CN111403989B - 一种充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质，将机器人上的第一充电部件设置在机器人底盘后侧，由于第一充电部件被设置在机器人底盘的后侧，因此，可以提升机器人的美观程度；且可以在不增加机器人成本的同时，利用机器人底盘前侧的信号检测器使得底盘正向面对充电设备，然后通过原地旋转，使得底盘正向背对充电设备，进而保证在底盘直线后退后第一充电部件与第二充电部件能顺利配合，实现机器人的自动充电；而且机器人充电时很大概率是背向充电设备所在的角落，正面朝向用户可能处在的位置，这不仅可以提升用户视觉方面的感受，而且能够方便用户向机器人下发指令对机器人进行控制，提升了用户体验。

Description

一种充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质。

背景技术

随着机器人技术的逐渐成熟，机器人已经逐渐应用于工业生产及民用生活中，例如工厂己经开始大批量使用工业机器人，用来替代工厂中的操作工人，在降低人力成本的同时提高生产的效率与准确率。在民用领域，服务机器人可以向用户提供接待、送餐等多种服务。机器人在工作过程中其所处位置并不是固定的，尤其是服务机器人，通常需要在移动的过程中向用户提供服务，所以，机器人基本都是通过蓄电池供电。因此，当蓄电池的电量不足时，需要对机器人进行充电。机器人可以通过充电底座、充电桩等充电设备进行充电，在机器人机身上设置有充电触点、充电头等充电部件，机器人机身上的充电触点或充电头可以与设置在充电设备上的充电触点或充电头相互配合，从而实现对机器人的充电。

由于机器人的运动通常是正向前进，因此，为了保证机器人在有充电需求时，能够顺利与充电设备对接，因此，目前不少机器人机身上的充电部件被设置在机器人正面。不过，将机器人的充电部件设置在机器人正面，不仅会影响机器人的美观程度，而且，由于充电设备通常会被设置在房间的角落，因此，在这种情况下机器人充电时会面向房间角落，背向用户可能在的位置，这不便于用户对机器人的控制，降低了用户体验。

发明内容

本发明实施例提供的一种充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质，主要解决的技术问题是：解决现有技术中将机器人的充电部件设置在机器人机身正面，影响机器人美观程度和用户体验的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种充电方法，包括：

通过设置在机器人底盘的信号检测器在底盘旋转的同时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备，信号检测器包括设置在底盘左右对称轴上用于检测底盘正前方信号的前信号检测器，信号发射器包括设置在充电设备左右对称轴上用于朝充电设备正前方发射信号的中信号发射器；

控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备；

控制底盘直线后退直至设置在底盘后侧的第一充电部件与设置在充电设备上的第二充电部件电连接，实现对机器人的充电。

可选地，根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备之后，控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备之前，还包括：

控制底盘正向前进；

确定底盘与充电设备的距离小于等于近位阈值。

可选地，确定底盘与充电设备的距离小于等于近位阈值包括：

在底盘正向前进的同时通过信号检测器检测充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号，近位信号的发射距离等于近位阈值；

在信号检测器检测到近位信号时确定底盘与充电设备的距离小于等于近位阈值。

可选地，近位信号发射器设置在充电设备左右对称轴上；在底盘正向前进的同时通过信号检测器检测充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号包括：

在底盘正向前进的同时通过前信号检测器检测充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号。

可选地，控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备包括：

控制底盘原地旋转直至信号检测器中的后信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号，后信号检测器设置在底盘左右对称轴上，用于检测底盘正后方的信号；

或，

控制底盘原地旋转180°。

可选地，通过设置在机器人底盘的信号检测器在底盘旋转的同时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备包括：

在机器人有充电需求时控制底盘原地旋转；

根据原地旋转时各信号检测器的检测结果调整底盘的方位直至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。

可选地，信号检测器还包括用于检测底盘侧前方的侧信号检测器，侧信号检测器包括左信号检测器和右信号检测器；充电设备上还包括向着充电设备左前侧发射信号的左信号发射器、向着充电设备右前侧发射信号的右信号发射器；

根据原地旋转时各信号检测器的检测结果调整底盘的方位直至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号包括：

若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到充电设备上同侧信号发射器所发射的信号，则控制底盘直线前进直至该侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，控制底盘原地旋转至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号；

若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到充电设备上对侧信号发射器所发射的信号，则控制底盘直线后退直至该侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，控制底盘原地旋转至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。

本发明实施例还提供一种机器人，包括底盘，底盘上设置有第一充电部件，第一充电部件用于与充电设备上的第二充电部件相互配合以实现对机器人的充电；机器人还包括处理器、存储器、通信总线以及设置在底盘上的信号检测器，信号检测器包括设置在底盘左右对称轴上用于检测底盘正前方信号的前信号检测器；

