CN112838462A - 控制移动设备与充电接口连接的方法、装置、系统和介质 - Google Patents

控制移动设备与充电接口连接的方法、装置、系统和介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种控制移动设备与充电接口连接的方法。该方法包括：控制移动设备执行调整操作，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离；以及基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。控制移动设备执行调整操作包括重复执行如下操作：获取移动设备的位置和第一朝向；基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角；基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度；以及基于旋转速度控制移动设备运动。

Description

控制移动设备与充电接口连接的方法、装置、系统和介质
技术领域
本公开涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种控制移动设备与充电接口连接的方法和一种控制移动设备与充电接口连接的装置、系统和介质。
背景技术
随着人工智能、自动控制、通信和计算机技术的快速发展，移动设备被越来越多地应用于工农业生产、建筑、物流、和日常生活等诸多领域。由于移动设备执行任务的过程通常会消耗电能，因此需要及时给移动设备充电。
在实现本发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：移动设备难以自动与充电接口对准连接，而导致移动设备难以自主充电。
发明内容
有鉴于此，本公开提供了一种控制移动设备与充电接口连接的方法和一种控制移动设备与充电接口连接的装置、系统和介质。
本公开的一个方面提供了一种控制移动设备与充电接口连接的方法，包括：控制移动设备执行调整操作，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离；以及基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。其中，控制移动设备执行调整操作包括重复执行如下操作：获取移动设备的位置和第一朝向；基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角；基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度；以及基于旋转速度控制移动设备运动。
根据本公开的实施例，基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度包括：确定移动设备的当前线速度的方向；基于位置和当前线速度的方向，确定移动设备的线速度；基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度。
根据本公开的实施例，基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度包括：
Figure BDA0002284395520000021
其中，v表示线速度，θrc表示夹角，yrc表示垂直距离，k1和k2为可变系数。
根据本公开的实施例，基于位置和当前线速度的方向，确定移动设备的线速度包括：在第二朝向的方向上确定特定点，其中，特定点为移动设备与充电接口连接时所需要移动到的目标位置；以特定点为原点建立坐标系，其中，以第二朝向所指的方向为X轴正方向，以与第二朝向垂直的方向为Y轴方向；在当前线速度的方向为远离充电接口的方向并且移动设备位于X轴正方向并且移动设备与特定点之间的距离大于预设距离的情况下，确定线速度的方向为朝向充电接口的方向；以及在当前线速度的方向为靠近充电接口的方向并且移动设备所在的位置比所述特定点靠近充电接口的情况下，确定线速度的方向为远离充电接口的方向。
根据本公开的实施例，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接包括：控制移动设备向充电接口移动；以及在确定移动设备与特定点的距离在预设误差范围内的情况下，确定移动设备与充电接口连接。
根据本公开的实施例，基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接包括：基于水平距离确定移动设备的线速度的大小，其中，线速度的大小随着水平距离的减小而减小；以及控制移动设备按照线速度的大小向充电接口移动。
根据本公开的实施例，在控制移动设备执行调整操作之前：控制移动设备运动到调整区域内；以及在移动设备位于调整区域中的情况下，使移动设备执行调整操作。
本公开的另一方面提供了一种控制移动设备与充电接口连接的装置，包括：第一控制模块，用于控制移动设备执行调整操作，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离；以及第二控制模块，基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。其中，第一控制模块用于重复执行如下操作：获取移动设备的位置和第一朝向；基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角；基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度；以及基于旋转速度控制移动设备运动。
