获取充电桩的右视图。

其中，移动机器人通过处理单元150利用物体识别算法从拍摄图像中识别出充电桩。物体识别算法可以是采用特性点识别的方法，比如尺度不变特征变换(Scale-invariant feature transform，SIFT)算法、加速稳健特征(Speeded Up RobustFeatures，SURF)算法、harris特征算法、广义hough变换等，首先提取出环境图像中的特征点，然后与充电桩的特征进行匹配。物体识别算法还可以是基于深度学习的识别方法，采集大量包含充电桩的图片并标注出充电桩作为样本，进行模型训练，然后采用yolo等算法进行识别。本申请对物体识别算法不做任何限制。

步骤502、根据多个视角下的图像，构建充电桩的三维轮廓，并确定在移动机器人运动的空间中充电桩的三维轮廓的位置。

当获取多个视角下的图像之后，可以根据上述图像中充电桩多个表面的图像构建充电桩的三维轮廓。在本申请中，充电桩的三维轮廓是指在三维参考坐标系中充电桩的三维轮廓。当充电桩本体上设有充电桩标记时，充电桩的三维轮廓可以包括充电桩标记的三维轮廓。

移动机器人可以确定在移动机器人运动的空间中充电桩的三维轮廓的位置，即确定充电桩的地理坐标。可以理解的是，移动机器人还可以构建当前环境的地图，根据充电桩的地理坐标将充电桩的三维轮廓标记在地图中。

在本实施例中，移动机器人利用三维重建技术，并根据多个视角下的图像，构建充电桩的三维轮廓。其中三维重建技术包括，但不限于：被动式三维重建技术及主动式三维重建技术。被动式三维重建技术一般是利用周围环境如自然光的反射，使用图像采集单元获取图像，然后通过特定算法计算得到充电桩的立体空间信息。主动式三维重建技术是指利用如激光、声波、电磁波等光源或能量源发射至充电桩上，通过接收返回的光波来获取充电桩的深度信息。其中三维重建技术种的主动测距法包括，但不限于：莫尔条纹法、飞行时间法、结构光法和三角测距法等四种方法。对三维重建方法，本申请不作限定。

需要说明的是，步骤501至步骤502可以在回充模式下执行，也可以在非回充模式下执行。例如，移动机器人可以执行清扫功能时，执行步骤501至步骤502，从而预先构建充电桩的三维轮廓。

步骤503、获取移动机器人的在空间中的当前前进方向。

在一些实施例中，移动机器人可以利用陀螺仪或里程计获取移动机器人的在空间中的当前前进方向。

步骤504、根据当前前进方向和充电桩的三维轮廓的位置，控制移动机器人朝向充电桩移动。

在一些实施例中，移动机器人通过处理单元150可以判断，沿着当前前进方向是否可以到达充电桩的三维轮廓对应的地理坐标以及判断移动机器人沿着当前前进方向行进是否可以使充电桩的电极与移动机器人的电极对准，若可以，则移动机器人沿着当前前进方向移动到充电桩。若不可以，则移动机器人调整当前前进方向，直至沿着当前前进方向可以到达充电桩的三维轮廓对应的地理坐标。

具体的，移动机器人可以根据充电桩的电极在充电桩上的位置，确定可以使得充电桩的电极与移动机器人的电极对准的方位，将其作为预设方位。例如，当充电桩的电极设置在底板上，并且以底板的中轴线为对称轴，此时将充电桩的正前方作为预设方位。移动机器人可以判断当前前进方向是否为预设方位，由此调整当前前进方向，直至运动到当前前进方向为预设方位的位置。这样，当移动机器人沿着预设方位行进到达充电桩时，充电桩的电极与移动机器人的电极能够对准。当移动机器人沿着其他方位行进到达充电桩时，充电桩的电极与移动机器人的电极不能对准。另外，移动机器人还可以根据预设方位设置预设路径，例如，将充电桩的正前方作为预设方位时，将充电桩正前方的路径作为预设路径。然后根据当前运行路线与预设路径进行比较，若一致，则沿着当前运行路线到达充电桩时，充电桩的电极与移动机器人的电极能够对准；若不一致，则沿着当前运行路线到达充电桩时，充电桩的电极与移动机器人的电极不能对准。

