CN113075934B - 一种机器人寻座控制方法、激光导航机器人及芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人寻座控制方法、激光导航机器人及芯片，该方法包括：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人按照第一预设方向自转一周，并在自转过程中控制机器人搜寻充电座信号，若机器人在旋转过程中接收到充电座信号，则控制机器人进入有信号寻座流程，若机器人在自转一周后未接收到充电座信号，则控制机器人进入无信号寻座流程。该方法通过控制机器人自转一周寻找充电座信号，以控制机器人根据当前环境情况进入有信号寻座流程或无信号寻座流程，确保机器人智能寻座，提高机器人寻座效率。

Description

一种机器人寻座控制方法、激光导航机器人及芯片

技术领域

本发明涉及机器人回充技术领域，具体涉及一种机器人寻座控制方法、激光导航机器人及芯片。

背景技术

随着机器人技术的成熟，机器人在社会的各行各业中得到广泛应用，尤其是清洁类、陪宠类、巡逻检测类等具有服务型功能的移动机器人。而移动机器人的回充效率是评价该机器人性能的重要指标之一，移动机器人的回充效率主要与移动机器人返回充电座的寻座速度、上座速度以及移动机器人的受电接口与充电座的供电接口对接精准度有关，传统的移动机器人主要依赖充电座发出的引导信号实现回座，由于引导信号的不稳定性，导致移动机器人回充效率较低，且可能存在充电座发出的引导信号被障碍物阻挡导致移动机器人无法接收到引导信号的情况，进而导致移动机器人行走轨迹混乱或者回充失败的情况，影响移动机器人高效率回充，降低移动机器人的性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人寻座控制方法、激光导航机器人及芯片，在机器人离座前未记录参照物的情况下，基于激光地图获取地形，选取参照物，高效引导机器人寻座，提高机器人回充效率。本发明的具体技术方案如下：

一种机器人寻座控制方法，该方法包括如下步骤：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人按照第一预设方向自转一周，并在自转过程中控制机器人搜寻充电座信号，若机器人在自转过程中接收到充电座信号，则控制机器人进入有信号寻座流程，若机器人在自转一周后未接收到充电座信号，则控制机器人进入无信号寻座流程；其中，所述第一预设方向是指预先设置于机器人内控芯片中的机器人自转方向，包括顺时针方向，或者是逆时针方向。

与现有技术相比，本技术方案公开的机器人寻座控制方法通过控制机器人定向自转一周，初步确定在当前位置是否能接受到充电座发出的充电座信号，进而确定机器人进入有信号寻座流程或无信号寻座流程，实现机器人有规律、稳定寻座，提高机器人寻座回充效率，避免机器人在接受不到机器人回充信号时进行无秩序无规律寻座。

进一步地，所述有信号寻座流程包括如下步骤：步骤A1：控制机器人在接收到充电座信号后停止自转或移动，获取充电座相对于机器人所在角度范围，然后进入步骤A2；步骤A2：根据所述充电座相对于机器人所在角度范围，从激光地图中获取一条或一条以上的机器人有信号寻座参考线段，然后进入步骤A3；步骤A3：根据步骤A2中获取的所述机器人有信号寻座参考线段，选取所述机器人有信号寻座参考线段中机器人未遍历且与机器人距离最近的参考线段作为当前参考线段，然后进入步骤A4；步骤A4：控制机器人进入当前参考线段的第一寻座流程，若机器人在当前参考线段的第一寻座流程中接收到上座信号，则控制机器人进入上座流程，结束有信号寻座流程；若机器人在当前参考线段的第一寻座流程中未接收到上座信号，则结束当前参考线段的第一寻座流程，返回步骤A3，直至所有参考线段遍历完毕，结束机器人有信号寻座流程。

相较于现有技术，本发明在初步确定充电座相对于机器人所在的角度范围后，基于激光地图获取该角度范围内存在的直线段作为机器人寻座参考线段，借助激光地图的辅助，使得机器人找座过程中能够小范围内确定充电座所在的高概率直线段，提高机器人寻座效率，进而提高机器人回充效率。