本公开的另一个方面提供了一种控制系统，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行上述任意一项的方法。
本公开的另一方面提供了一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
根据本公开的实施例，可以至少部分地解决移动设备与充电接口无法对准，移动设备难以实现自主充电的问题，并因此可以实现移动设备与充电接口自动对准从而自主充电的技术效果。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了根据本公开实施例的可以应用控制移动设备与充电接口连接的方法的示例性应用场景；
图2A示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备与充电接口连接的方法的流程图；
图2B示意性示出了根据本公开实施例的移动设备与充电接口的位姿关系示意图；
图2C示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备执行调整操作的方法流程图；
图2D示意性示出了根据本公开实施例的确定垂直距离和夹角的方法的示例性示意图；
图3示意性示出了根据本公开实施例的基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度的方法流程图；
图4A示意性示出了根据本公开实施例的确定移动设备的线速度的方法流程图；
图4B示意性示出了根据本公开实施例的确定移动设备的线速度的示例性示意图；
图5示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备向充电接口移动的方法流程图；
图6示意性示出了根据本公开另一实施例的控制移动设备与充电接口连接的方法流程图；
图7示意性示出了根据本公开的实施例的控制移动设备与充电接口连接的装置的框图；以及
图8示意性示出了根据本公开实施例的控制系统的方框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。
本公开的实施例提供了一种控制移动设备与充电接口连接的方法。该方法包括控制移动设备执行调整操作的过程和控制移动设备向充电接口移动的过程。控制移动设备执行调整操作的过程可以是调整移动设备的朝向，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离。控制移动设备向充电接口移动的过程可以是基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。控制移动设备执行调整操作包括重复执行如下操作：获取移动设备的位置和第一朝向；基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角；基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度；以及基于旋转速度控制移动设备运动。
图1示意性示出了根据本公开实施例的可以应用控制移动设备与充电接口连接的方法的示例性应用场景。
如图1所示，根据该实施例的应用场景可以包括移动设备110和充电设备120。充电设备120可以包括充电接口121，相应地，移动设备110上包括用于与充电接口121连接的设备接口。
根据本公开的实施例，如果利用充电设备120向移动设备110充电，则需要控制移动设备110的设备接口与充电接口121对准连接。
本公开提供了一种控制移动设备110与充电接口121连接的方法，该方法能够控制移动设备110朝向充电接口121移动，以使得设备接口与充电接口121对准并连接。
图2A示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备与充电接口连接的方法的流程图。
如图2A所示，该方法包括在操作S201和操作S202。
在操作S201，控制移动设备执行调整操作，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离。
在操作S202，基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。
其中，控制移动设备执行调整操作可以是重复执行下图2C所示的方法。
下面结合图2B说明图2A所示的控制移动设备与充电接口连接的方法。
图2B示意性示出了根据本公开实施例的移动设备与充电接口的位姿关系示意图。
如图2B所示，充电接口例如可以位于C位置，充电接口的朝向例如可以是第二朝向。
如图2B所示，移动设备在初始时刻例如可以位于R点，并且朝向为第一朝向。移动设备的朝向例如可以是在移动设备移动时的前进方向或移动设备静止时正面朝向的方向。在初始时刻，移动设备与充电接口的垂直距离例如可以是H。
当移动设备需要充电时，移动设备需要从R点朝向C点移动，直到移动设备与充电接口连接。