在一些实施例中，除了底板之外，还可以根据充电桩的其他部分来确定预设方位。例如，充电桩的前板是左右对称的结构，以前板的中轴线为对称轴，且前板的中轴线与底板的中轴线在同一个面上，这样就可以根据充电桩的三维轮廓中的前板轮廓确定充电桩的正前方为预设方位。同理，也可以根据充电桩前板或底板上的充电桩标记设置预设方位。设置预设方位的方法不限于以上举例，本申请不作限定。

可选的，在移动机器人距离充电桩的距离小于或等于预设距离时，执行步骤501至步骤504；在移动机器人距离充电桩的距离大于预设距离时，移动机器人可以在识别出充电桩的特征点之后，利用测距法，根据充电桩的特征点确定充电桩的位置。或者，移动机器人根据充电桩的深度图像对充电桩进行定位，然后根据充电桩在地图中的位置生成运行路径，沿着运行路径移动到充电桩附近。在充电桩附近，移动机器人可以根据当前前进方向和充电桩的三维轮廓的位置进行导航。

本实施例中，移动机器人利用充电桩的三维轮廓对充电桩进行识别和定位，由此可以减少红外线信号不准确导致对充电桩定位失败的问题，从而提高自主回充的效率。

其次，移动机器人可以根据当前前进方向和充电桩的三维轮廓的位置，由此提供了一种根据当前前进方向和充电桩的三维轮廓的位置进行导航的方案，具有良好的可行性。

在一种可能的实现方式中，步骤504包括：根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

本实施例中，第一预设角度是指参考面与预设方位之间的夹角。

当参考夹角的角度和第一预设角度不同时，控制移动机器人移动，实时更新充电桩图像中参考夹角的角度；当参考夹角的角度和第一预设角度相同时，表示移动机器人正对充电桩的预设方位，移动机器人沿着预设方位移动到达充电桩时，移动机器人的充电电极可以对准充电桩的电极，以进行充电。

参考面是指充电桩的三维轮廓的轮廓线形成的非水平表面，其对应于在充电桩中不平行于水平面的表面。

当充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓时，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面或所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面。

当充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓、充电桩底板的三维轮廓和充电桩边框的三维轮廓时，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面、所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面或充电桩边框的三维轮廓中的非水平表面。

当充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓、充电桩底板的三维轮廓和充电桩标记的三维轮廓时，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面、所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面或充电桩标记的三维轮廓中的非水平表面。

进一步的，所述根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

本实施例中，当所述参考夹角的角度等于第一预设角度时，可以控制移动机器人按照第一预设角度对应的方位，向充电桩移动。当移动机器人按照第一预设角度对应的方位运行时，移动机器人可以实时获取参考夹角的角度，以保证参考夹角等于第一预设角度。

当所述参考夹角的角度不等于第一预设角度时，移动机器人调整移动方向。例如，控制移动机器人横向移动，直至在新位置上确定的参考夹角等于第一预设角度。可以理解的是，从第一位置移动到第二位置的过程中，可以实时更新参考夹角的角度，从而判断当前前进方向与参考面之间的夹角是否为第一预设角度。

为了确定当前前进方向与参考面的参考夹角的角度，可以建立一个坐标系，如图6所示，以充电桩前面为参考面，以充电桩前面上平行于水平面的向右向量作为参考向量。

在该坐标系中，当前移动方向为从左向右且当前移动方向平行于充电桩的前面，则该参考夹角记为0度。当前移动方向为从右向左且当前移动方向平行于充电桩的前面，则该参考夹角记为180度。当移动机器人在充电桩的左侧，当前前进方向指向充电桩时，该参考夹角小于90度，当移动机器人在充电桩的右侧，当前前进方向指向充电桩时，该参考夹角大于90度且不大于180度。当该参考夹角为90度时，表明移动机器人在充电桩的正前方。即，当移动机器人在充电桩左侧时，移动机器人要沿着夹角变大的方向移动，直至参考夹角等于90度。当移动机器人在充电桩右侧时，移动机器人要沿着夹角变小的方向移动，直至参考夹角等于90度。