通信总线用于实现处理器分别同存储器、信号检测器之间的连接通信；

处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现如上任一项的充电方法的步骤。

可选地，信号检测器包括红外信号检测器。

本发明实施例还提供一种机器人充电系统，其特征在于，包括上述任一项的机器人，以及设置有信号发射器和第二充电部件的充电设备。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一项的充电方法的步骤。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的充电方法、机器人、机器人充电系统及存储介质，将机器人上的第一充电部件设置在机器人底盘后侧，由于第一充电部件被设置在机器人底盘的后侧，因此，可以提升机器人的美观程度；更重要的是，在将第一充电部件设置在机器人底盘后侧的情况下，在机器人需要充电的时候，先通过设置在机器人底盘上的信号检测器在底盘旋转的同时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的运动方向，从而使得底盘正向面对充电设备，随后控制底盘原地旋转，正向背对充电设备。然后底盘以直线后退的方式靠近充电设备，直至设置在底盘上的第一充电部件与充电设备上的第二充电部件电连接。在不增加机器人成本的同时，利用机器人底盘前侧的信号检测器使得底盘正向面对充电设备，然后通过原地旋转，使得底盘正向背对充电设备，进而保证在底盘直线后退后第一充电部件与第二充电部件能顺利配合，实现机器人的自动充电；而且机器人充电时很大概率是背向充电设备所在的角落，正面朝向用户可能处在的位置，这不仅可以提升用户视觉方面的感受，而且能够方便用户向机器人下发指令对机器人进行控制，提升了用户体验。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本发明实施例一中提供的机器人的一种结构示意图；

图2为本发明实施例一中提供的充电底座的一种结构示意图；

图3为本发明实施例一中提供的充电方法的一种流程图；

图4为本发明实施例一中示出的机器人底盘正向面对充电底座的示意图；

图5为本发明实施例一中提供的充电底座的另一种结构示意图；

图6为本发明实施例一中提供的机器人底盘的一种结构示意图；

图7为本发明实施例一中示出的机器人底盘正向背对充电底座的示意图；

图8为本发明实施例二中示出的机器人充电系统的一种示意图；

图9为图8中机器人底盘的一种仰视图；

图10为本发明实施例二中提供的充电方法的一种流程图；

图11为本发明实施例二中提供的底盘与充电设备的一种位置关系的示意图；

图12为本发明实施例二中提供的底盘与充电设备的另一种位置关系的示意图；

图13为本发明实施例三中提供的机器人的一种硬件结构示意图；

图14为本发明实施例三中示出的机器人与充电设备从仰视角度的位置关系变迁示意图；

图15为本发明实施例三中提供的机器人充电装置的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

通常，由于机器人在运动时是正向前进，而且在向用户提供服务的时候，机器人也是正向面对用户。所以，为了让机器人可以更好的接收用户指令，更准确地获取用户指令以便更灵活地为用户提供服务，机器人上用于检测的红外信号检测器、摄像头、激光信号检测器、超声信号检测器等通常会被设置在机器人正面。在这种情况下，机器人通过正面接近某一既定目标时，能够更精准。例如，当机器人有充电需求时，机器人需要接近充电设备，并实现机器人上的第一充电部件与充电设备上的第二充电部件间的电连接，在这种情况下，为了保证第一充电部件与第二充电部件的准确配合，现有机器人通常是将第一充电部件设置在机器人的正面。这种做法虽然能够保证第一充电部件与第二充电部件间的顺利配合，不过同时也会影响机器人外观的美观程度；更重要的是，由于充电设备通常是被设置在房间角落的，因此，如果将第一充电部件设置在机器人正面，则机器人在充电的时候就是面向房间角落，从而背向用户可能处在的区域，也会影响用户向机器人下发控制指令，严重降低机器人充电期间的用户体验。

当然，也有少数机器人是将第一充电部件设置在机器人背面的，不过这些机器人在将第一充电部件设置在机身背面的同时，不得不在背面增设对应的检测器件，以便机器人能够以背面准确接近充电设备。显然，这会增加机器人的成本，加重用户的经济负担，影响机器人的应用普及。

所以，现在亟需在不显著增加机器人成本的情况下，提供一种能够保证机器人充电效果以及用户体验的机器人充电方案，本实施例提供一种机器人以及该机器人的充电方案：首先，请参见图1示出的机器人的一种结构示意图：

机器人10包括底盘101、机身本体102，底盘101位于机身本体102下部。在一些实施例中，底盘101与机身本体102之间是可以相互分离的，例如机身本体102与底盘101之间可拆卸连接；在另一些实施例中，底盘101和机身本体102却是不可分离的一体结构。机身本体102上设置多种器件，例如音频采集设备、摄像头、显示屏、触控面板等等，这些器件可以实现用户与机器人10之间的交互。机器人10的底盘101也可以实现多种功能，其中比较重要的一点就是在机器人10处理器的控制下带动机身本体102进行位置移动。

在本实施例中，机器人10的底盘101上设置有第一充电部件，第一充电部件位于底盘101的后侧。当机器人10的电量不足，需要充电的时候，机器人10的底盘101需要靠近图2所示的充电底座20。充电底座20上设置有第二充电部件201，当第一充电部件与第二充电部件201之间形成电连接之后，充电底座20可以在外部电源(例如220V市电)的供电下，向机器人10传输电能，从而使得机器人10将通过第一充电部件接收到的电能存储到电池当中，实现充电。毫无疑义的是，第一充电部件在底盘101上的设置位置与第二充电部件201在充电底座20上的设置位置应当是相互匹配的。