进一步地，所述步骤A1中获取充电座相对于机器人所在角度范围方法为：步骤A11：确定机器人的红外接收头的充电座信号接收情况，然后进入步骤A12；步骤A12：确定机器人的一侧或两侧的红外接收头所接收的充电座信号类型，然后进入步骤A13；步骤A13：根据机器人的红外接收头的充电座信号接收情况和所接收的充电座信号类型，结合预设充电座与机器人相对角度表，确定充电座相对于机器人所在角度范围；其中，所述红外接收头的充电座信号接收情况包括红外接收头未接收到充电座信号、红外接收头接收到充电座左信号、红外接收头接收到充电座右信号、红外接收头接收到充电座左信号和充电座右信号、红外接收头接收到充电座近卫信号；充电座信号类型包括充电座左信号、充电座右信号、充电座近卫信号，以及充电座左信号和充电座右信号的结合。相较于现有技术，本发明基于不同的机器人型号有不同的充电座与机器人相对角度表，使得针对充电座与当前型号的机器人的相对角度范围，提高充电座与机器人相对角度的精准度。

进一步地，所述步骤A2具体包括：步骤A21：基于激光地图获取第一地形，然后进入步骤A22；步骤A22：根据步骤A21获取的第一地形筛选出在所述充电座相对于机器人所在角度范围内的第二地形，然后进入步骤A23；步骤A23：基于步骤A22获取的第二地形筛选出一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段；其中，所述第一地形是指机器人的红外接收头的可接收信号范围内的地形；所述第二地形是指基于第一地形筛选出的充电座相对于机器人所在角度范围内的地形；所述地形是指激光地图中一条或一条以上的直线段组成的线段集。本技术方案基于激光地图获取充电座相对于机器人所在角度范围内的地形，使得机器人寻座流程更为智能精准有规律，减少机器人移动过程中非必要的碰撞，实现机器人稳定高效寻座。

进一步地，步骤A4中所述当前参考线段的第一寻座流程包括如下步骤：步骤A41：在所述当前参考线段上作中垂线，取中垂线与所述当前参考线段的交点为中垂点，将中垂线上与中垂点距离第一预设距离且与机器人距离最近的点作为导航点，然后进入步骤A42；步骤A42：根据步骤A41中获取的导航点，选取以所述导航点为中心，与所述当前参考线段平行且长度为第一预设长度的线段作为寻座轨迹，然后进入步骤A43；步骤A43：控制机器人移动至所述导航点，判断机器人在所述导航点是否接收到上座信号，若是，则进入步骤A45，若否，则进入步骤A44；步骤A44：控制机器人从导航点出发按照预设移动规律遍历所述寻座轨迹，同时搜寻上座信号，若机器人在遍历所述寻座轨迹时接收到所述上座信号，则进入步骤A45，若机器人遍历所述寻座轨迹并未接收到上座信号，则结束机器人当前参考线段的第一寻座流程，返回步骤A3，直至所有参考线段遍历完毕，结束机器人有信号寻座流程；步骤A45：机器人结束当前参考线段的第一寻座流程和机器人有信号寻座流程，控制机器人进入上座流程。本发明方案在当前参考线段中按照设定的选点规则选择出导航点作为机器人上座的参照点，使得机器人寻座行为更稳定。

进一步地，所述预设移动规律是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的左半段后遍历所述寻座轨迹的右半段的顺序移动，或者是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的右半段后遍历所述寻座轨迹的左半段的顺序移动。与现有技术相比，本技术方案基于寻座轨迹限定机器人寻找上座信号的范围，使得机器人在寻座轨迹内移动寻找上座信号，基于预设移动规律控制遍历寻座轨迹，避免机器人遗漏对上座信号的接收。

进一步地，所述无信号寻座流程具体包括如下步骤：步骤B1：基于激光地图获取以机器人为中心的预设范围内的地形作为第三地形，然后进入步骤B2；步骤B2：根据步骤B1中获取的第三地形，筛选一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段，然后进入步骤B3；步骤B3：根据步骤B2中获取的所述机器人无信号寻座参考线段中选取一条机器人未遍历的直线段且与机器人距离最近的直线段作为当前参考线段，然后进入步骤B4；步骤B4：控制机器人进入所述当前参考线段的第二寻座流程，若机器人在当前参考线段的第二寻座流程中接收到上座信号，则控制机器人结束无信号寻座流程，进入上座流程，若机器人在当前参考线段的第二寻座流程中接收到充电座信号，则控制机器人进入机器人的有信号寻座流程。与现有技术相比，本技术方案减少了对充电座引导信号的依赖，保证了机器人寻座行为的规律有序，提高机器人无信号回座的回充效率。