图6为移动机器人的当前前进方向与参考面之间的夹角的一个示意图，为便于理解，图6未示出充电桩底板的轮廓。如图6所示，移动机器人10在充电桩前板301的左侧，移动机器人10选取充电桩前板301的前面作为参考面，参考面上平行于水平面的向右向量记为参考向量。当前前进方向对应的向量记为行进向量。行进向量与参考向量之间的夹角即为当前前进方向与参考面之间的参考夹角。

移动机器人确定行进向量与参考向量之间的夹角，将其与预设角度进行比较，预设角度为90度。从图6可以看出，上述夹角θ小于90度，根据上述比较结果控制移动机器人向右移动，在此过程中上述夹角的角度增大，直至夹角等于90度，此时移动机器人10到达充电桩前板301的正前方。然后控制移动机器人向前运动，当移动机器人10到达充电桩时，移动机器人的电极与充电桩的电极可以对准。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面或所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面。例如，参考面可以是充电桩前板的三维轮廓中的前面、后面、左侧面或右侧面，还可以是充电桩底板的三维轮廓中的前面、后面、左侧面或右侧面。可以理解的是，当充电桩靠墙设置时，可以不选取充电桩前板的三维轮廓中的后面和充电桩底板的三维轮廓中的后面作为参考面。

在任意一个地理位置，移动机器人可以调整拍摄角度，从而获得充电桩的多个图像。在不同的拍摄角度采集到的充电桩的轮廓线条会有差异，这样根据充电桩的轮廓线条确定的参考夹角有差异。为了保证一个位置有唯一的参考夹角，本申请提供以下方法，使得地理位置与参考夹角是一一对应的。

在一些实施例中，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

本实施例中，在每个视角拍摄得到图像记为环境图像，当其中所充电桩前板的图像的中轴线与环境图像的中轴线重合时，这样在当前位置提取的当前前进方向与充电桩参考面之间的参考夹角是唯一的。

当充电桩前板图像的中轴线与环境图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离，表示充电桩前板图像的中轴线与环境图像的中轴线接近重合。可以理解的是，根据实际需要设置预设距离，以避免根据充电桩图像提取的参考夹角不够准确的情况。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中的非水平表面。例如，参考面可以是充电桩前板的三维轮廓中的前面、后面、左侧面或右侧面，或者是充电桩底板的三维轮廓中的前面、后面、左侧面或右侧面，或者是充电桩边框的三维轮廓中的前面、后面、左侧面或右侧面。可以理解的是，当充电桩靠墙设置时，可以不选取充电桩的三维轮廓中前板后面、底板后面和边框后面作为参考面。

本实施例中，充电桩边框图像和充电桩前板图像的色差大于预设色差，或者，充电桩边框图像和充电桩前板图像的深度不同；或者，充电桩边框图像和充电桩前板图像的灰度值不同，这样利用物体识别算法从图像中提取上述图像特征(如色差，深度或灰度值)时，能够提高识别边框或者充电桩前板的准确率，由此提高识别充电桩的效率。

在一些实施例中，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的色差大于预设色差；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的深度不同；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的灰度值不同，或者以上情况的组合。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

本实施例中，第二预设角度是指：用于作为参考面的充电桩标记的表面与预设方位之间的夹角。

将移动机器人的当前前进方向与充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角与第二预设角度进行比较，若相同，则表示移动机器人正对充电桩标记的预设方位，移动机器人沿着预设方位移动到达充电桩时，移动机器人的充电电极可以对准充电桩的电极，以进行充电。

其中，参考面可以是充电桩前板的前面、后面、左侧面或右侧面，或者是充电桩底板的前面、后面、左侧面或右侧面，或者是充电桩标记的前面、后面、左侧面或右侧面。可以理解的是，当充电桩靠墙设置时，可以不选取前板后面、底板后面和标记后面作为参考面。

在一些实施例中，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的颜色不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的深度不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的灰度值不同，或者以上情况的组合。其中，充电桩标记图像是指在充电桩图像中充电桩标记的图像。这样利用物体识别算法从图像中提取上述标记特征(如色差，深度或灰度值)时，能够提高识别充电桩标记的准确率，由此提高识别充电桩的效率。