为了使得机器人10能够准确确定充电底座20所在的位置，并且移动到充电底座20上，完成第一充电部件与第二充电部件201间的对准，本实施例中充电设备20上设置有信号发射器，而机器人10的底座101上设置有信号检测器，信号检测器可以通过检测信号发射器所发射的信号从而确定底盘101当前同充电底座20之间的相对方位。信号发射器所发射的信号可以是红外信号、激光信号、超声信号等几种中的至少一种，对应地，信号检测器则基于红外检测原理、激光检测原理和超声检测原理中的一种或多种对信号发射器所发射的信号进行检测。

图2中机器人10的充电设备为充电底座，可以理解的是，在本实施例的其他一些示例中，充电设备也可以是充电桩等设备。

下面请参见图3示出的充电方法的一种流程图：

S302：通过设置在机器人底盘的信号检测器在底盘旋转时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备。

当机器人有充电需求的时候，机器人可以控制底盘旋转，并同时通过信号检测器检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并且根据检测结果调整底盘的方位。这里所说的旋转可以是指原地旋转，也可以是指绕底盘中心以外其他点进行的旋转。毫无疑义的是，这里的“方位”指的是方向和位置，即机器人底盘的朝向(也即运动方向)与底盘的位置。机器人根据检测结果调整底盘方位时，可以通过调整使得底盘正向面对充电设备。这里所谓的“正向面对”即指底盘与充电设备正对，且底盘的运动方向朝向充电设备。请参见图4示出的机器人底盘与充电底座的相对方位示意图：在图4中，充电底座41的正面(前面，即充电底座41上箭头所指的方向)与底盘42的正面(前面，即底盘42上箭头所指的方向)相对，充电底座41的左右对称轴与底盘42的左右对称轴相同。

为了让机器人能够确定底盘是否正向面对充电设备，在本实施例的一种示例当中，充电设备上设置有中信号发射器，中信号发射器可以向充电设备正前方发射信号。对应地，在机器人底盘上，设置有用于检测底盘正前方信号的前信号检测器。当中信号发射器在充电设备上的位置与前信号检测器在底盘上的位置对应，当前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号时，可以认为底盘正向面对充电设备。在本实施例的一种示例当中提供了一种充电底座以及一种与该充电底座相互配合的机器人底盘。请分别参见图5和图6示出的充电底座50的一种结构示意图和底盘60的结构示意图：在图5当中，中信号发射器501设置在充电底座50的左右对称轴(即左右两侧对称的对称轴)上。而图6当中，前信号检测器601也对应地设置在底盘60的左右对称轴上。

可以理解的是，在机器人有充电需求时，机器人与充电设备之间的相对方位关系可能是任意的：例如，在一些情况下，机器人底盘与充电设备之间的位置关系满足图4所示，但是底盘的朝向不满足要求，那么在这种情况下，机器人只需要根据信号检测器的检测结果调整底盘的朝向，而不必控制底盘运动即可达到底盘正向面对充电设备的效果。

不过在更多情况下，机器人与充电设备之间的相位位置关系可能也不满足图4中要求，则在这些情境下，机器人需要根据检测结果调整底盘的位置以及运动方向。

S304：控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备。

本实施例中主要是利用设置在机器人底盘前侧的检测器件来实现机器人与充电设备间相对方位关系的调整，使得机器人底盘与充电设备间的方位达成目标方位关系(即机器人底盘正向面对充电设备)后，让机器人底盘旋转正向背对充电设备。然后直接通过后退的方式接近充电设备，实现底盘上第一充电部件与充电设备上第二充电部件间的相互配合。所以，在本实施例的一些示例当中，当机器人根据检测结果调整底盘的方位，使得底盘正向面对充电设备，也即底盘上的前信号检测器检测到充电设备上中信号发射器所发射的信号后，机器人可以立即控制底盘原地旋转，从而正向背对充电设备。

不过，在更多的示例中，当机器人根据信号检测器的检测结果将底盘调整至正向面对充电设备之后，可以控制底盘先以正向前进的方式靠近充电设备。正向前进一段距离后，再进行原地旋转，使得底盘正向背对充电设备。

可以理解的是，底盘在正向前进的过程中，可能会因为地势等的问题而导致底盘的朝向发生变化，从而使得底盘不再正向面对充电设备，前信号检测器与中信号发射器不在同一直线上，前信号检测器可能会检测不到中信号发射器所发射的信号。在这种情况下，机器人需要调整底盘的方位，例如机器人控制底盘原地旋转，直至前信号检测器再次检测到中信号发射器所发射的信号后继续正向前进。

在本实施例的一些示例中，机器人会在距离充电设备的距离小于等于近位阈值时，控制底盘进行原地旋转，所以，在底盘正向前进的过程中，机器人还会确定底盘与充电设备之间的距离是否小于等于近位阈值。

在本实施例的一示例当中，在充电设备上设置有近位信号发射器，近位信号发射器所发射信号的发射距离等于近位阈值，所以，当底盘上的信号检测器检测到了近位信号发射器所发射的信号，则说明底盘当前距离充电设备的距离小于等于近位阈值。在本实施例的一种示例中，充电设备上的近位信号发射器设置在左右对称轴上。图5示出的充电底座50左右对称，近位信号发射器502位于充电底座50的左右对称轴上。可以理解的是，底座上可以设置专门的近位信号检测器，也可以采用某种信号检测器在检测其他信号发射器所发射的信号的同时进行近位信号检测。例如，在本实施例的一种示例当中，可以采用底盘上的前信号检测器在检测中信号发射器等所发的信号的同时，检测近位信号发射器502所发射的近位信号。

