CN110597249B - 一种机器人及其回充定位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种机器人的回充定位方法包括：根据检测到的识别点，估计第一识别线的方向角；根据所述第一识别线所对应的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。使得机器人定位时可以免于环境光线干扰，有利于提高机器人的定位精度，提高机器人回充操作的准确度和可靠性。

Description

一种机器人及其回充定位方法和装置
技术领域
本申请属于机器人领域，尤其涉及一种机器人及其回充定位方法和装置。
背景技术
为了提高机器人使用的智能性，包括如服务机器人或巡检机器人等众多的机器人都设定有自动回充功能。当机器人完成任务，或者机器人电量低于一定值时，机器人自动寻找充电桩进行充电。即通过机器人寻找机器人周围的充电桩，自动移动至充电桩前方，登录充电桩并接通电源。
为了可靠的将机器人移动至充电桩位置，需要对机器人进行定位。目前的定位方式包括红外定位、视觉定位等方式，在定位过程中容易受到环境光线的干扰，可能会影响机器人回充的定位精度，不利于准确可靠的完成机器人的自动回充操作。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其回充定位方法和装置，以解决现有技术中环境影响机器人回充的定位精度，不利于准确可靠的完成机器人的自动回充操作的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的回充定位方法，应用于机器人识别一充电区域，所述充电区域包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，所述充电区域中包括一充电桩，所述充电桩设置充电接口，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，所述机器人的回充定位方法包括：
根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角；
根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角的步骤包括：
获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列的步骤包括：
确定第一识别线的中部区域的识别点为中点，向第一识别线的两个方向依次选择识别点，由选择的识别点与中点构成第一线段；
获取第一线段的方向角，确定第一线段的方向角与估计的第一识别线的方向角的差值；
如果所述差值大于预定值，则以当前选择的识别点的前一识别点作为识别点序列的端点，根据所识别的端点确定识别点序列。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点的步骤包括：
根据识别点序列的其中一个端点、雷达的零度识别点以及零度识别点与所述端点之间的中部识别点，构成以中部识别点为顶点的第一夹角；
确定所述第一夹角最小时所对应的中部识别点为分割点。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置的步骤包括：
根据所述分割点确定第一识别线的中点的坐标；
计算所述第一识别线相对于雷达坐标系的坐标轴的第二夹角；
根据所述中点坐标和所述第二夹角，将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标。
结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述根据所述中点坐标和所述第二夹角，将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标的步骤包括：
根据转换矩阵
Figure BDA0002178055150000031
将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标，其中，ang为第一识别线相对于雷达坐标系的横轴的第二夹角，(xO'，yO')为雷达坐标系下的识别区域的第一识别线的中点坐标。
本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的回充定位装置，应用于机器人识别一充电区域，所述充电区域包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，所述充电区域中包括一充电桩，所述充电桩设置充电接口，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，所述机器人的回充定位装置包括：
方向角估计单元，用于根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角；
识别点序列确定单元，用于根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
分割点确定单元，用于根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
拟合单元，用于对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
相对位置确定单元，用于根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述方向角估计单元包括：
识别点获取子单元，用于获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
端点坐标确定子单元，用于根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
方向角计算子单元，用于根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
本申请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如第一方面任一项所述机器人的回充定位方法的步骤。
本申请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如第一方面任一项所述机器人的回充定位方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过设定充电区域，且所述充电区域包括第一识别面，以及由第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，在充电区域设置有充电桩，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，通过机器人雷达检测到雷达信号的识别点，估计第一识别线的方向角，并根据所述方向角确定识别区域的识别点序列，然后进一步获取识别点序列的分割点，对分割后的第一识别线的识别点进行拟合得到第一识别线的直线方程，结合第一识别线的中间点来确定机器人的相对位置，从而使得机器人定位时可以免于环境光线干扰，有利于提高机器人的定位精度，提高机器人回充操作的准确度和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种充电区域的水平截面的形状示意图；