在一些实施例中，从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

具体的，根据多个视角下的图像生成点云；根据所述充电桩在三维模型参考坐标系中的高度，从所述点云中选取点云子集，所述点云子集中的最高点的高度值减去所述充电桩在三维参考坐标系中的高度得到的差值小于或等于预设阈值；根据预设的充电桩参数从所述目标点云中确定出充电桩的三维轮廓。三维参考坐标系是指在移动机器人按照比例对空间进行模拟的坐标系，比例的取值可以根据需要设定，本申请不做限定。

对于一个充电桩，移动机器人在每个视角下可以拍摄一张或多张图像，然后根据多个视角下的图像可以生成包括充电桩特征点的点云。根据充电桩的高度，可以确定其在三维参考坐标系中的高度，然后按照其在三维参考坐标系中的高度选取点云子集，然后根据充电桩的充电桩参数与点云子集中的特征点进行匹配，从点云子集中提取出充电桩的三维轮廓。可以理解的是，点云子集中最高点的高度等于充电桩在三维参考坐标系中的高度，或者略高于充电桩在三维参考坐标系中的高度。

与直接从点云中提取充电桩的三维轮廓相比，以上方法可以去除不属于充电桩的特征点，从而减少无效特征点的匹配，从而提高构建充电桩的三维轮廓的效率。

在一些实施例中，步骤504包括：根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

本实施例中，参考线可以是在充电桩的三维轮廓的非水平表面中与水平面平行的直线，或者是在充电桩的三维轮廓中非水平表面的法线。

第三预设角度是指：根据充电桩的三维轮廓中的参考面提取的参考线与预设方位之间的夹角。当参考夹角的角度和第三预设角度不同时，控制移动机器人移动，实时更新充电桩图像中参考夹角的角度；当参考夹角的角度和第三预设角度相同时，表示移动机器人正对充电桩的预设方位，移动机器人沿着预设方位移动到达充电桩时，移动机器人的充电电极可以对准充电桩的电极，以进行充电。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考线之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

本实施例中，第四预设角度是指充电桩标记的非水平表面的法线与预设方位之间的夹角。

当参考夹角的角度和第四预设角度不同时，控制移动机器人移动，实时更新充电桩图像中参考夹角的角度；当参考夹角的角度和第四预设角度相同时，表示移动机器人正对充电桩的预设方位，移动机器人沿着预设方位移动到达充电桩时，移动机器人的充电电极可以对准充电桩的电极，以进行充电。

以充电桩前板的前面的法向量为基准，该法向量的方向为背向充电桩前板的方向。当前移动方向对应的向量记为行进向量。行进向量与法向量之间的夹角记为当前前进方向与参考线之间的夹角。

当前移动方向为从左向右且平行于充电桩的前面，则行进向量与法向量之间的夹角为90度，当前移动方向垂直于充电桩的前面且与法向量方向相反，则行进向量与法向量之间的夹角记为180度。行进向量垂直于充电桩的前面且与法向量方向相同，则行进向量与法向量之间的夹角记为0度。

图7为移动机器人的当前前进方向与参考线之间的夹角的一个示意图，为便于理解，图7未示出充电桩底板的轮廓。如图7所示，移动机器人10在充电桩前板301的左侧，当前前进方向指向充电桩，夹角θ大于90度且不大于180度，此时移动机器人需要向右移动，调整夹角使得夹角变大直至夹角等于180度，此时移动机器人10位于充电桩前板301的正前方。另外，当移动机器人10在充电桩前板的右侧，当前前进方向指向充电桩时，夹角θ大于180度且不大于270度，此时移动机器人需要向左移动，调整夹角使得夹角变小直至夹角等于180度，此时移动机器人10达到充电桩前板301的正前方。

充电桩的三维轮廓中的参考线及参考面的选择有多种。因此，为了提高判断移动机器人与充电桩位置关系的准确性，在一些实施例中，移动机器人可以按照预设规则从充电桩的三维轮廓中选取参考面或者参考线。所述预设规则包括，但不限于：参考面或者参考线的清晰度、参考面或者参考线的完整性等等。在其他实施例中，移动机器人可以从随机选择一个符合条件的面作为参考面或者随机选择一个符合条件的线作为参考线。