控制移动设备从R点朝向C点移动，以与充电接口连接的方法可以包括图2A所示的操作S201和操作S202。
例如在操作S201可以是控制移动设备执行调整操作，使得移动设备从R点移动至P点并且移动设备的朝向由第一朝向由RE调整为PF。其中，P点与充电接口之间的垂直距离H小于第一阈值，第一朝向PF与第二朝向之间的夹角可以小于第二阈值。在该例子中，移动设备中用于与充电接口连接的设备接口例如可以位于移动设备的背面。
又例如在操作S201可以是控制移动设备执行调整操作，使得移动设备从R点移动至P点并且移动设备的朝向由第一朝向由RE调整为PG其中，P点与充电接口之间的垂直距离H小于第一阈值，第一朝向PG与第二朝向之间的夹角可以大于第三阈值。在该例子中，移动设备中用于与充电接口连接的设备接口例如可以位于移动设备的前部。
根据本公开的实施例，第一阈值例如可以是0.5cm，第二阈值例如可以是5°，第三阈值例如可以是175°。本领域技术人员可以根据实际情况设置第一阈值、第二阈值和第三阈值。
根据本公开的实施例，执行操作S201可以使得移动设备移动至充电接口的朝向方向的附近，并且调整第一朝向与第二朝向相近。
根据本公开的实施例，例如可以是在执行完成操作S201之后，执行操作S202。如图2B所示，在操作S202，例如可以是根据P点到C点之间的水平距离S控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接。
具体地，例如移动设备中用于与充电接口连接的设备接口位于移动设备的背部，则在操作S201可以是控制移动设备执行调整操作，使得移动设备移动至P点，并且第一朝向由RE调整为PF。接下来，执行操作S202，控制移动设备以当前的第一朝向RE向后倒退直到与充电接口连接。
图2C示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备执行调整操作的方法流程图。
如图2C所示，该方法可以包括操作S211～S241。
在操作S211，获取移动设备的位置和第一朝向。
根据本公开的实施例，例如可以建立直角坐标系，用移动设备在直角坐标系中的坐标来表示移动设备的位置。第一朝向例如可以用移动设备的移动方向与直角坐标系中的一个坐标轴之间的夹角来表示。
在操作S221，基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角。
根据本公开的实施例，例如可以确定充电接口在操作S211所建立的直角坐标系中的位置，从而确定移动设备与充电接口之间的垂直距离。例如可以用移动设备的移动方向与直角坐标系中的一个坐标轴之间的第一夹角和充电接口与该坐标轴之间的第二夹角之间的差来表示该夹角。
图2D示意性示出了根据本公开实施例的确定垂直距离和夹角的方法的示例性示意图。
例如移动设备可以是仓库中用于运输货物的机器人。如图2D所示，可以以仓库中的位置M建立直角坐标系X1MY1。
例如可以确定机器人在直角坐标系X1MY1中的坐标可以是Rm(xrm，yrm，θrm)，其中，xrm为机器人在X1轴上的坐标，yrm为机器人在Y1轴上的坐标，θrm为机器人的朝向与X1轴的之间的第一夹角。类似地，可以确定充电接口在在直角坐标系X1MY1中的坐标可以是Cm(xcm，ycm，θcm)，其中，xcm为充电接口在X1轴上的坐标，ycm为充电接口在Y1轴上的坐标，θcm为充电接口的朝向与X1轴的之间的第一夹角。
根据本公开的实施例，以充电接口位于地图中的位置为坐标原点，充电接口的朝向为X2轴的正方向，与X2轴垂直的方向为Y2方向建立直角坐标系X2CY2。
如图2D可知，
Figure BDA0002284395520000091
则
Figure BDA0002284395520000092
接下来，可以将机器人直角坐标系X1MY1中的坐标Rm(xrm，yrm，θrm)转换成在直角坐标系X2CY2中的坐标Rc(xrc，yrc，θrc)。由
Figure BDA0002284395520000093
可知：
xrc＝(xrm-xcm)×cosθcm+(yrm-ycm)×sinθcm
yrc＝-(xrm-xcm)×sinθcm+(yrm-ycm)×cosθcm
θrc＝θrm-θcm
因此，可以确定垂直距离可以是yrc，夹角可以是θrc。
在操作S231，基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度。例如可以是根据yrc和θrc确定机器人的旋转速度。其中，旋转速度可以是移动设备绕Z轴旋转的角速度，Z轴是与X1轴和Y1轴相垂直的轴。需要理解的是，本文中所述的旋转速度可以是移动设备绕与X1轴和Y1轴垂直的轴旋转的角速度。
在操作S241，基于旋转速度控制移动设备运动。
根据本公开的实施例，例如可以是按照恒定的线速度和在操作S231所确定的旋转速度控制机器人运动。
图3示意性示出了根据本公开实施例的操作S231基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度的方法流程图。
如图3所示，该方法可以包括操作S2311～S2314。
在操作S2311，确定移动设备的当前线速度的方向。例如可以确定移动设备的当前线速度的方向是朝向充电接口的还是远离充电接口的。
在操作S2312，基于位置和当前线速度的方向，确定移动设备的线速度。