进一步地，所述步骤B4具体包括如下步骤：步骤B41：控制机器人遍历所述当前参考线段，并在遍历所述当前参考线段的过程中搜寻上座信号和充电座信号，判断机器人在遍历当前参考线段的过程中是否接收到上座信号或充电座信号，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到上座信号，或者同时接收到上座信号和充电座信号，则进入步骤B42，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到充电座信号，则进入步骤B43，若机器人在遍历当前参考线段的过程中未接收到上座信号和充电座信号，则返回步骤B3；步骤B42：控制机器人结束当前参考线段的第二寻座流程和无信号寻座流程，进入上座流程；步骤B43：控制机器人结束当前参考线段的第二寻座流程和结束无信号寻座流程，进入有信号寻座流程。本技术方案通过控制机器人有序遍历所有参考线段以有规律的寻找充电座，且在机器人接收到充电座信号后进入有信号寻座流程，保证机器人实现稳定上座，相较于无信号无规律的上座方法提高了机器人回充效率。

进一步地，所述基于第二地形筛选一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段具体包括：从所述第二地形所包含的直线段中，筛选出长度大于或等于第二预设长度的直线段作为机器人有信号寻座参考线段。

进一步地，所述根据第三地形选取出一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段具体包括：从所述第三地形所包含的直线段中，筛选出长度大于或等于第三预设长度的直线段作为机器人无信号寻座参考线段。

进一步地，机器人在按照第一预设方向自转一周的过程中接收到上座信号，则控制机器人停止旋转，进入上座流程。本技术方案针对机器人在旋转过程中接收到充电座发出的上座信号的情况，控制机器人停止旋转，根据接收到的上座信号，进入上座流程，机器人快速实现回充。

进一步地，所述上座流程是指机器人基于上座信号，按照第二移动规律移动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接的流程；其中，所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进第二预设距离，然后控制机器人按照先顺时针方向转动第二预设角度后逆时针方向转动第三预设角度的顺序转动，重复前述控制机器人沿中线前进第二预设距离然后按照顺时针方向转动第二预设角度然后逆时针方向转动第三预设角度的步骤，直至所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设角度和所述第三预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。与现有技术相比，本技术方案的上座流程通过控制机器人前进的同时进行转动，以调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度。

本发明还公开了一种芯片，所述芯片存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制机器人执行前述的机器人寻座控制方法。

本发明还公开了一种激光导航机器人，内置主控芯片，所述主控芯片为前述的芯片。本发明公开的机器人应用前述机器人寻座控制方法，实现机器人高效率寻座回充。

附图说明

图1为本发明一种实施例所述机器人寻座控制方法的流程示意图。

图2为本发明一种实施例所述机器人有信号寻座方法的流程示意图。

图3为本发明一种实施例所述机器人无信号寻座方法的流程示意图。

图4为本发明一种实施例所述机器人寻座控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂且冗长的，然而对于本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中，在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地或隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如：包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本发明的一种实施例中提供一种机器人寻座控制方法，图1是根据本发明实施例的机器人寻座控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤1：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人按照第一预设方向自转一周，同时判断机器人是否接收到充电座信号，若是，则进入步骤2，若否，则进入步骤3；

步骤2：控制机器人进入机器人有信号寻座流程，以寻找机器人上座信号；

步骤3：控制机器人进入机器人无信号寻座流程，以寻找机器人充电座信号和上座信号。

具体地，所述机器人的状态包括但不限于寻座状态、充电状态、休眠状态、常规工作状态等；其中，寻座状态是指机器人处于执行主动或被动寻座行为的状态；所述主动寻座行为是指机器人执行完常规工作后电量仍充足，没有充电需求，需要返回充电座以进入休眠状态；所述被动寻座行为是指机器人的电量值达到预设低电量预警值时，机器人被动进入寻座状态，执行寻座行为。所述第一预设方向可以是但不限顺时针方向，或者是逆时针方向。所述充电座信号是指由充电座发出的，用于引导机器人接近充电座的红外信号。所述上座信号是指由充电座发出的，用于引导机器人的受电接口与充电座的供电接口对接的信号。

优选地，图2为机器人有信号寻座流程的流程示意图，如图2所示，所述机器人有信号寻座流程具体包括如下步骤：

步骤201：控制机器人在接收到充电座信号后停止自转或移动，然后进入步骤S202；

步骤202：确定机器人的红外接收头的充电座信号接收情况，然后进入步骤203；具体地，所述红外接收头的充电座信号接收情况包括红外接收头未接收到充电座信号、红外接收头接收到充电座左信号、红外接收头接收到充电座右信号、红外接收头同时接收到充电座左信号和充电座右信号，以及红外接收头接收到充电座近卫信号；所述充电座包含三个信号发射端，分别是左信号发射端、右信号发射端和近卫信号发射端，其中，左信号发射端和右信号发射端所发射的左信号和右信号的重叠部分为上座信号，用于引导机器人的受电接口与充电座的供电接口对接。所述近卫信号发射端所发射的近卫信号，用于确定机器人与充电座的距离是否小于预设距离以及充电座相对于机器人的角度范围，所述近卫信号相较于所述左信号和所述右信号，具有判断机器人与充电座的距离是否小于预设阈值的功能。