参阅图8，移动机器人80为本申请提供的移动机器人的另一个实施例。移动机器人80包括：

摄像模块801，用于在多个视角下对充电桩进行拍摄；

处理模块802，用于根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；

所述处理模块802，还用于获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；

处理模块802，还用于根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，

处理模块802，具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一些实施例中，

处理模块802，具体用于当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；

当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面或所述充电桩底板的三维轮廓的非水平表面。

在一些实施例中，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面。

在一些实施例中，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的色差大于预设色差；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的深度不同；或者，所述充电桩边框图像和充电桩前板图像的灰度值不同。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

处理模块802，具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

在一些实施例中，

充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的颜色不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的深度不同；或者，所述充电桩标记图像与所述充电桩标记的周围区域的图像的灰度值不同，或者以上情况的组合；其中，充电桩标记图像是指在充电桩图像中充电桩标记的图像。

在一些实施例中，所述处理模块802，具体用于从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

进一步的，所述处理模块802，具体用于根据多个视角下的图像生成点云；根据所述充电桩在三维参考坐标系中的高度，从所述点云中选取点云子集，所述点云子集中的最高点的高度值减去所述充电桩在三维参考坐标系中的高度得到的差值小于或等于预设阈值；根据预设的充电桩参数从所述点云子集中确定出充电桩的三维轮廓。

在一些实施例中，所述处理模块802具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

在一些实施例中，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述处理模块802具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

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，装置和方法，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。另一点，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，可以是电性，机械或其它的形式。

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实施例方案的目的。

另外，在本申请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，本申请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个设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备、机器人、单片机、芯片等)等)执行本申请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、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (25)

1.一种移动机器人，其特征在于，包括：

图像采集单元，用于在多个视角下对充电桩进行拍摄；

处理单元，用于根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；

所述处理单元，还用于获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；

所述处理单元，还用于根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，

所述处理单元，具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中的参考面之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，

所述处理单元，具体用于当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置处移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；

当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中的非水平表面，或所述充电桩底板的三维轮廓中的非水平表面。

5.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

6.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中的非水平表面。

7.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述处理单元，具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的移动机器人，其特征在于，

所述处理单元，具体用于从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

9.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述处理单元具体用于根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

10.根据权利要求9所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

11.根据权利要求9或10所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

12.根据权利要求9或10所述的移动机器人，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述处理单元具体用于根据所述充电桩标记的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

13.一种自主充电的方法，其特征在于，包括：

通过移动机器人的图像采集单元在多个视角下对充电桩进行拍摄；

根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓，并确定在所述移动机器人运动的空间中所述充电桩的三维轮廓的位置；

获取所述移动机器人的在所述空间中的当前前进方向；

根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角；

根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

当所述参考夹角的角度不等于预设角度时，控制所述移动机器人从在所述多个视角下拍摄图像的第一位置处移动至第二位置处，再控制所述移动机器人从所述第二位置移动至所述充电桩，其中在所述第二位置处确定的所述参考夹角的角度等于所述预设角度；

当所述参考夹角的角度等于预设角度时，控制所述移动机器人从所述第一位置处移动至所述充电桩。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在每个视角拍摄得到的图像的中轴线与其中充电桩前板图像的中轴线之间的距离小于或等于预设距离。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考面为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考面之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面之间的参考夹角。

20.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，根据多个视角下的图像，构建所述充电桩的三维轮廓包括：

从所述多视角下的图像中选取包含所述充电桩图像的部分图像数据，根据选取的部分图像数据，构建所述充电桩的三维轮廓。

21.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前前进方向和所述充电桩的三维轮廓的位置，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动包括：

根据所述充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩的三维轮廓中参考线之间的参考夹角；

根据所述参考夹角的角度和预设角度的差异，控制所述移动机器人朝向所述充电桩移动。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓包括充电桩前板的三维轮廓和充电桩底板的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩前板的三维轮廓中非水平表面的法线，或所述充电桩底板的三维轮廓中非水平表面的法线。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩边框的三维轮廓，所述参考线为所述充电桩边框的三维轮廓中非水平表面的法线。

24.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述充电桩的三维轮廓还包括充电桩标记的三维轮廓；

所述根据充电桩的三维轮廓的位置，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩中的参考线之间的参考夹角包括：

根据所述充电桩标记的三维轮廓，确定所述移动机器人的前进方向和所述充电桩标记的非水平表面的法线之间的参考夹角。

25.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令用于供调用后执行如权利要求13至24中任一项所述的方法。