例如若移动设备当前位于X2的负半轴，并且当前线速度的方向为X2的负半轴方向，则可以将移动设备的线速度调整为X2的正半轴方向。
又例如，移动设备当前位于X2的负半轴，并且当前线速度的方向为朝向X2的正半轴方向，则可以保持移动设备的线速度方向不变。
又例如，移动设备当前位于X2的正半轴，并且移动设备在水平方向上到充电接口的距离已经很远，当前线速度的方向为X2的正半轴方向，则可以调整移动设备的线速度方向为X2的负方向。
在操作S2313，基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度。
根据本公开的实施例，例如在移动设备中用于与充电接口连接的设备接口位于移动设备的背部的情况下，旋转速度w可以由公式(一)来确定。
Figure BDA0002284395520000101
其中，v表示线速度，θrc表示夹角，yrc表示垂直距离，k1和k2为可变系数。
根据本公开的实施例，可以设定移动设备左转对应旋转速度为正值，移动设备右转对应旋转速度为负值。机器人前进对应线速度为正值，机器人后退对应线速度为负值。
如公式(一)所示，旋转速度w与θrc和yrc相关。当θrc很小的时，
Figure BDA0002284395520000102
产生使yrc趋向于0的旋转速度，当θrc较大时，产生使θrc趋向于0的旋转速度。这样可以使得移动设备向着垂直距离和夹角减小的方向移动。
根据本公开的实施例，当在操作S330所确定的旋转速度w＞wmax时，，可以另w＝wmax，其中，wmax为预设的最大旋转速度。当在操作S330所确定的旋转速度w＜-wmax时，可以另w＝-wmax，其中，wmax为预设的最大旋转速度值。
根据本公开的实施例，k1和k2为可变系数，即可以通过调整k1和k2来调整θrc和yrc对旋转速度的影响权重。
图4A示意性示出了根据本公开实施例的操作S2312确定移动设备的线速度的方法流程图。
如图4A所示，该方法可以包括操作S410～S440。
在操作S410，在第二朝向的方向上确定特定点，其中，特定点为移动设备与充电接口连接时所需要移动到的目标位置。
在操作S420，以特定点为原点建立坐标系，其中，以第二朝向所指的方向为X轴正方向，以与第二朝向垂直的方向为Y轴方向。
在操作S430，在当前线速度的方向为远离充电接口的方向并且移动设备位于X轴正方向并且移动设备与特定点之间的距离大于预设距离的情况下，确定线速度的方向为朝向充电接口的方向。
在操作S440，在当前线速度的方向为靠近充电接口的方向并且移动设备所在的位置比特定点靠近充电接口的情况下，确定线速度的方向为远离充电接口的方向。
下面结合图4B对图4A所描述的方法进行进一步说明。
图4B示意性示出了根据本公开实施例的确定移动设备的线速度的示例性示意图。
如图4B所示，在操作S410，第二朝向例如可以是坐标轴X2的正向方向，在充电接口的朝向方向上所确定的特定点例如可以是特定点S。特定点S到C的距离例如可以是d，其中，d可以略大于移动设备的半径。
在操作S420，可以是以第二朝向所指的方向为X轴正方向，以与第二朝向垂直的方向为Y轴方向，以特定点S为原点，建立坐标系X2SY3。则移动设备在X2SY3下的位姿Rs(xrs，yrs，θrs)为：
xrs＝xrc-d
yrs＝yrc
θrs＝θrc
Figure BDA0002284395520000121
其中，dis为移动设备到特定点S之间的距离。
根据本公开的实施例，例如移动设备的前进方向为远离充电接口的方向，移动设备的后退方向为靠近充电接口的方向。在操作S430，在移动设备位于X2轴正方向，并且移动设备与特定点S之间的距离dis大于预设距离的情况下，可以调整线速度的方向为朝向充电接口的方向，即将移动设备调整为后退。
根据本公开的实施例，预设距离例如可以是本领域技术人员设置的调整半径。如图4B所示，例如本领域技术人员可以设置调整区域为半圆形区域，预设距离可以是该半圆形区域的半径DIS。
根据本公开的实施例，在操作S440，例如可以是在移动设备所在的位置在坐标轴Y2和Y3之间，并且当前线速度的方向为靠近充电接口的方向即移动设备后退的情况下，调整线速度的方向为远离充电接口的方向即调整移动设备前进。
根据本公开的实施例，例如移动设备中用于与充电接口连接的设备接口在移动设备的背部，在移动设备执行调整操作完成后，控制移动设备向充电接口移动可以是控制移动设备后退。在移动设备后退到与特定点S的距离在预设误差范围内的情况下，确定移动设备与充电接口连接。预设误差范围例如可以是到S点的水平距离小于第四阈值。第四阈值例如可以是0.5cm。
根据本公开的实施例，在控制移动设备执行调整操作之前，可以按照相关技术中基于路径规划的控制方法控制移动设备移动到调整区域内。例如可以利用经验图算法、基于采样的规划算法等控制移动设备移动到调整区域。在移动设备位于调整区域中的情况下，控制移动设备执行调整操作。
图5示意性示出了根据本公开实施例的控制移动设备向充电接口移动的方法流程图。
如图5所示，该方法可以包括操作S212和操作S222。
在操作S212，基于水平距离确定移动设备的线速度的大小，其中，线速度的大小随着水平距离的减小而减小。
根据本公开的实施例，线速度v例如可以按照公式(二)来确定。
v＝-k3×xrs 公式(二)
其中，k3为可调系数，可根据实际情况来设置，xrs为移动设备到特定点S的水平距离。