由于充电设备上不只一个信号发射器，且各信号发射器所发射信号的作用不同，为了让底盘确定信号检测器所检测到的信号是由哪一个信号发射器所发射的，在本实施例中，充电设备上各信号发射器所发射的信号不同。这种不同可以通过信号种类的不同得以体现，也可以通过信号频率的不同来体现：

例如，在本实施例的一种示例当中，充电设备上设置有超声信号发射器、红外信号发射器以及激光信号发射器等，其中，中信号发射器为超声信号发射器，而近位信号发射器为红外信号发射器。在这种情况，底盘上只有超声信号检测器才能接收到中信号发射器，只有红外信号检测器才能检测到近位信号。所以，对于底盘而言，其可以根据检测到信号的信号检测器确定当前所检测到的信号是由充电设备上哪一个信号发射器所发射。

又例如，在本实施例的另一种示例当中，充电设备上仅设置有一种类型的信号发射器，例如为红外信号发射器，不过各信号发射器所发射的红外信号的频率不同。在这种情况下，机器人可以根据信号检测器所检测到的红外信号的频率确定该红外信号是由充电设备上哪一个信号发射器所发射，进而确定检测到该红外信号所表征的底盘与充电设备之间的相对方位关系。

另外，机器人确定底盘与充电设备间距离是否小于等于近位阈值的方式不限于检测近位信号发射器所发射的近位信号这一种，例如，在一些示例中，机器人的底盘上可以设置有超声测距装置，在机器人控制底盘正向前进的过程中，可以控制底盘上的超声测距装置发射超声波，超声波在传播过程中，若遭遇障碍物，例如充电设备，就会形成反射。这样底盘上的超声测距装置就可以根据发射超声波以及接收超声波反射信号的时差确定出底盘当前同充电设备之间的距离。

在机器人确定底盘与充电设备间的距离小于等于近位阈值之后，机器人可以控制原地旋转指示底盘正向背对充电设备。在图7中示出了机器人底盘正向背对充电底座的一种示意图：充电底座71的正面(前面，即充电底座71上箭头所指的方向)与底盘72的正面(前面，即底盘72上箭头所指的方向)相背，充电底座71的左右对称轴与底盘72的左右对称轴相同。

可以理解的是，由于机器人底盘原本是正向面对充电设备的，因此，当机器人根据底盘检测到的近位信号确定底盘与充电设备间的距离小于等于近位阈值后，可以直接控制底盘原地旋转180°从而达到底盘正向背对充电设备的相对方位效果。毫无疑义的是，机器人控制底盘原地旋转时，可能会因为机器人的工艺、地面的平整程度等因素的影响，从而导致最终旋转的角度不是理想的180°，而存在一定的误差。所以，本领域的技术人员可以理解的是，本实施例提供的方案中，当机器人通过控制底盘原地旋转180°来实现底盘正向背对充电设备效果时，可以允许实际旋转角度存在一定的误差。

在本实施例的另一些示例中，机器人并不直接根据旋转角度来保证底盘原地旋转后正向背对充电设备：在这些示例当中，机器人底盘上设置有后信号检测器，该后信号检测器同样设置在底盘左右对称轴上，其可用于检测底盘正后方的信号，所以后信号检测器的检测方向与前信号检测器的检测方向相反。在这种情况下，机器人在控制底盘原地旋转的过程中，可以通过后信号检测器检测中信号发射器所发射的信号，这样，当后信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号时，可以说明底盘当前是正向背对充电设备的。当然，如果近位信号发射器设置在充电设备左右对称轴上，则后信号检测器也可以检测近位信，机器人可以通过后信号检测器是否检测到近位信号来判断底盘是否正向背对充电设备。

S306：控制底盘直线后退直至设置在底盘后侧的第一充电部件与设置在充电设备上的第二充电部件电连接，实现对机器人的充电。

在控制底盘正向背对充电设备之后，可以控制底盘以直线后退的方式靠近充电设备，直至第一充电部件与第二充电部件电连接为止。

底盘在后退的过程中，可能会因为地势等的问题导致底盘的朝向发生变化，从而导致底盘不是正向背对充电设备，在这种情况下，后信号检测器与中信号发射器不在同一直线上，后信号检测器可能会检测不到中信号发射器所发射的信号，此时，机器人需要控制底盘原地旋转，直至前信号检测器再次检测到中信号发射器所发射的信号后继续直线后退。

本发明实施例提供的充电方法及机器人，通过将机器人的第一充电部件设置在底盘后侧，从而提升了机器人的美观程度。在需要对该机器人进行充电的时候，先根据底盘上信号检测器的检测结果调整底盘的方位，使得底盘正向面对充电设备后控制底盘进行旋转，实现转身充电。从而使得机器人在充电的过程中仍然可以以正面面对用户可能在的区域，避免充电时背对用户影响用户向机器人下发指令，影响用户体验的问题。

