CN111781930B - 一种智能机器人精准定位充电桩的方法及智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能机器人精准定位充电桩的方法及智能机器人，涉及智能体充电领域。针对现有技术中对充电桩定位不准的问题提出本方案，在充电头左右两侧分别设置两个以上的红外接收器；判断左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量，当左右两侧的响应数量相同时，控制机器人向后逼近充电桩；当左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量不同时，控制机器人旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再反向旋转，返回对中间红外信号判断步骤。优点在于，智能调整机器人与充电桩的位置关系，避免位置太接近的时候出现错位而导致充电失败的问题。大大提高智能机器人对充电桩的定位精度，以及提高排障能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能机器人的充电方法，还涉及一种智能机器人。
背景技术
智能机器人常见于服务场景，如清洁机器人、政务机器人、图书馆机器人，可以实现菜品传送、卫生清洁、带路指引等等功能。现在的智能机器人都是配备充电电池，在墙角或隐秘的空间外置充电桩。机器人需要充电时，会自动导航至充电桩附近，自动将充电电池的充电头对准充电桩。
充电桩的结构如图1所示，面向机器人的方向设有三个红外发射器，分别位于左中右三个方向。而机器人上搭载的充电头结构如图2所示，设有一个红外接收器。利用红外接收器和三个红外发射器，机器人判断与充电桩之间的位置关系。
具体方法流程如图3所示，收到充电命令后，导航到充电桩附近的规定位置，然后搜寻红外信号以判断是否找到充电桩。若没有收到红外信号则控制底盘使机器人原地转动，若超过转动圈数的阈值还没有搜寻到对应的红外信号则判断寻找充电桩失败，对外进行报警。若收到红外信号则根据信号的频率、幅度等信息判断充电桩的大概位置。机器人知道大概位置后调整底盘的电机使机器人向后逼近充电桩，因为充电头一般设置在机器人后侧。当充电头和充电桩接触后开始充电操作。
由于充电头只搭载一个红外接收器，因此方向和距离的位置信息不能做到精准。当充电头和充电桩的距离越来越近的时候，判断误差会越来越大。有时会出现机器人在向后逼近的时候对位错开。此时机器人离充电桩太靠近而无法再次准确判断充电桩的实际位置，从而导致充电失败。
发明内容
本发明目的在于提供一种智能机器人精准定位充电桩的方法及智能机器人，以解决上述现有技术存在的问题。
本发明所述的一种智能机器人精准定位充电桩的方法及智能机器人，一种智能机器人精准定位充电桩的方法，在充电头左右两侧分别对称设置两个以上的红外接收器，且左右两侧的红外接收器数量相同；在接收到充电桩的红外信号后判断左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量，当左右两侧的响应数量相同时，控制机器人向后逼近充电桩直至充电头与充电桩电性连接，开始充电；当左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量不同时，控制机器人旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再反向旋转相同角度，返回对充电桩中间红外信号响应数量的判断步骤。
当左侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量大于右侧时，控制机器人顺时针旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再逆时针旋转相同角度。
当右侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量大于左侧时，控制机器人逆时针旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再顺时针旋转相同角度。
所述的一定角度为30°至100°。
所述的一定角度为90°。
所述的一定距离为5cm至15cm。
所述的一定距离为10cm。
一种利用所述方法进行精准定位充电桩的智能机器人。
本发明所述的一种智能机器人精准定位充电桩的方法及智能机器人，其优点在于，智能调整机器人与充电桩的位置关系，避免位置太接近的时候出现错位而导致充电失败的问题。大大提高了智能机器人对充电桩的定位精度，以及提高排障能力。
附图说明
图1是现有充电桩的结构示意图；
图2是现有充电头的结构示意图；
图3是现有的充电桩定位方法流程图。
图4是本发明充电头的结构示意图；
图5是本发明的充电桩定位方法流程图。
具体实施方式
