CN112180989B - 一种机器人充电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种机器人充电方法及装置。所述方法包括：利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，所述摄像装置设置于机器人上；根据所述图像中的所述视觉定位标签，确定所述机器人的位姿信息；根据所述位姿信息，确定所述机器人偏离基准线的角度和距离，所述基准线包括所述目标供电设备的充电连接方向上的延长线；在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，基于所述角度和所述距离，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。利用本公开通过的实施例方法，可以快速准确地引导机器人至目标供电设备上充电。

Description

一种机器人充电方法及装置

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人充电方法及装置。

背景技术

随着物联网时代的发展，智能机器人的发展随着时代的脚步踏上了时代的履带，越来越多的机器人走进了人类的生活帮助人类完成很多事情。典型地，智能机器人可以包括智能家居(如扫地机、擦地机)、智能服务员、智能扫雪机、智能割草机、智能车辆等等。智能机器人的运行离不开供电需求，目前，很多智能机器人都具有自主充电的功能，即智能机器人自行移动至供电设备处，与供电设备连接并接收供电，

相关技术中，通常是利用红外信号引导智能机器人移动至供电设备充电。具体地，供电设备上设置有红外信号发射装置，智能机器人上设置有红外信号接收装置。在智能机器人需要充电的情况下，供电设备开始发射红外信号，智能机器人根据接收到的红外信号向供电设备靠近，直至电性连接后接收供电。但是，红外信号容易受到光照等影响，并且，在有多个供电设备密集布置的情况下，智能机器人容易接收到多个供电设备发出红外信号，这些红外信号相互叠加，使得智能机器人无法识别正在靠近的供电设备。

因此，相关技术中亟需一种可以更加准确、高效机器人自主充电方式。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种机器人充电方法及装置。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种机器人充电方法，包括：

利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，所述摄像装置设置于机器人上；

根据所述图像中的所述视觉定位标签，确定所述机器人的位姿信息；

根据所述位姿信息，确定所述机器人偏离基准线的角度和距离，所述基准线包括所述目标供电设备的充电连接方向上的延长线；

在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，基于所述角度和所述距离，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种机器人充电装置，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述的机器人充电方法。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种机器人，包括机器人本体、行走模块和所述的机器人充电装置。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行所述的机器人充电方法。

本公开各个实施例提供的机器人充电方法，可以利用视觉定位标签的图像，确定机器人相对于供电设备的位姿信息，所述机器人偏离所述供电连接方向的角度太大的情况下，可以调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。一方面，利用摄像装置捕捉图像不容易受到干扰，准确性较高；另一方面，利用视觉定位标签确定位姿信息，可以准确地获取到机器人与供电设备之间的相对位置，从而可以对所述机器人准确而快速的调整，因此，本申请实施例提供的机器人充电方法，可以快速准确地引导机器人至目标供电设备上充电。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器人充电方法的流程示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种应用场景图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种应用场景图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种机器人充电装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面结合附图对本公开所述的机器人充电方法进行详细的说明。图1是本公开提供的机器人充电方法的一种实施例的方法流程图。虽然本公开提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本公开实施例提供的执行顺序。

具体的本公开提供的机器人充电方法的一种实施例如图1所示，包括：

S101：利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，所述摄像装置设置于机器人上。

S103：根据所述图像中的所述视觉定位标签，确定所述机器人的位姿信息。

S105：根据所述位姿信息，确定所述机器人偏离基准线的角度和距离，所述基准线包括所述目标供电设备的充电连接方向上的延长线。

S107：在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，基于所述角度和所述距离，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。

本公开实施例中的机器人可以包括能够自动执行工作的机器装置，所述机器装置可以包括处理器，所述处理器能够执行本公开任何一个实施方式提供的机器人充电方法。图2展示了多个供电设备201的部署示意图，如图2所示，6个供电设备201设置于同一条直线上，从所述供电设备201所指出的方向包括从供电接口向外延伸的方向，也是所述供电设备201与机器人205之间电性连接的方向。

如图2所示，本公开实施例中，所述机器人205上可以设置有摄像装置209，所述摄像装置209用于拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像。所述目标供电设备可以包括从多个供电设备中选取的其中一个。所述视觉定位标签用于确定所述机器人的位姿信息。在一个实施例中，可以根据所述摄像装置209拍摄的包含所述视觉定位标签的图像，确定所述摄像装置209所在的第一坐标系相对于所述视觉定位标签所在的第二坐标系的位置，这样，可以根据所述位置确定所述机器人205在所述第二坐标系中的位姿信息，所述位姿信息可以包括机器人205和视觉定位标签之间的连接线与所述第二坐标系的坐标轴之间的夹角，以及机器人205在所述第二坐标中的坐标位置。在一些示例中，所述视觉定位标签包括四月标签(AprilTag)、ArUco等等，本公开在此不做限制。