步骤203：根据步骤202获取的机器人红外接收头的充电座接收情况，确定机器人的红外接收头中接收到充电座信号的红外接收头所接收的充电座信号类型，然后进入步骤204；具体地，充电座信号类型包括充电座左信号、充电座右信号、充电座近卫信号，以及充电座左信号和充电座右信号的结合；所述机器人包含两个红外接收头，所述两个红外接收头分别设置于相对于机器人机身中轴线呈第一预设角度的机器人机身左前方和机器人机身右前方。

步骤204：根据步骤202确定的机器人红外接收头的充电座接收情况以及步骤203确定的红外接收头所接收的充电座信号类型，结合预设充电座与机器人相对角度表，确定充电座相对于机器人所在角度范围。具体地，所述预设充电座与机器人相对角度表是基于机器人型号、充电座的红外发射端设置位置等多种因素预先设定的，可以理解地，不同机器人型号的所述预设充电座与机器人相对角度表参数不相同，所述预设充电座与机器人相对角度表在机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部。

步骤205：基于激光地图获取第一地形，根据充电座相对于机器人所在角度范围从第一地形中筛选获取第二地形，然后进入步骤206；具体地，所述第一地形是指机器人的红外接收头的可接收信号范围内的地形；所述第二地形是指基于第一地形筛选出的充电座相对于机器人所在角度范围内的地形；所述地形是指激光地图中一条或一条以上的直线段组成的线段集，可以是但不限于房间墙面、柜子边缘、家具轮廓线、等。

步骤206：根据步骤205获取的第二地形筛选出一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段，然后进入步骤207；具体地，该步骤通过基于第二地形实现小范围内内获取一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段，缩小机器人执行有信号寻座流程的范围，提高机器人寻座效率；所述筛选出一条或一条以上的直线作为机器人有信号寻座参考线段的方法是从第二地形所包含的直线段中，筛选出长度大于或等于第二预设长度的直线段作为机器人有信号寻座参考线段；其中，所述第二预设长度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内，用于作为从第二地形的直线段中筛选机器人有信号寻座参考线段的最短筛选长度。

步骤207：选取机器人有信号寻座参考线段中机器人未遍历的且与机器人距离最近的参考线段作为当前参考线段，判断全部参考线段是否皆遍历完毕，若是，则结束机器人有信号寻座流程，机器人寻座失败，若否，则选取机器人有信号寻座参考线段中机器人未遍历的且与机器人距离最近的参考线段作为当前参考线段，进入步骤208，控制机器人执行当前参考线段的第一寻座流程；具体地，所述机器人未遍历是指机器人未在该参考线段上执行过具体的有信号寻座流程；所述与机器人距离最近的参考线段是指该参考线段的中心与机器人中心两点的连线距离最短。

步骤208：在所述当前参考线段上作中垂线，取中垂线与所述当前参考线段的交点为中垂点，将所述中垂线上与所述中垂点距离第一预设距离且与机器人距离最近的点作为导航点。具体地，所述导航点用于定点限定机器人搜寻上座信号，提高机器人寻座、上座效率。

步骤209：控制机器人移动至导航点，判断机器人在导航点是否接收到上座信号，若是，则进入步骤212，若否，则进入步骤210。

步骤210：选取以导航点为中心，与当前参考线段平行的第一预设长度的线段作为寻座轨迹，然后进入步骤211；具体地，所述第一预设长度是指在机器人出厂前预先设置于机器人内置芯片的长度值，所述第一预设长度与该型号机器人对应的充电座的长度成正比。

步骤211：控制机器人由导航点出发，按照预设移动规律遍历寻座轨迹，并判断机器人在遍历寻座轨迹过程中是否接收到上座信号，若是，则进入步骤212，若否，则返回步骤207；具体地，当机器人在当前参考线段的第一寻座流程中遍历寻座轨迹后仍未接收到上座信号，则判定为当前参考线段中不存在充电座故无法搜寻到上座信号，机器人返回步骤207以选取新的直线段作为当前参考线段，重新进入当前参考线段的第一寻座流程；所述预设移动规律是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的左半段后遍历所述寻座轨迹的右半段的顺序移动，或者是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的右半段后遍历所述寻座轨迹的左半段的顺序移动。