实施例二：

为了使本领域技术人员清楚本发明中机器人及其充电方案的优点与细节，本实施例将在实施例一的基础上继续对本发明中的充电方法及机器人进行介绍：

首先，请参见图8示出的一种机器人充电系统的示意图：机器人充电系统8包括机器人80与充电设备90。其中，充电设备90上除了设置有中信号发射器901、近位信号发射器902以外，还设置有侧信号发射器，侧信号发射器用于向着充电设备90的侧前方发射信号，其包括左信号发射器903以及右信号发射器904，其中左信号发射器设置在充电设备90的左侧，用于向充电设备90的左前侧发射信号，而右信号发射器设置在充电设备90的右侧，用于朝着充电设备90的右前侧发射信号。

充电设备90中，中信号发射器901以及近位信号发射器均设置在充电设备90的左右对称轴上。而在本实施例的一些示例当中，左信号发射器903与右信号发射器904的可以关于左右对称轴对称设置。在本实施例的一种示例中，这四个信号发射器均为红外信号发射器，不过，这四个信号发射器所发射红外信号的频率不同。

机器人80包括底盘，图9中示出底盘800的一种仰视图：在底盘800上，除了设置有前信号检测器801以外，还设置与前信号检测器801一样设置在底盘800左右对称轴上的后信号检测器802，不过前信号检测器801用于检测底盘800正前方的信号，而后信号检测器802则用于检测底盘800正后方的信号。除此以外，底盘800上还包括分别设置在前信号检测器801两侧的侧信号检测器，侧信号检测器包括左信号检测器803与右信号检测器804，其中，左信号检测器803用于检测底盘800左前侧的信号，而右信号检测器804则用于检测底盘800右前侧的信号。

由于充电设备90上各信号发射器为红外信号发射器，所以，底盘800上各信号检测器为红外信号检测器。在本实施例的一种示例中，左信号检测器803与右信号检测器804关于底盘800的左右对称轴对称设置。

在底盘800后侧，还设置有第一充电部件805，对应地，在充电设备90上也设置有位置与第一充电部件805匹配，且能够与第一充电部件805相互配合的第二充电部件905。

在介绍了机器人及机器人充电系统之后，下面结合图10示出的充电方法的流程图对图8中机器人充电系统的工作过程进行介绍：

S1002：在有充电需求时，控制底盘原地旋转并通过各信号检测器检测充电设备发射的信号。

可以理解的是，充电设备的信号发射器可能仅负责发射信号，因此，对于充电设备而言，其可能并不知道底盘相对于自身的方位关系。所以，充电设备上的各信号发射器可能需要一直持续工作直至开始对机器人充电为止。在本实施例中，当机器人检测到自身需要充电时，可以控制底盘上的前信号检测器、后信号检测器以及侧信号检测器同时工作，并在这些信号检测器工作的时候原地旋转，让这些信号检测器在旋转的同时检测充电设备上各信号发射器所发射的信号。

可以理解的是，机器人在有充电需求的时候，除了可以控制底盘原地旋转以便各信号检测器检测充电设备所发射的信号以外，也可以让底盘绕着底盘中心以外的某一点进行旋转。

S1004：根据检测结果调整底盘的方位直至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。

可以理解的是，在底盘原地旋转的过程中，通常会有某一信号检测器先检测到某一信号发射器所发射的信号，例如：

情况一：侧信号检测器先检测到侧信号发射器所发射的信号。这种情况出现的概率是比较大的，因为中信号发射器所发射的信号是保证底盘上第一充电部件与充电设备上第二充电部件对准的依据，因此，相对于与侧信号发射器的信号发射范围，中信号发射器所发射信号的范围会更窄一点，也即侧信号发射器发射信号范围会更广一点。对应地，在底盘上，各侧信号检测器的检测范围相对于前信号检测器或后信号检测器的检测范围也会更广一点。所以，情况一出现的概率比较大。

对于情况一，底盘上的侧信号检测器检测到充电设备上的侧信号发射器所发射的信号又可以被分为两种情景：

第一种，某一侧信号检测器检测到充电设备上同侧信号发射器所发射的信号，例如，底盘上左信号检测器检测到充电设备上左信号发射器所发射的信号，或者底盘上右信号检测器检测到充电设备上右信号发射器所发射的信号。请参见图11，图11中示出的是底盘111与充电设备112的一种位置关系的示意图，在图11中，底盘111上的左侧信号发射器检测到了充电设备112上左信号发射器所发射的信号。

第二种，某一侧信号检测器检测到充电设备上对侧信号发射器所发射的信号，例如，底盘上左信号检测器检测到充电设备上右信号发射器所发射的信号，或者底盘上右信号检测器检测到充电设备上左信号发射器所发射的信号。请参见图12，图12中示出的是底盘121与充电设备122的一种位置关系的示意图，在图12中，底盘121上的左侧信号发射器检测到了充电设备122上右信号发射器所发射的信号。

对于上述第一种情景，机器人可以控制底盘直线前进直至对应的信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号为止。这里所说的“对应的侧信号检测器”是指前述检测到充电设备上同侧信号发射器所发射信号的那一个信号检测器。所以，对于图11中的底盘111而言，其会沿着图11中A-B方向运动，直到左信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后停止直线前进。在对应的侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号之后，机器人可以控制底盘原地旋转，以便让前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。在左信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，底盘111可以通过逆时针旋转的方式进行原地旋转，使得前信号检测器尽快检测到中心发射器所发射的信号。当然，对于底盘111而言，顺时针旋转最终也可以令前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号，只不过顺旋转的角度相对于逆时针旋转的角度更大而已。