本公开实施例中，在确定所述机器人205的所述位姿信息之后，可以确定所述机器人205偏离基准线的角度和距离，如图2所示，所述基准线203可以包括所述目标供电设备的充电连接方向上的延长线。所述机器人205的理想运动状态是沿着所述基准线203直线行驶，直至到达目标供电设备。但是，在实际应用环境中，所述机器人205总是与所述基准线203之间存在距离，且所述机器人205的行驶方向总是偏离所述基准线203。如图2所示，在一个示例中，所述机器人205偏离所述基准线203的角度为α，α表示所述机器人205与3号供电设备之间的连接线与3号供电设备对应的基准线之间的夹角，所述机器人205偏离所述基准线203的距离为d1。当然，在其他实施例中，所述角度和所述距离还可以利用其他方式表示，如还可以利用α的互余角表示所述角度，本公开在此不做限制。

本公开实施例中，在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，基于所述角度和所述距离，调整所述机器人205的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。也就是说，在所述机器人205的位置过度偏离所述基准线203的情况下，需要基于当前偏离的角度和距离，调整所述机器人205的位姿，直至偏离的角度小于等于所述第一预设角度阈值。其中，所述第一预设角度可以设置为5°，在此情况下，可以最大化地减少调整次数，使得所述机器人205快速到达所述目标供电设备处。当然，在其他实施例中，所述第一预设阈值还可以包括3°、6.7°、8°等其他数值的角度数，本公开在此不做限制。

本公开实施例中，还可以将大于所述第一预设角度阈值的角度范围划分成两个子范围，其中一个是大于第二预设角度阈值，所述第二预设角度阈值大于所述第一预设角度阈值，另一个是大于所述第一预设角度阈值且小于或等于所述第二预设角度阈值。所述第二预设角度可以设置为20°，在此情况下，可以最小化调整时间，使得所述机器人205快速到达所述目标供电设备处。当然，在其他实施例中，所述第二预设阈值还可以包括30°、23°、18°等其他数值的角度数，本公开在此不做限制。

本公开实施例中，可以设置在这两个不同的子范围内采用不同的调整方式。在一个示例中，在本公开的一个实施例中，在确定所述角度大于第二预设角度阈值的情况下，可以确定所述机器人与所述基准线之间的垂直距离，如图2中的d1。然后，可以旋转所述机器人205，使得机器人205的行驶方向与所述基准线垂直，并控制所述机器人205沿着所述行驶方向行驶所述垂直距离至所述基准线上。最后，旋转所述机器人，使得所述机器人的行驶方向正对所述目标供电设备，通常最后旋转的角度是90°。当然，在其他实施例中，还可以控制所述机器人205旋转其他角度，移动其他距离，实现上述目标，本公开在此不做限制。

本公开实施例中，在确定所述角度大于所述第一预设角度阈值且小于或等于第二预设角度阈值的情况下，可以微调所述机器人205的位姿，使得所述机器人每次调整较小的幅度，这样可以快速地矫正到正确的位姿。具体地，在一个实施例中，可以根据下述中的至少一种参数微调得到所述机器人的位姿：所述机器人的朝向δ、所述摄像装置的水平视角θ、所述视觉定位标签的尺寸x、所述机器人与所述基准线之间的垂直距离d。在本公开的一个实施例中，可以采用PID微调算法确定所述机器人205的位姿。在一个示例中，在t1时刻确定出角度为y1，在t2时刻确定出角度为y2，在t3时刻确定出角度为y3，那么，y1、y2、y3的表达式分别为：

y1＝a*δ1+b*θ1+c*x1+e*d1+m

y2＝a*δ2+b*θ2+c*x2+e*d2+m

y3＝a*δ3+b*θ3+c*x3+e*d3+m

其中，a、b、c、d分别为各个参数的权重值，m为常数，δi(i＝1,2,3)表示ti时刻获取的机器人朝向，θi(i＝1,2,3)表示ti时刻获取的摄像装置的水平视角，xi(i＝1,2,3)表示ti时刻获取的视觉定位标签的尺寸，di(i＝1,2,3)表示ti时刻获取的所述机器人205与所述基准线之间的垂直距离。