步骤212：机器人结束有信寻座流程和机器人寻座流程，控制机器人基于上座信号进入上座流程。

优选地，所述当前参考线段的第一寻座流程包括步骤208至步骤212。

优选地，所述上座流程是指机器人基于上座信号，按照第二移动规律移动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接的流程；所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进，同时控制机器人按照顺时针方向或者是逆时针方向转动第二预设角度，以使得所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。

优选地，所述预设充电座与机器人相对角度表可参照表1所示，表格中的具体参数根据机器人的型号、充电座的型号和充电座的信号发射端设置位置等多种因素的改变而不同；具体地，表1中的左前代表接收到该充电座信号的红外接收头位于相对于机器人机身中轴线呈第一预设角度的机器人机身左前方；表1中的右前代表接收到该充电座信号的红外接收头位于相对于机器人机身中轴线呈第一预设角度的机器人机身右前方；表1中的左前、右前代表接收到该充电座信号的红外接收头包括位于相对于机器人机身中轴线呈第一预设角度的机器人机身左前方的红外接收头和位于相对于机器人机身中轴线呈第一预设角度的机器人机身右前方的红外接收头；所述充电座信号类型包括充电座左信号发射端发射的左信号、充电座右信号发射端发射的右信号、充电座近卫信号发射端发射的近卫信号；特别地，所述左信号与所述右信号的信号重叠部分为上座信号；所述近卫信号用于判断机器人与充电座的距离是否小于预设阈值；所述预设阈值在本实施例表1中被配置为0.5米；所述充电座相对于机器人角度范围基于以机器人的中心为原点建立的平面直角坐标系所获取的角度信息。表1如下：

优选地，图3为机器人无信号寻座流程的流程示意图，如图3所述，本发明实施例中所述机器人无信号寻座流程具体包括如下步骤：

步骤301：基于激光地图获取以机器人为中心的预设范围内的地形作为第三地形，然后进入步骤302；具体地，所述以机器人为中心的预设范围内是指预先设置的以机器人为中心的、一定长度和一定宽度的区域范围，特别地，所述以机器人为中心的预设范围可以是但不限于以机器人为中心的，长度为4米，宽度为4米的区域范围。

步骤302：根据步骤301获取的第三地形裁剪出一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段，然后进入步骤303；具体地，所述由第三地形裁剪出一条或一条以上的直线段的裁剪办法是从第三地形中选择大于或等于第三预设长度的直线段；其中，所述第三预设长度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内，用于作为从第三地形的直线段中筛选机器人无信号寻座参考线段的最短筛选长度。

步骤303：根据步骤302获取的机器人无信号寻座参考线段，选取出一条机器人未遍历的机器人无信号寻座参考线段且与机器人距离最近的机器人无信号寻座参考线段作为当前参考线段，若所有机器人无信号寻座参考线段皆遍历完毕，则控制机器人结束无信号寻座流程，若存在未遍历的机器人无信号寻座参考线段，则选取出一条机器人未遍历的机器人无信号寻座参考线段且与机器人距离最近的机器人无信号寻座参考线段作为当前参考线段，进入步骤304，控制机器人进入当前参考线段的第二寻座流程；具体地，当机器人无信号寻座参考线段皆遍历完毕，则视为机器人无信号寻座失败，结束机器人无信号寻座流程。

步骤304：控制机器人遍历当前参考线段，并在遍历当前参考线段的过程中搜寻上座信号和充电座信号，并判断机器人在遍历当前参考线段的过程中是否接收到上座信号或充电座信号，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到上座信号，或者是上座信号和充电座信号，则进入步骤305，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到充电座信号，则进入步骤306，若机器人在遍历当前参考线段的过程中未接收到上座信号或充电座信号，则返回步骤303。

步骤305：控制机器人结束无信号寻座流程，基于接收到的上座信号，进入上座流程；具体地，所述上座流程是指机器人基于接收到的上座信号按照预设摆动规律摆动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接。

步骤306：控制机器人结束无信号寻座流程，进入机器人有信号寻座流程。

优选地，所述当前参考线段的第二寻座流程包括步骤304至步骤306。

优选地，本发明一种实施例中公开一种机器人寻座控制方法，通过控制机器人旋转一周是否接收到充电座信号的方式，判断机器人进入有信号寻座流程或者是无信号寻座流程，根据实际机器人接收到充电座信号的情况选择机器人的寻座方法，有效提高机器人寻座效率，具体流程如图4所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S101：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人按照第一预设方向旋转一周，并在机器人旋转过程中搜寻充电座信号，若机器人在旋转过程中接收到充电座信号，则控制机器人进行有信号寻座流程，进入步骤S201，若机器人在旋转过程中未接收到充电座信号，则控制机器人进入无信号寻座流程，进入步骤S301；具体地，所述机器人的状态包括常规工作状态、寻座状态、充电状态、休眠状态等，其中，所述寻座状态是指机器人进入主动或被动寻座的状态，所述机器人主动寻座是指机器人在结束常规工作任务且电量未达到低电量预警值的情况下，通过将机器人的状态转变为寻座状态进而进入休眠状态；所述机器人被动寻座是指机器人未结束常规工作任务或结束常规工作任务且电量达到低电量预警值的情况下，机器人被动进入寻座状态。