根据本公开的另一实施例，线速度v例如也可以是按照公式(三)来确定，并且当移动设备移动到特定点S时，将线速度设置为0。
v＝-k4×xrc，其中，k4为可调系数。 公式(三)
在操作S222，控制移动设备按照线速度的大小向充电接口移动。
根据本公开的实施例，例如可以控制移动设备按照公式(二)计算出来的线速度移动。
根据本公开的实施例，在移动设备按照线速度的大小向充电接口移动的过程中，可以根据公式(一)来适当地调整移动设备的旋转速度，使得移动设备设备的朝向得到微调，以更好地与充电接口对准。
图6示意性示出了根据本公开另一实施例的控制移动设备与充电接口连接的方法流程图。
如图6所示，该方法可以包括操作S601～S616。
在操作S601，确定机器人在直角坐标系X1MY1的位姿Rm(xrm，yrm，θrm)和充电接口在直角坐标系X1MY1的位姿Cm(xcm，ycm，θcm)。
在操作S602，通过坐标转换确定机器人在直角坐标系X2SY3中的坐标Rs(xrs，yrs，θrs)和机器人在直角坐标系X2CY2中的坐标Rc(xrc，yrc，θrc)。
在操作S603，判断是否处于任务初始时刻。若处于任务初始时刻，则可以执行操作S604。若处于任务执行的中间时刻，则可以执行操作S605。
在操作S604，将标识位lat_flag设置为false，并且将机器人的线速度设置为-v0。其中，lat_flag＝false表示操作S201移动设备执行调整操作还未完成，线速度设置为-v0表示机器人后退。其中，v0可以是本领域技术人员自己设置的线速度大小。
在操作S605，判断lat_flag是否等于为false。若等于false，则执行操作S606。若不等于false，则执行操作S611。
在操作S606，判断是否满足|yrs|大于等于yt，或者|θrs|大于等于θt。其中，在图4B所示的实施例中yrs等于yrc，θrs等于θrc。yt为第一阈值，θt为第二阈值。若确定满足|yrs|＞＝yt或者|θrs|＞＝θt，则可以执行操作S607。若确定不满足|yrs|＞＝yt或者|θrs|＞＝θt，则可以执行操作S608。
在操作S607，判断是否满足v大于等于0并且dis大于等于DIS。若满足v大于等于0并且dis大于等于DIS则可以执行操作S609。若不满足v大于等于0并且dis大于等于DIS，则可以执行操作S610。
在操作S608，将标志位lat_flag设置为true，以表明机器人执行完成操作S201。
在操作S609，将线速度设置为-v0。
根据本公开的实施例，例如v大于等于0可以是表明机器人前进。在操作S607和操作S609，在v＞＝0并且dis＞＝DIS的情况下，令v＝-v0。例如可以是执行图4A所描述的操作S430。
在操作S610，判断是否满足v大于等于0并且xrs小于等于0。若满足v大于等于0并且xrs小于等于0，则可以执行操作S613。若不满足v大于等于0并且xrs小于等于0，则可以执行操作S614。
在操作S611，例如可以是将线速度设置为v0。
根据本公开的实施例，例如v小于等于0可以是表明机器人后退。在操作S610和操作S613，在v＜＝0并且dis＜＝DIS的情况下，令v＝v0。例如可以是执行图4A所描述的操作S440。
在操作S612，判断是否满足|xrs|＞＝xt。即当lat_flag等于true的情况下，判断机器人到特定点S的水平距离是否大于预设误差范围。若满足|xrs|＞＝xt，则可以执行操作S613。若不满足|xrs|＞＝xt，则可以执行操作S616。
在操作S613，例如可以令线速度v＝-k3×xrs，其中，k3为可调系数。即执行上文描述的操作基于水平距离xrs确定移动设备的线速度的大小，其中，线速度的大小随着水平距离的减小而减小。
操作S614，例如可以是执行图3描述的操作S330，基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度。例如，旋转速度w可以根据下式计算得出。
Figure BDA0002284395520000151
在操作S615，将根据如上步骤所确定的线速度v和旋转速度w按照协议封装后发给机器人底盘，以控制机器人运动。协议例如可以是处理器和底盘进行通信所遵循的规则，具体地，例如可以是USB通信协议、串口通信协议等。
在操作S616，即当|xrs|小于等于xt的情况下，充电接口向机器人充电。
图7示意性示出了根据本公开的实施例的控制移动设备与充电接口连接的装置700的框图。
如图7所示，装置700包括第一控制模块710和第二控制模块720。
第一控制模块710，例如可以执行上文参考图2A描述的操作S201，用于控制移动设备执行调整操作，直至移动设备与充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且移动设备的第一朝向与充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，垂直距离为与第二朝向相垂直的方向上的距离。
第一控制模块710重复执行如下操作：获取移动设备的位置和第一朝向；基于位置确定垂直距离，以及基于第一朝向确定夹角；基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度；以及基于旋转速度控制移动设备运动。