利用PID微调算法，可以采用下述步骤确定所述机器人205的旋转角度：

Temp1＝y1-y2

Temp2＝y1-2*y2+y3

旋转角度＝kp*Temp1+ki*y1+kd*Temp2

其中，kp、ki、kd均为PID微调算法中的常数。

当然，在其他实施例中，微调所述机器人的位姿所使用的参数不限于上述举例，并且，y1、y2、y3也上述各个参数之间的关系不限于线性关系，还可以包括其他非线性关系等，可以利用y＝f(δ,θ,x,d)这样的表达式确定，并且，微调的方式也不限于所述PID微调算法，本公开在此不做限制。

在实际应用场景下，机器人205不会每次都在供电设备201距离很近的位置，有时候是从很远的距离移动过来。基于此，可以在机器人205距离供电设备201距离较远时，将所述机器人205当做质点向供电设备201运动，不考虑其位姿信息。基于此，本公开的一个实施例中，可以在所述机器人205与目标供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值的情况下，利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像。其中，所述距离可以包括所述机器人205与所述目标供电设备之间的连线距离，也可以包括所述连线距离在所述基准线上的投影距离，如图2中的d2。本公开的一个实施例中，在所述机器人205与其距离最近的供电设备之间的距离大于预设距离阈值的情况下，可以设置所述机器人朝向目标定点行驶。在本公开的一个实施例中，所述目标定点处可以设置有标记物，所述机器人205可以通过所述摄像装置209拍摄所述目标定点处的标记物，并向所述标记物移动。如图2所示，所述目标定点207可以设置于所述基准线203上，且所述目标定点207与其对应的供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值，这样，所述机器人205与所述目标供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值的情况下，所述机器人205偏离所述基准线的角度和距离均比较小，可以节省后续调整的次数和时间。在本公开的一个实施例中，在有多个供电设备201，也就是有多个定点的情况下，所述机器人205可以选择向距离最近的定点行驶，以节省时间。

本公开实施例中，如图3所示，在多个供电设备201在同一条直线上的情况下，可以设置边界线301，所述边界线301垂直于所述基准线203，所述供电设备201与所述边界线301之间的距离D_th小于或等于所述预设距离阈值。所述边界线301将所述供电设备201前的区域分成两部分，靠近所述供电设备201的区域可以成为近程对接区域，所述机器人205可以通过测量与所述边界线301之间的距离判断是否进入所述近程对接区域。在所述机器人205进入所述近程对接区域的情况下，可以利用摄像装置209拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像。具体地，在一个示例中，可以在所述边界线301上设置标记，例如在地面上利用亮色油漆表示所述边界线301，这样，所述机器人205可以根据拍摄到的边界线301的位置判断是否进入所述近程对接区域。

在本公开的一个实施例中，还可以设置定点，用于在所述机器人205进入所述近程对接区域之前，引导所述机器人205向其行驶。在本公开的一个实施例中，所述目标定点设置于供电设备的基准线上，且所述目标定点与其对应的供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值。如图3所示，在本公开的另一个实施例中，所述定点207可以设置于所述边界线301与所述基准线203的交点处。这样，所述机器人205在到达所述目标定点处，即位于所述基准线上，且即将进入所述近程对接区域，可以减少后续的调整时间。在本公开的一个实施例中，为了节省移动时间，如图3所示，所述机器人205可以向与其最近的定点行驶。

在本公开的一个实施例中，为了保证所述摄像装置209能够拍摄到所述视觉定位标签清晰的图像，可以设置所述视觉定位标签的尺寸不小于预设尺寸阈值，所述预设尺寸阈值根据所述预设距离阈值和所述摄像装置的分辨率设定。在一个示例中，分辨640×480的摄像装置，所述预设距离阈值f(x)与所述视觉定位标签的尺寸x之间呈现线性的关系：

f(x)＝mx+n

例如，在f(x)取值为2米的情况下，计算得到x大小为12cm，也就是说，所述视觉定位标签的尺寸不小于12cm×12cm。

在本公开的一个实施例中，在确定所述视觉定位标签的尺寸大小的情况下，还可以调整所述预设距离阈值，使得所述摄像装置209能够拍摄到所述视觉定位标签清晰的图像。具体地，在一个实施例中，所述预设距离阈值根据所述视觉定位标签的尺寸和所述摄像装置的分别率设定。例如，在x取值为20cm的情况下，计算得到f(x)为3米，也就是说，所述预设距离阈值不大于3米。