步骤S201：控制机器人在接收到充电座信号后停止旋转或移动，然后进入步骤S202；

步骤S202：确定机器人左前侧和右前侧的红外接收头的充电座信号接收情况，然后进入步骤S203；具体地，本实施例中所述充电座具有两个红外发射头，分别设置于充电座的供电接口的左侧和右侧，分别发射充电座左信号和充电座右信号，用于引导机器人寻座和上座；所述红外接收头的充电座信号接收情况包括但不限于接收到充电座左信号、接收到充电座右信号、接收到充电座左信号和充电座右信号。

步骤S203：根据步骤S202确定的机器人左前侧和右前侧的红外接收头的充电座信号接收情况，确定机器人左前侧和右前侧的红外接收头中接收到充电座信号的一侧或两侧红外接收头所接收的充电座信号类型，然后进入步骤S204；具体地，所述充电座信号类型包括充电座左信号、充电座右信号，或者是两种信号的结合。

步骤S204：根据步骤S202确定的机器人左前侧和右前侧的红外接收头的充电座信号接收情况和步骤S203确定的红外接收头接收的充电座信号类型，结合预设充电座与机器人相对角度表，确定充电座相对于机器人所在角度范围，然后进入步骤S204；具体地，所述预设充电座与机器人相对角度表是根据机器人型号、充电座类型、充电座红外接收头的设置位置等多种因素综合计算后预先记录于机器人内控芯片上的参照表，所述预设充电座与机器人相对角度表会根据机器人型号不同、充电座大小不同、充电座红外接收头的设置位置不同而相应改变具体角度参数，所述预设充电座与机器人相对角度表在机器人出厂前根据机器人型号和对应的充电座型号预先设置于机器人内部主控芯片，参照前述的表1。

步骤S205：基于激光地图获取第一地形，根据步骤S204获取的充电座相对于机器人所在角度范围从第一地形中筛选获取第二地形，然后进入步骤S206；具体地，所述第一地形是指机器人的红外接收头的可接收信号范围内的地形；所述第二地形是指基于第一地形筛选出的充电座相对于机器人所在角度范围内的地形；所述地形是指激光地图中一条或一条以上的直线段组成的线段集，可以是但不限于房间墙面、柜子边缘等；本发明实施例的该步骤通过先确定机器人红外接收头所覆盖范围的第一地形，再根据充电座相对于机器人所在角度范围缩小地形区域，获取第二地形，以实现小范围内确定充电座的位置，减少机器人寻座的非必要遍历区域，因为充电座一般是设置于墙壁或柜子等平直物体的边缘，所以通过激光地图获取地形，能够缩小充电座所在直线段的区域。

步骤S206：基于步骤S205获取的第二地形，裁剪筛选出一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段，然后进入步骤S207；具体地，所述裁剪筛选直线段作为机器人有信号寻座参考线段的裁剪筛选条件是基于第二地形所包含的所有直线段中，长度大于或等于预设参考长度的直线段；所述预设参考长度与充电座的大小相关联，根据不同的机器人型号和对应的充电座大小的，所述预设参考长度可调整。

步骤S207：选取机器人有信号寻座参考线段中，机器人未遍历且与机器人距离最近的一条机器人有信号寻座线段作为当前参考线段，若全部机器人有信号寻座参考线段皆遍历完毕，则结束机器人有信号流程，若机器人有信号寻座参考线段中存在未遍历的机器人有信号寻座参考线段，则选取机器人有信号寻座参考线段中，机器人未遍历且与机器人距离最近的一条机器人有信号寻座线段作为当前参考线段，进入步骤S208；其中，所述与机器人距离最近的机器人有信号寻座参考线段是指所述机器人有信号寻座参考线段的中点与机器人的中心点的直线距离的距离最短。

步骤S208：在当前参考线段上作中垂线，取中垂线与当前参考线段的交点作为中垂点，将中垂线上与中垂点距离第一预设距离且与机器人距离最近的点作为导航点，然后进入步骤S209；具体地，所述导航点用于引导机器人实现小范围内有信号寻座，提高机器人在当前参考线段上的寻座效率。