对于上述第二种情景，机器人可以控制底盘直线后退直至对应的侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号为止。这里所说的“对应的侧信号检测器”是指前述检测到充电设备上对侧信号发射器所发射信号的那一个信号检测器。所以，对于图12中的底盘121而言，其会沿着图12中C-D方向运动，直到左信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后停止直线后退。在对应的侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号之后，机器人可以控制底盘原地旋转，以便让前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。在左信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，底盘121可以通过逆时针旋转的方式进行原地旋转，使得前信号检测器尽快检测到中信号发射器所发射的信号。当然，顺时针旋转最终也可以令底盘121的前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号，只不过顺旋转的角度相对于逆时针旋转的角度更大而已。

可以理解的是，若是先检测到侧信号发射器所发射信号的是底盘上的右信号检测器，则在通过直线前进或直线后退的方式令该右信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，可以通过顺时针旋转的方式使得底盘上的前信号检测器尽快检测到中信号发射器所发射的信号。

情况二：前信号检测器或后信号检测器先检测到侧信号发射器所发射的信号。

对于这种情况，则可以继续原地旋转，直至侧信号检测器检测到侧信号发射器所发射的信号后，按照情况一的流程做进一步处理。对于某一侧信号检测器检测到侧信号发射器所发射信号后的处理流程，请参见情况一中的介绍，这里不再赘述。

情况三：侧信号检测器或后信号检测器先检测到中信号发射器所发射的信号。

对于情况三，机器人可以直接控制底盘继续进行原地旋转，直至前信号检测器先检测到中信号发射器所发射的信号。

情况四：前信号检测器先检测到中信号发射器所发射的信号。

对于情况四，发生的概率比较低。不过在这种情况下，机器人在得到信号检测器的检测结果之后不必调整底盘的方位，即已经保证前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。

S1006：控制底盘直线前进。

当前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，机器人控制底盘直线前进。

底盘在直线前进的过程中，可能会因为地势等的问题而导致底盘的朝向发生变化，从而使得底盘上的前信号检测器检测不到中信号发射器所发射的信号，例如前信号检测器有可能会检测到左信号发射器或右信号发射器所发射的信号。在这种情况下，机器人需要调整底盘的方位，例如，若前信号检测器检测到左信号发射器所发射的信号，则机器人控制底盘顺时针旋转，直至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，再控制底盘继续正向前进。类似地，若前信号检测器检测到右信号发射器所发射的信号，则机器人可以控制底盘逆时针旋转，直至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，再控制底盘继续正向前进。

S1008：判断前信号检测器是否检测到近位信号发射器发射的近位信号。

在底盘直线前进的过程中，机器人还会获取前信号检测器的检测结果，以确定前信号检测器是否检测到近位信号发射器所发射的近位信号。如果机器人根据前信号检测器的检测结果确定已检测近位信号，则进入S1010，否则进入S1006。

S1010：控制底盘原地旋转。

在前信号检测器检测到近位信号发射器所发射的信号后，机器人可以控制底盘原地旋转。

S1012：判断后信号检测器是否检测到中信号发射器所发射的信号。

在原地旋转的过程中，机器人获取后信号检测器的信号检测结果，确定后信号检测器是否检测到中信号发射器所发射的信号。若判断结果为是，则进入S1014，否则进入S1010。

可以理解的是，机器人获取后信号检测器的信号检测结果时，也可以通过后信号检测器是否检测到近位信号来确定是否需要停止原地旋转。

另外，在本实施例的其他一些示例中，机器人在确定前信号检测器检测到近位信号之后，可以直接控制底盘原地旋转180°，不必通过后信号检测器检测中信号发射器所发射的信号。因为后信号检测器和前信号检测器同样设置在底盘的左右对称轴上，从理论上来说，在前信号检测器可以检测到中信号发射器所发射的信号和/或近位信号发射器所发射的近位信号的情况下，原地旋转180°之后，后信号检测器也应该可以检测到中信号发射器所发射的信号和/或近位信号发射器所发射的近位信号。

S1014：控制底盘直线后退。

机器人在确定后信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号或者是近位信号发射器所发射的信号时，机器人可以控制底盘停止原地旋转，并且进行直线后退。

底盘在直线后退的过程中，可能会因为地势等的问题而导致底盘的朝向发生变化，从而使得底盘上的后信号检测器检测不到中信号发射器所发射的信号，例如后信号检测器有可能会检测到侧信号发射器所发射的信号。在这种情况下，机器人需要调整底盘的方位，例如，若后信号检测器检测到左信号发射器所发射的信号，则机器人控制底盘顺时针旋转，直至后信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，再控制底盘继续直线后退。类似地，若后信号检测器检测到右信号发射器所发射的信号，则机器人可以控制底盘逆时针旋转，直至后信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，再控制底盘继续直线后退。