本发明所述的一种智能机器人在下部的后侧设有充电头，并且充电头的两侧分别对称设置两个以上的红外接收器。两侧的红外接收器可以根据实际需要分别设置二、三、四个甚至更多，在本发明启示下，充电头中间还可以设置一个红外接收器以辅助信号判断。本实施例在考虑成本和实际需求的最佳搭配下，选择在左侧设置第一红外接收器和第二红外接收器，在右侧设置第三红外接收器和第四红外接收器，如图4所示。
所述智能机器人实现如图5所示的方法流程进行充电桩的精制定位：当需要充电时，机器人通过激光导航到规定位置，判断是否接收到充电桩的红外信号。若没有收到则顺时针或逆时针旋转，在旋转过程中同步搜寻红外信号。当旋转超过一定预设圈数，例如超过1圈、2圈，还没有搜寻到充电桩红外信号则判断寻找充电桩失败，向外发出报警。
当收到充电桩信号后，判断两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的接收数量，接收到中间红外信号的红外接收器会作出响应。当所有的红外接收器接收到充电桩中间红外信号时，表面机器人已经与充电桩对准。可以通过红外信号接收器与充电桩的信号关系慢慢调整底盘向后逼近充电桩，使充电头和充电桩的充电电极接触，锁住底盘的电机，打开充电电池的MOS开关开始充电。
当左右两侧对充电桩中间红外信号响应数量不一时，表面机器人已经偏离了充电桩的正向位置，具体表现为：
情况一、当左侧接收的数量多于右侧时，如左侧的第一第二红外接收器以及右侧的第三红外接收器对中间红外信号有响应，而右侧的第四红外接收器没有响应，表明机器人所处位置偏离在充电桩的右侧。控制底盘带动机器人顺时针旋转一定角度，如30°、60°、90°或100°等，优选为90°。然后控制机器人远离充电桩移动5cm至15cm的距离，优选为10cm。再控制机器人逆时针旋转该相同的角度。返回重新判断左右两侧对中间红外信号的响应数量。
情况二、当右侧接收的数量多于左侧时，如右侧的第三第四红外接收器以及左侧的第二红外接收器对中间红外信号有响应，而左侧的第一红外接收器没有响应，表明机器人所处位置偏离在充电桩的左侧。控制底盘带动机器人逆时针旋转一定角度，如30°、60°、90°或100°等，优选为90°。然后控制机器人远离充电桩移动5cm至15cm的距离，优选为10cm。再控制机器人顺时针旋转该相同的角度。返回重新判断左右两侧对中间红外信号的响应数量。
不管出现情况一还是情况二，循环的判断步骤可以使机器人最终能对准充电桩的直线位置，不会因为二者距离太靠近而出现判断误差。只要在搜寻到充电桩信号，均能实现精准对位，完全解决了错位问题，提高机器人的智能化能力。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，在充电头左右两侧分别对称设置两个以上的红外接收器，且左右两侧的红外接收器数量相同；在接收到充电桩的红外信号后判断左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量，当左右两侧的响应数量相同时，控制机器人向后逼近充电桩直至充电头与充电桩电性连接，开始充电；当左右两侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量不同时，控制机器人旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再反向旋转相同角度，返回对充电桩中间红外信号响应数量的判断步骤。
2.根据权利要求1所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，当左侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量大于右侧时，控制机器人顺时针旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再逆时针旋转相同角度。
3.根据权利要求1所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，当右侧的红外接收器对充电桩中间红外信号的响应数量大于左侧时，控制机器人逆时针旋转一定角度后远离充电桩移动一定距离，再顺时针旋转相同角度。
4.根据权利要求1所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，所述的一定角度为30°至100°。
5.根据权利要求4所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，所述的一定角度为90°。
6.根据权利要求1所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，所述的一定距离为5cm至15cm。
7.根据权利要求6所述智能机器人精准定位充电桩的方法，其特征在于，所述的一定距离为10cm。
8.一种利用权利要求1-7任一所述方法进行精准定位充电桩的智能机器人。
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