图2是本申请实施例提供的又一充电桩桩水平截面的形状示意图；
图3是本申请实施例提供的机器人的雷达探测示意图；
图4是本申请实施例提供的一种机器人的回充定位方法的实现流程示意图；
图5是本申请实施例提供的机器人的雷达坐标系与充电桩坐标系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种估计第一识别线的方向角的实现流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种确定识别点序列的实现流程示意图；
图8为本申请实施例提供的一种通过夹角变化来确定分割点的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种机器人的回充定位装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的机器人的示意图。
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，以便透彻理解本申请实施例。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申请。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申请的描述。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本申请机器人的回充定位方法的充电区域的水平截面示意图，如图1所示，所述充电区域的水平面包括充电桩的充电接口101和充电的识别区域102，所述充电的识别区域102的可以包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，在充电桩水平截面分别相交于第一识别线1021和第二识别线1022和第三识别线1023，其中，所述第二识别线1022、第三识别线1023与所述第一识别线1021之间可以为垂直关系，也可以夹角大于90度的非垂直关系，比如图2中的第一识别线1021与第二识别线1022、第三识别线1023之间的平角均大于90度。
另外，如图3所示，本申请所述机器人安装有雷达探测器。所述雷达探测器可以为激光雷达等。所述雷达探测器可以安装在机器人正前方，可以建立以雷达探测器正前方为X轴、雷达为中心点的雷达极坐标系，所述激光雷达的位置与所述机器人中心可以不重合。所述雷达探测器可以X轴为中心，根据预定的扫描范围进行扫描。比如使用SICK571激光雷达，扫描范围为±270度，角度分辨率为0.33度，每一帧数据可以有811个距离值，用数组的d[i]表示第i个点的距离值(其中i＝0～810，)，theta(i)表示第i个点的方向角度时，其中d(0)可以代表-270度的距离值，d(810)可以代表+270度的距离值，d(405)可以代表0度的距离值。将所述雷达极坐标系转换为笛卡尔坐标系时，计算识别区域的识别点坐标可以表示为：
point_x(i)＝d(i)*cos(theta(i))
point_y(i)＝d(i)*sin(theta(i))
图4为本申请实施例提供的一种机器人的回充定位方法的实现流程示意图，详述如下：
在步骤S401中，根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角；
具体的，本申请可以预先确定充电桩的大体方位，根据所述大体方位，使得机器人雷达探测器指向所述充电桩的第一识别线。本申请通过机器人设置的雷达探测器检测到识别点时，可以检测得到识别点与机器人的雷达探测器之间的距离和方位，根据机器人的雷达坐标系，可以确定所述识别点的坐标。如图5所示，所述机器人的雷达坐标系为XOY，所述充电桩坐标系为X’O’Y’。其中，估计所述识别区域的第一识别线的方向角的具体步骤，可以如图6所示，包括：
在步骤S601中，获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
通过雷达探测器所探测到的多个识别点，可以构成机器人的识别区域。由于第一识别线位于识别区域的中部，可以根据中部主体区域的方向，作为所述第一识别线的模糊方向。所述中部主体，可以采用所述第一识别线来确定。所述中部主体区域的方向，可以通过所述第一识别线的指向来确定。比如，图1和图2中的中部主体区域的方向即为左右方向。
在步骤S602中，根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
根据所估计的中部主体的方向，可以确定中部主体的两个端点。即两个端点位于所述中部主体所在的方向范围(可以通过预设的主体区域的方向所确定的距离范围来确定是否属于中部主体)，且位于所述中部主体的方向的最外端。
在步骤S603中，根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
在确定中部主体方向的最外端的端点时，则可以根据两个端点来计算第一识别线的方向角，比如，(xst,yst)、(xen,yen)分别是识别区域的中部主体的方向的最后一个点坐标，那么所述第一识别线的方向角为：
angle＝atan2(yen-yst,xen-xst)。
当然，还可以机器学习的方式，训练机器人检测的识别点所构成的外形与第一识别线的方向角的匹配关系，快速的确定所述第一识别线的方向角。
在步骤S402中，根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
在机器人获取到多个识别点时，可能包括非识别区域的杂质识别点或者远离第一识别线的识别点，为了有效的对识别点进行筛选，可以如图7所示，包括：
在步骤S701中，确定第一识别线的中部区域的识别点为中点，向第一识别线的两个方向依次选择识别点，由选择的识别点与中点构成第一线段；
所述识别点中点，可以为机器人雷达的零度方向所对准的中部区域的识别点，或者用户预先设定的特定识别点(比如距离特定等)。所述中部区域可以为中间点为中心，第一识别线的预定比例的长度为半径所确定的范围。
在步骤S702中，获取第一线段的方向角，确定第一线段的方向角与估计的第一识别线的方向角的差值；
在步骤S703中，如果所述差值大于预定值，则以当前选择的识别点的前一识别点作为识别点序列的端点，根据所识别的端点确定识别点序列。