步骤S209：选取以导航点为中心，与当前参考线段平行且长度为第一预设长度的线段作为寻座轨迹，然后进入步骤S210；具体地，基于导航点选取寻座轨迹，限定机器人在当前参考线段的寻座路线，提高机器人寻座效率，所述第一预设长度是指预先设置于机器人内置芯片的，与该型号机器人对应的充电座长度成正比的长度值。

步骤S210：控制机器人移动至导航点，判断机器人在导航点是否接收到上座信号，若是，则进入步骤S212，若否，则进入步骤S211。具体地，所述上座信号为所述充电座的左信号和所述充电座的右信号的重叠部分的信号，用于引导机器人的受电接口与充电座的供电接口对接，提高机器人上座效率。

步骤S211：控制机器人由导航点出发，按照预设移动规律遍历寻座轨迹，并判断机器人在遍历寻座轨迹过程中是否接收到上座信号，若是，则进入步骤S212，若否，则返回步骤S207；具体地，当机器人在当前参考线段的寻座流程中遍历寻座轨迹后仍未接收到上座信号，则判定为当前参考线段中不存在充电座故无法搜寻到上座信号，返回步骤S207以选取新的直线段作为当前参考线段，重新进入当前参考线段的寻座流程，直至所有直线段遍历完毕。

步骤S212：机器人结束有信寻座流程和机器人寻座流程，控制机器人根据上座信号进入上座流程。

优选地，所述上座流程是指机器人基于上座信号，按照第二移动规律移动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接；所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进第二预设距离，然后控制机器人按照先顺时针方向转动第二预设角度后逆时针方向转动第三预设角度的顺序转动，重复前述控制机器人沿中线前进第二预设距离然后按照顺时针方向转动第二预设角度然后逆时针方向转动第三预设角度的步骤，直至所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设距离是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接距离的距离值；所述第二预设角度和所述第三预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。

优选地，本发明实施例与前述发明实施例中，本发明中的步骤S209与步骤S210的顺序可调换，两步骤的先后执行顺序不影响机器人整体寻座效率。

步骤S301：基于激光地图获取机器人周围预设范围内的地形作为第三地形，然后进入步骤S302；具体地，所述机器人周围预设范围内是指预先设置的以机器人为中心的、一定长度和一定宽度的区域范围，特别地，所述机器人周围预设范围可以是但不限于以机器人为中心的，长度为4米，宽度为4米的区域范围。

步骤S302：根据步骤S301获取的第三地形裁剪出一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段，然后进入步骤S303；具体地，所述由第三地形裁剪出一条或一条以上的直线段的裁剪办法是从第三地形中选择大于或等于预设参考长度值的直线段。

步骤S303：根据步骤S302获取的机器人无信号寻座参考线段，选取出一条机器人未遍历的机器人无信号寻座参考线段且与机器人距离最近的机器人无信号寻座参考线段作为当前参考线段，若所有机器人无信号寻座参考线段皆遍历完毕，则控制机器人结束无信号寻座流程，若存在未遍历的机器人无信号寻座参考线段，则选取出一条机器人未遍历的机器人无信号寻座参考线段且与机器人距离最近的机器人无信号寻座参考线段作为当前参考线段，进入步骤S304；具体地，当机器人无信号寻座参考线段皆遍历完毕，则视为机器人无信号寻座失败，结束机器人无信号寻座流程；其中，所述与机器人距离最近的机器人无信号寻座参考线段是指所述机器人无信号寻座参考线段的中点与机器人的中心点的直线距离的距离最短。

步骤S304：控制机器人遍历当前参考线段，并在遍历当前参考线段的过程中搜寻上座信号和充电座信号，并判断机器人在遍历当前参考线段的过程中是否接收到上座信号或充电座信号，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到上座信号，或者是上座信号和充电座信号，则进入步骤S305，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到充电座信号，则进入步骤S306，若机器人在遍历当前参考线段的过程中未接收到上座信号或充电座信号，则返回步骤S303。

步骤S305：控制机器人结束无信号寻座流程，基于接收到的上座信号，进入上座流程；具体地，所述上座流程是指机器人基于接收到的上座信号按照预设摆动规律摆动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接。

步骤S306：控制机器人结束无信号寻座流程，进入机器人有信号寻座流程。

综上，机器人通过旋转一周寻找充电座信号，以控制机器人进入有信号寻座流程或无信号寻座流程，已选择更适合当前机器人所处环境的寻座方法，具有针对性的控制机器人完成寻座行为，实现机器人高效率上座。