S1016：判断第一充电部件与第二充电部件是否成功电连接。

在底盘直线后退的过程中，机器人判断底盘后侧的第一充电部件与第二充电部件是否电连接成功，若第一充电部件与第二充电部件成功形成电连接，也即充电设备开始对机器人的电池进行充电，则机器人可以控制底盘停止后退，退出流程，否则进入S1014。

本实施例提供的机器人充电方案，通过在充电设备上设置中信号发射器、侧信号发射器以及近位信号发射器，并让这些信号发射器以不同的频率外发表征意义不同的红外信号。当机器人需要充电时，通过检测充电设备上各信号发射器所发射的信号，从而根据检测结果确定机器人底座同充电设备的相对方位关系。在此基础上，对机器人底座的方位进行调整，使得底座的前信号检测器可以检测到充电设备上中信号检测器所发射的信号，随后机器人控制底座直线前进，直至前信号检测器检测到近位信号发射器所发射的近位信号。然后机器人控制底座原地旋转直至后信号检测器检测到近位信号或中信号发射器所发射的信号后，让底盘直线后退，知道底盘后侧的第一充电部件与充电设备上的第二充电部件形成电连接，开始对机器人进行充电。通过这种方式，先让机器人正向前进接近充电设备，利用机器人正面的器件，使得机器人与充电设备间的方位关系满足要求后，控制机器人转身，并在转身后继续接近充电设备，从而实现充电。在没有在机器人后侧增设较多的检测器件的情况下实现了利用机器人后侧充电部件进行充电的效果，在维持机器人成本的情况下，提升了机器人的美观程度与用户的体验。

实施例三：

本实施例先提供一种存储介质，该存储介质中可以存储有一个或多个可供一个或多个处理器读取、编译并执行的计算机程序，在本实施例中，该存储介质可以存储充电程序，该充电程序可供一个或多个处理器执行实现前述实施例一或实施例二中介绍的充电方法的步骤。

本实施例中还提供一种机器人，如图13所示：机器人13包括底盘，在该底盘上，设置有信号检测器130，信号检测器130可以为红外信号检测器、超声信号检测器、激光信号检测器中的至少一种。在本实施例的一种示例当中，信号检测器130中包括设置在底盘前侧，用于检测底盘正前方信号的前信号检测器130a，前信号检测器130a位于底盘左右对称轴上。另外，机器人13还包括处理器131、存储器132以及用于连接处理器131与存储器132、以及信号检测器130的通信总线133，其中存储器132可以为前述存储有充电程序的存储介质。处理器131可以读取充电程序，进行编译并执行实现实施例一或二中介绍的充电方法的步骤：

请参见图14中示出的机器人13与充电设备14从仰视角度的位置关系变迁示意图。机器人13通过设置在地盘上的信号检测器130在底盘旋转的同时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的方位直至前信号检测器130a检测到充电设备上中信号发射器所发射的信号，该状态对应于图14中的状态a。从图14中可以看出，在状态a下。相对于底盘上的前信号检测器，第一充电部件134远离充电设备14上的第二充电部件141。随后，处理器131控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备，该状态对应于图14中的状态b。在状态b下，相对于底盘上的前信号检测器，第一充电部件134更靠近充电设备14上的第二充电部件141。在达到状态b后，处理器131再控制底盘直线后退直至设置在底盘后侧的第一充电部件与设置在充电设备上的第二充电部件电连接，实现对机器人13的充电，该状态对应于图14中的状态c。

在本实施例的一种示例当中，在处理器131根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备之后，会先控制底盘正向前进，并根据前信号检测器130a是否检测到充电设备上的近位信号发射器所发射的近位信号来确定底盘与充电设备的距离是否小于等于近位阈值，在确定为是时，处理器131才会控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备。

在本实施例的一种示例当中，底盘上的信号检测器130还包括后信号检测器，后信号检测器设置在底盘后侧，用于检测底盘正后方的信号，且后信号检测器也位于底盘的左右对称轴上。在处理器131控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备时，处理器131可以在底盘原地旋转的同时确定后信号检测器是否检测到中信号发射器和/或后信号发射器所发射的信号。若是，则说明底盘已经正向背对充电设备。

在本实施例的一种示例中，信号检测器130还包括用于检测底盘侧前方的侧信号检测器(左信号检测器和右信号检测器)，对应地，充电设备上还包括向着充电设备左前侧发射信号的左信号发射器、向着充电设备右前侧发射信号的右信号发射器。具体地，在机器人有充电需求时，处理器131可以控制底盘原地旋转，若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到充电设备上同侧信号发射器所发射的信号，则处理器131控制底盘直线前进直至该侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，控制底盘原地旋转至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号；若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到充电设备上对侧信号发射器所发射的信号，则处理器131控制底盘直线后退直至该侧信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号后，控制底盘原地旋转至前信号检测器检测到中信号发射器所发射的信号。

本实施例还提供一种机器人充电系统，该机器人充电系统包括前述实施例中提供的充电设备及机器人。

本实施例还提供一种机器人充电装置，请参见图15，该机器人充电装置150包括检测调整模块152、旋转调整模块154以及后退充电模块156，其中，检测调整模块152用于通过设置在机器人底盘的信号检测器在底盘旋转的同时检测充电设备上信号发射器所发射的信号，并根据检测结果调整底盘的方位直至底盘正向面对充电设备；旋转调整模块154用于控制底盘原地旋转直至底盘正向背对充电设备；后退充电模块156用于控制底盘直线后退直至设置在底盘后侧的第一充电部件与设置在充电设备上的第二充电部件电连接，实现对机器人的充电。