在确定识别点中点后，两第一识别线的两侧依次选择识别点，并将选择的识别点与中点构成第一线段，将所述第一线段的方向角与估计的第一识别线的方向角进行比较，确定两者的角度差值，如果所述角度差值大于预定值，比如15度，则表示当前的识别点距离第一识别线较远，可以去除距离第一识别线较远的侧边线段的识别点。
一旦检测到识别点不满足所计算的角度要求时，则停止对识别点进行检测，并将当前检测到的识别点的前一识别点作为识别点序列的端点。即可通过中点向两侧分别确定一个识别点序列的端点。
在步骤S403中，根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
确定所述分割点时，可以识别点序列的其中一个端点、雷达的零度识别点以及零度识别点与所述端点之间的中部识别点，构成以中部识别点为顶点的第一夹角；确定所述第一夹角最小时所对应的中部识别点为分割点。当然，也可以端点为顶点构成的夹角最大时对应的识别点为分割点。
比如图8所示，假设雷达零度点Z位于第一识别线中，N1和N2分别是识别点区域两端的端点，在端点N1与Z构成的中间区域中任意选择一个中部识别点，构成第一角度即gama角，当gama角最小时所对应的中部识别点，即为第一识别线与侧边线段的一个分割点。
在步骤S404中，对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
假设第一识别线的直线方程为yi＝aixi+bi，由于分割后的第一识别线包括多个识别点，可以通过最小二乘法等拟合的方式，拟合得到第一识别线所对应的直线方程。
在步骤S405中，根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。
根据拟合后的直线方程，以及所确定的分割点，可以得到位于所述直线方程上的中间点，即对分割点的坐标值计算平均值后，再对计算的平均值拟合至所述直线方程，得到所述第一识别线的中点坐标。结合所述直线方程可以确定第一识别线与雷达坐标系的X轴的第二夹角ang，根据所确定的第二夹角以及中点的坐标，即可得到将雷达坐标系下的坐标转换为充电桩坐标系的坐标的转换矩阵，所述转换矩阵可以为：
Figure BDA0002178055150000101
其中，(xO'，yO')为雷达坐标系下的识别区域的第一识别线的中点坐标另外，为了进一步提高机器人的定位精度，如果机器人中心点距离雷达的距离为L，还可以将根据以下公式，计算机器人中心在充电桩坐标系中的坐标：
Figure BDA0002178055150000102
本申请通过设定充电桩的水平截面由三条线段构成的]形的识别区域，在第一识别线的中部设定充电接口，通过机器人雷达检测到雷达信号的识别点，估计第一识别线的方向角，并根据所述方向角确定识别区域的识别点序列，然后进一步获取识别点序列的分割点，对分割后的第一识别线的识别点进行拟合得到第一识别线的直线方程，结合第一识别线的中间点来确定机器人的相对位置，从而使得机器人定位时可以免于环境光线干扰，有利于提高机器人的定位精度，提高机器人回充操作的准确度和可靠性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图9为本申请实施例提供的一种机器人的回充定位装置的结构示意图，应用于机器人识别一充电区域，所述充电区域包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，所述充电区域中包括一充电桩，所述充电桩设置充电接口，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，所述机器人的回充定位装置包括：
方向角估计单元901，用于根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角；
识别点序列确定单元902，用于根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
分割点确定单元903，用于根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
拟合单元904，用于对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
相对位置确定单元905，用于根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。
优选的，所述方向角估计单元包括：
识别点获取子单元，用于获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
端点坐标确定子单元，用于根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
方向角计算子单元，用于根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
图9所述机器人的回充定位装置，与图4所述的机器人的回充定位方法对应。
图10是本申请一实施例提供的机器人的示意图。如图10所示，该实施例的机器人10包括：处理器100、存储器101以及存储在所述存储器101中并可在所述处理器100上运行的计算机程序102，例如机器人的回充定位程序。所述处理器100执行所述计算机程序102时实现上述各个机器人的回充定位方法实施例中的步骤。或者，所述处理器100执行所述计算机程序102时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序102可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器101中，并由所述处理器100执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序102在所述机器人10中的执行过程。例如，所述计算机程序102可以被分割成：
方向角估计单元，用于根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角；
识别点序列确定单元，用于根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
分割点确定单元，用于根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
拟合单元，用于对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
相对位置确定单元，用于根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置。