第二控制模块720，例如可以执行上文参考图2A描述的操作S202，用于基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接，水平距离为在第二朝向方向上的距离。
根据本公开的实施例，基于垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度包括：确定移动设备的当前线速度的方向；基于位置和当前线速度的方向，确定移动设备的线速度；基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度。
根据本公开的实施例，基于线速度、垂直距离和夹角确定移动设备的旋转速度包括：
Figure BDA0002284395520000161
其中，v表示线速度，θrc表示夹角，yrc表示垂直距离，k1和k2为可变系数。
根据本公开的实施例，基于位置和当前线速度的方向，确定移动设备的线速度包括：在第二朝向的方向上确定特定点，其中，特定点为移动设备与充电接口连接时所需要移动到的目标位置；以特定点为原点建立坐标系，其中，以第二朝向所指的方向为X轴正方向，以与第二朝向垂直的方向为Y轴方向；在当前线速度的方向为远离充电接口的方向并且移动设备位于X轴正方向并且移动设备与特定点之间的距离大于预设距离的情况下，确定线速度的方向为朝向充电接口的方向；以及在当前线速度的方向为靠近充电接口的方向并且移动设备所在的位置比特定点靠近充电接口的情况下，确定线速度的方向为远离充电接口的方向。
根据本公开的实施例，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接包括：控制旋转速度移动设备向充电接口移动；以及在确定移动设备与特定点的距离在预设误差范围内的情况下，确定移动设备与充电接口连接。
根据本公开的实施例，基于移动设备与充电接口之间的水平距离，控制移动设备向充电接口移动直至移动设备与充电接口连接包括：基于水平距离确定移动设备的线速度的大小，其中，线速度的大小随着水平距离的减小而减小；以及控制移动设备按照线速度的大小向充电接口移动。
根据本公开的实施例，装置700还可以包括第三控制模块，用于控制移动设备运动到调整区域内；以及在移动设备位于调整区域中的情况下，使移动设备执行调整操作。
可以理解的是，第一控制模块710和第二控制模块720可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，第一控制模块710和第二控制模块720中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以以对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式的适当组合来实现。或者，第一控制模块710和第二控制模块720中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该程序被计算机运行时，可以执行相应模块的功能。
图8示意性示出了根据本公开实施例的控制系统的方框图。图8示出的控制系统仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，根据本公开实施例的控制系统800包括处理器801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器801例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器801还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器801可以包括用于执行参考图2A、2C、3、4A、5和图6描述的根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM 803中，存储有系统800操作所需的各种程序和数据。处理器801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。处理器801通过执行ROM 802和/或RAM 803中的程序来执行以上参考图2A、2C、3、4A、5和图6描述的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器中。处理器801也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行以上参考图2A、2C、3、4A、5和图6描述的各种操作。
根据本公开的实施例，系统800还可以包括输入/输出(I/O)接口805，输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。系统800还可以包括连接至I/O接口805的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至I/O接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。