上述机器人充电装置150可以部署在机器人13中，检测调整模块152、旋转调整模块154和后退充电模块156的功能均可以通过机器人13的处理器131来实现。机器人充电装置150实现充电方法的细节可以参见前述实施例的介绍，这里不再赘述。

本实施例提供的存储介质、机器人充电装置、机器人以及机器人充电系统，在不增加机器人成本的同时，利用机器人底盘前侧的信号检测器使得底盘正向面对充电设备，然后通过原地旋转，使得底盘正向背对充电设备，进而保证在底盘直线后退后第一充电部件与第二充电部件能梳理配合，实现机器人的自动充电；而且机器人充电时很大概率是背向充电设备所在的角落，正面朝向用户可能处在的位置，这不仅可以提升用户视觉方面的感受，而且能够方便用户向机器人下发指令对机器人进行控制，提升了用户体验。

可以理解的是，在不冲突的情况下，上述各实施例中的内容可以相互组合成新的实施例。

显然，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM,ROM,EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM，数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电方法，其特征在于，应用于机器人，所述机器人的底盘上设置有信号检测器，所述信号检测器用于检测充电设备上信号发射器所发射的信号，所述信号检测器包括设置在所述底盘左右对称轴上用于检测所述底盘正前方信号的前信号检测器、用于检测所述底盘侧前方的侧信号检测器，所述侧信号检测器包括左信号检测器和右信号检测器；所述信号发射器包括设置在所述充电设备左右对称轴上用于朝所述充电设备正前方发射信号的中信号发射器、向着所述充电设备左前侧发射信号的左信号发射器、向着所述充电设备右前侧发射信号的右信号发射器；所述前信号检测器检测到所述中信号发射器发射的信号时，表征所述底盘正向面对所述充电设备；所述充电方法包括：

在所述机器人有充电需求时控制所述底盘原地旋转；

根据原地旋转时各所述信号检测器的检测结果调整所述底盘的方位直至所述前信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号，包括：若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到所述充电设备上同侧信号发射器所发射的信号，则控制所述底盘直线前进直至该侧信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号后，控制所述底盘原地旋转至所述前信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号；若在原地旋转时某一侧信号检测器检测到所述充电设备上对侧信号发射器所发射的信号，则控制所述底盘直线后退直至该侧信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号后，控制所述底盘原地旋转至所述前信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号；

控制所述底盘原地旋转直至所述底盘正向背对所述充电设备；

控制所述底盘直线后退直至设置在所述底盘后侧的第一充电部件与设置在所述充电设备上的第二充电部件电连接，实现对所述机器人的充电。

2.如权利要求1所述的充电方法，其特征在于，所述根据检测结果调整所述底盘的方位直至所述底盘正向面对所述充电设备之后，控制所述底盘原地旋转直至所述底盘正向背对所述充电设备之前，还包括：

控制所述底盘正向前进；

确定所述底盘与所述充电设备的距离小于等于近位阈值。

3.如权利要求2所述的充电方法，其特征在于，所述确定所述底盘与所述充电设备的距离小于等于近位阈值包括：

在所述底盘正向前进的同时通过所述信号检测器检测所述充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号，所述近位信号的发射距离等于近位阈值；

在所述信号检测器检测到所述近位信号时确定所述底盘与所述充电设备的距离小于等于近位阈值。

4.如权利要求3所述的充电方法，其特征在于，所述近位信号发射器设置在所述充电设备左右对称轴上；所述在所述底盘正向前进的同时通过所述信号检测器检测所述充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号包括：

在所述底盘正向前进的同时通过所述前信号检测器检测所述充电设备上近位信号发射器所发射的近位信号。

5.如权利要求1-4任一项所述的充电方法，其特征在于，所述控制所述底盘原地旋转直至所述底盘正向背对所述充电设备包括：

控制所述底盘原地旋转直至所述信号检测器中的后信号检测器检测到所述中信号发射器所发射的信号，所述后信号检测器设置在所述底盘左右对称轴上，用于检测所述底盘正后方的信号；

或，

控制所述底盘原地旋转180°。

6.一种机器人，其特征在于，包括底盘，所述底盘上设置有第一充电部件，所述第一充电部件用于与充电设备上的第二充电部件相互配合以实现对所述机器人的充电；所述机器人还包括处理器、存储器、通信总线以及设置在所述底盘上的信号检测器，所述信号检测器包括设置在所述底盘左右对称轴上用于检测所述底盘正前方信号的前信号检测器、用于检测所述底盘侧前方的侧信号检测器，所述侧信号检测器包括左信号检测器和右信号检测器；所述前信号检测器检测到所述中信号发射器发射的信号时，表征所述底盘正向面对所述充电设备；

所述通信总线用于实现处理器分别同所述存储器、所述信号检测器之间的连接通信；

所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现如权利要求1至5中任一项所述的充电方法的步骤。

7.一种机器人充电系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的机器人，以及设置有信号发射器和第二充电部件的充电设备。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至5中任一项所述的充电方法的步骤。

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