所述机器人可包括，但不仅限于，处理器100、存储器101。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是机器人10的示例，并不构成对机器人10的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述机器人还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器100可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal 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。
所述存储器101可以是所述机器人10的内部存储单元，例如机器人10的硬盘或内存。所述存储器101也可以是所述机器人10的外部存储设备，例如所述机器人10上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器101还可以既包括所述机器人10的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器101用于存储所述计算机程序以及所述机器人所需的其他程序和数据。所述存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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。
所述集成的模块/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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述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精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器人的回充定位方法，应用于机器人识别一充电区域，其特征在于，所述充电区域包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，所述充电区域中包括一充电桩，所述充电桩设置充电接口，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，所述机器人的回充定位方法包括：
根据机器人预设雷达所检测到的识别点，估计识别区域的第一识别线的方向角，所述第一识别线的方向角为机器人的位置到第一识别线的两端的直线所构成的夹角；
根据所述第一识别线所对应的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置；
所述根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点的步骤包括：
根据识别点序列的其中一个端点、雷达的零度识别点以及零度识别点与所述端点之间的中部识别点，构成以中部识别点为顶点的第一夹角；
确定所述第一夹角最小时所对应的中部识别点为分割点。
2.根据权利要求1所述的机器人的回充定位方法，其特征在于，所述根据机器人雷达所检测到的识别点，估计所述识别区域的第一识别线的方向角的步骤包括：
获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
3.根据权利要求1所述的机器人的回充定位方法，其特征在于，所述根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列的步骤包括：
确定第一识别线的中部区域的识别点为中点，向第一识别线的两个方向依次选择识别点，由选择的识别点与中点构成第一线段；
获取第一线段的方向角，确定第一线段的方向角与估计的第一识别线的方向角的差值；
如果所述差值大于预定值，则以当前选择的识别点的前一识别点作为识别点序列的端点，根据所识别的端点确定识别点序列。
4.根据权利要求1所述的机器人的回充定位方法，其特征在于，所述根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置的步骤包括：
根据所述分割点确定第一识别线的中点的坐标；
计算所述第一识别线相对于雷达坐标系的坐标轴的第二夹角；
根据所述中点坐标和所述第二夹角，将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标。
5.根据权利要求4所述的机器人回充定位方法，其特征在于，所述根据所述中点坐标和所述第二夹角，将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标的步骤包括：
根据转换矩阵
Figure FDA0003681896810000031
将所述机器人的位置转换为充电桩坐标系的坐标，其中，ang为第一识别线相对于雷达坐标系的横轴的第二夹角，(xO'，yO')为雷达坐标系下的识别区域的第一识别线的中点坐标。
6.一种机器人的回充定位装置，应用于机器人识别一充电区域，其特征在于，所述充电区域包括第一识别面及自第一识别面同向延伸的第二识别面和第三识别面，所述充电区域中包括一充电桩，所述充电桩设置充电接口，所述第一识别面、第二识别面和第三识别面与充电桩的水平截面分别相交于第一识别线、第二识别线和第三识别线，所述机器人的回充定位装置包括：
方向角估计单元，用于根据机器人雷达所检测到的识别点，估计识别区域的第一识别线的方向角；
识别点序列确定单元，用于根据所述第一识别线的方向角，确定所述识别区域的识别点序列；
分割点确定单元，用于根据位于第一识别线的雷达零度点、识别点序列端点以及识别点序列中的识别点构成的第一夹角的变化，确定所述识别点序列中的分割点；
拟合单元，用于对分割后的识别点序列进行拟合，得到第一识别线相对于雷达坐标系的直线方程；
相对位置确定单元，用于根据所述分割点和所述直线方程确定所述第一识别线的中间位置坐标，根据所述中间位置坐标和所述直线方程确定机器人的相对位置；
所述分割点确定单元包括：
第一夹角构成单元，用于根据识别点序列的其中一个端点、雷达的零度识别点以及零度识别点与所述端点之间的中部识别点，构成以中部识别点为顶点的第一夹角；
分割点确定子单元，用于确定所述第一夹角最小时所对应的中部识别点为分割点。
7.根据权利要求6所述的机器人的回充定位装置，其特征在于，所述方向角估计单元包括：
识别点获取子单元，用于获取机器人雷达所采集识别点，估计所述识别区域的中部主体的方向；
端点坐标确定子单元，用于根据所估计的中部主体的方向，获取位于所述方向的两端的两个识别点相对于雷达坐标系的坐标；
方向角计算子单元，用于根据所获取的两个识别点的坐标计算所述第一识别线的方向角。
8.一种机器人，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5任一项所述机器人的回充定位方法的步骤。
9.一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5任一项所述机器人的回充定位方法的步骤。
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