根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被处理器801执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。根据本公开的实施例，计算机可读介质可以包括上文描述的ROM 802和/或RAM 803和/或ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备执行上述方法。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种控制移动设备与充电接口连接的方法，包括：
控制所述移动设备执行调整操作，直至所述移动设备与所述充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且所述移动设备的第一朝向与所述充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，所述垂直距离为与所述第二朝向相垂直的方向上的距离；以及
基于所述移动设备与所述充电接口之间的水平距离，控制所述移动设备向所述充电接口移动直至所述移动设备与所述充电接口连接，所述水平距离为在所述第二朝向方向上的距离，
其中，所述控制所述移动设备执行调整操作包括重复执行如下操作：
获取所述移动设备的位置和所述第一朝向；
基于所述位置确定所述垂直距离，以及基于所述第一朝向确定所述夹角；
基于所述垂直距离和所述夹角确定所述移动设备的旋转速度；以及
基于所述旋转速度控制所述移动设备运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述垂直距离和所述夹角确定所述移动设备的旋转速度包括：
确定所述移动设备的当前线速度的方向；
基于所述位置和所述当前线速度的方向，确定所述移动设备的线速度；
基于所述线速度、所述垂直距离和所述夹角确定所述移动设备的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述线速度、所述垂直距离和所述夹角确定所述移动设备的旋转速度包括：
Figure FDA0002284395510000011
其中，v表示所述线速度，θrc表示所述夹角，yrc表示所述垂直距离，k1和k2为可变系数。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述位置和所述当前线速度的方向，确定所述移动设备的线速度包括：
在所述第二朝向的方向上确定特定点，其中，所述特定点为所述移动设备与所述充电接口连接时所需要移动到的目标位置；
以所述特定点为原点建立坐标系，其中，以所述第二朝向所指的方向为X轴正方向，以与所述第二朝向垂直的方向为Y轴方向；
在所述当前线速度的方向为远离所述充电接口的方向并且所述移动设备位于所述X轴正方向并且所述移动设备与所述特定点之间的距离大于预设距离的情况下，确定所述线速度的方向为朝向所述充电接口的方向；以及
在所述当前线速度的方向为靠近所述充电接口的方向并且所述移动设备所在的位置比所述特定点靠近所述充电接口的情况下，确定所述线速度的方向为远离所述充电接口的方向。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述控制所述移动设备向所述充电接口移动直至所述移动设备与所述充电接口连接包括：
控制所述移动设备向所述充电接口移动；以及
在确定所述移动设备与所述特定点的距离在预设误差范围内的情况下，确定所述移动设备与所述充电接口连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述移动设备与所述充电接口之间的水平距离，控制所述移动设备向所述充电接口移动直至所述移动设备与所述充电接口连接包括：
基于所述水平距离确定所述移动设备的线速度的大小，其中，所述线速度的大小随着所述水平距离的减小而减小；以及
控制所述移动设备按照所述线速度的大小向所述充电接口移动。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括，在所述控制所述移动设备执行调整操作之前：
控制所述移动设备运动到调整区域内；以及
在所述移动设备位于所述调整区域中的情况下，使所述移动设备执行调整操作。
8.一种控制移动设备与充电接口连接的装置，包括：
第一控制模块，用于控制所述移动设备执行调整操作，直至所述移动设备与所述充电接口之间的垂直距离小于第一阈值并且所述移动设备的第一朝向与所述充电接口的第二朝向之间的夹角小于第二阈值或者大于第三阈值，其中，所述垂直距离为与所述第二朝向相垂直的方向上的距离；以及
第二控制模块，基于所述移动设备与所述充电接口之间的水平距离，控制所述移动设备向所述充电接口移动直至所述移动设备与所述充电接口连接，所述水平距离为在所述第二朝向方向上的距离，
其中，所述第一控制模块用于重复执行如下操作：
获取所述移动设备的位置和所述第一朝向；
基于所述位置确定所述垂直距离，以及基于所述第一朝向确定所述夹角；
基于所述垂直距离和所述夹角确定所述移动设备的旋转速度；以及
基于所述旋转速度控制所述移动设备运动。
9.一种控制系统，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1～7所述任意一项的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行如权利要求1～7所述任意一项的方法。
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