本公开各个实施例提供的机器人充电方法，可以利用视觉定位标签的图像，确定机器人相对于供电设备的位姿信息，所述机器人偏离所述供电连接方向的角度太大的情况下，可以调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值。一方面，利用摄像装置捕捉图像不容易受到干扰，准确性较高；另一方面，利用视觉定位标签确定位姿信息，可以准确地获取到机器人与供电设备之间的相对位置，从而可以对所述机器人准确而快速的调整，因此，本申请实施例提供的机器人充电方法，可以快速准确地引导机器人至目标供电设备上充电。

对应于上述数据分析方法，如图4所示，本申请还提供一种机器人充电装置，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时可以实现上述任一实施例所述方法的步骤。

本申请另一方面，还提供一种机器人，包括机器人本体、行走模块和所述的机器人充电装置。

本申请另一方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现上述任一实施例所述方法的步骤。

所述计算机可读存储介质可以包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。本实施例所述的计算机可读存储介质有可以包括：利用电能方式存储信息的装置如，各式存储器，如RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的装置如，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的装置如，CD或DVD。当然，还有其他方式的可读存储介质，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种机器人充电方法，其特征在于，包括：

利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，所述摄像装置设置于机器人上；

根据所述图像中的所述视觉定位标签，确定所述机器人的位姿信息；

根据所述位姿信息，确定所述机器人偏离基准线的角度和距离，所述基准线包括所述目标供电设备的充电连接方向上的延长线；

在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，基于所述角度和所述距离，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值；

其中，所述在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值，包括：

在确定所述角度大于所述第一预设角度阈值且小于或等于第二预设角度阈值的情况下，根据下述中的至少两种参数微调得到所述机器人的位姿：所述机器人的朝向、所述摄像装置的水平视角、所述视觉定位标签的尺寸、所述机器人与所述基准线之间的垂直距离；

所述视觉定位标签的尺寸被设置为不小于预设尺寸阈值，所述预设尺寸阈值根据所述预设距离阈值和所述摄像装置的分辨率设定。

2.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，所述利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，包括：

在机器人与目标供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值的情况下，利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像。

3.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，在所述利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像之前，还包括：

在机器人与其距离最近的供电设备之间的距离大于预设距离阈值的情况下，设置所述机器人朝向目标定点行驶。

4.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，所述利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，包括：

在机器人进入近程对接区域的情况下，利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像，所述近程对接区域的边界线与所述基准线垂直，且所述边界线与所述目标供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值。

5.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，在所述利用摄像装置拍摄目标供电设备上的视觉定位标签的图像之前，还包括：

在机器人在近程对接区域之外的情况下，设置所述机器人朝向目标定点行驶，所述近程对接区域的边界线与所述基准线垂直，且所述边界线与所述目标供电设备之间的距离小于预设距离阈值。

6.根据权利要求3或5所述的机器人充电方法，其特征在于，所述目标定点设置于供电设备的基准线上，且所述目标定点与其对应的供电设备之间的距离小于或等于预设距离阈值。

7.根据权利要求5所述的机器人充电方法，其特征在于，所述目标定点设置于供电设备的基准线和所述边界线的交点上。

8.根据权利要求3或5所述的机器人充电方法，其特征在于，所述目标定点包括与所述机器人最近的定点。

9.根据权利要求2所述的机器人充电方法，其特征在于，所述预设距离阈值根据所述视觉定位标签的尺寸和所述摄像装置的分辨率设定。

10.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，所述在确定所述角度大于第一预设角度阈值的情况下，调整所述机器人的位姿，直至所述角度小于或等于所述第一预设角度阈值，包括：

在确定所述角度大于第二预设角度阈值的情况下，确定所述机器人与所述基准线之间的垂直距离，所述第二预设角度阈值大于所述第一预设角度阈值；

旋转所述机器人，使得机器人的行驶方向与所述基准线垂直，并控制所述机器人沿着所述行驶方向行驶所述垂直距离至所述基准线上；

旋转所述机器人，使得所述机器人的行驶方向正对所述目标供电设备。

11.根据权利要求1所述的机器人充电方法，其特征在于，所述视觉定位标签包括四月标签(Apriltag)。

12.一种机器人充电装置，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1-11任意一项所述的方法。

13.一种机器人，其特征在于，包括机器人本体、行走模块和权利要求12所述的机器人充电装置。

14.一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得处理器能够执行权利要求1-11任意一项所述的方法。

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