本发明的一种实施例中公开一种芯片，该芯片用于存储计算机程序，该程序被配置为执行前述一种机器人寻座控制方法，限定机器人执行有信号寻座流程或无信号寻座流程，提高机器人寻座效率。

本发明一种实施例公开一种激光导航机器人，所述激光导航机器人内部配置有前述实施例所述芯片，用于执行前述一种机器人寻座控制方法，提高激光导航机器人的寻座效率，实现激光导航机器人高效执行寻座流程。

本领域内的技术人员应明白，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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (13)

1.一种机器人寻座控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人按照第一预设方向自转一周，并在自转过程中控制机器人搜寻充电座信号，若机器人在自转过程中接收到充电座信号，则控制机器人进入有信号寻座流程，若机器人在自转一周后未接收到充电座信号，则控制机器人进入无信号寻座流程；其中，所述第一预设方向是指预先设置于机器人主控芯片中的机器人自转方向，包括顺时针方向，或者是逆时针方向；

其中，所述有信号寻座流程包括如下步骤：

步骤A1：控制机器人在接收到充电座信号后停止自转或移动，获取充电座相对于机器人所在角度范围，然后进入步骤A2；

步骤A2：根据所述充电座相对于机器人所在角度范围，从激光地图中获取一条或一条以上的机器人有信号寻座参考线段，然后进入步骤A3；

步骤A3：根据步骤A2中获取的所述机器人有信号寻座参考线段，选取所述机器人有信号寻座参考线段中机器人未遍历且与机器人距离最近的参考线段作为当前参考线段，然后进入步骤A4；

步骤A4：控制机器人进入当前参考线段的第一寻座流程，若机器人在当前参考线段的第一寻座流程中接收到上座信号，则控制机器人进入上座流程，结束有信号寻座流程；若机器人在当前参考线段的第一寻座流程中未接收到上座信号，则结束当前参考线段的第一寻座流程，返回步骤A3，直至所有参考线段遍历完毕，结束机器人有信号寻座流程。

2.根据权利要求1所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述步骤A1中获取充电座相对于机器人所在角度范围方法为：

步骤A11：确定机器人的红外接收头的充电座信号接收情况，然后进入步骤A12；

步骤A12：确定机器人的一侧或两侧的红外接收头所接收的充电座信号类型，然后进入步骤A13；

步骤A13：根据机器人的红外接收头的充电座信号接收情况和所接收的充电座信号类型，结合预设充电座与机器人相对角度表，确定充电座相对于机器人所在角度范围；

其中，所述红外接收头的充电座信号接收情况包括红外接收头未接收到充电座信号、红外接收头接收到充电座左信号、红外接收头接收到充电座右信号、红外接收头接收到充电座左信号和充电座右信号、红外接收头接收到充电座近卫信号；充电座信号类型包括充电座左信号、充电座右信号、充电座近卫信号，以及充电座左信号和充电座右信号的结合。

3.根据权利要求1所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述步骤A2具体包括：

步骤A21：基于激光地图获取第一地形，然后进入步骤A22；

步骤A22：根据步骤A21获取的第一地形筛选出在所述充电座相对于机器人所在角度范围内的第二地形，然后进入步骤A23；

步骤A23：基于步骤A22获取的第二地形筛选出一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段；

其中，所述第一地形是指机器人的红外接收头的可接收信号范围内的地形；所述第二地形是指基于第一地形筛选出的充电座相对于机器人所在角度范围内的地形；所述地形是指激光地图中一条或一条以上的直线段组成的线段集。

4.根据权利要求1所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，步骤A4中所述当前参考线段的第一寻座流程包括如下步骤：

步骤A41：在所述当前参考线段上作中垂线，取中垂线与所述当前参考线段的交点为中垂点，将中垂线上与中垂点距离第一预设距离且与机器人距离最近的点作为导航点，然后进入步骤A42；

步骤A42：根据步骤A41中获取的导航点，选取以所述导航点为中心，与所述当前参考线段平行且长度为第一预设长度的线段作为寻座轨迹，然后进入步骤A43；

步骤A43：控制机器人移动至所述导航点，判断机器人在所述导航点是否接收到上座信号，若是，则进入步骤A45，若否，则进入步骤A44；

步骤A44：控制机器人从导航点出发按照预设移动规律遍历所述寻座轨迹，同时搜寻上座信号，若机器人在遍历所述寻座轨迹时接收到所述上座信号，则进入步骤A45，若机器人遍历所述寻座轨迹并未接收到上座信号，则结束机器人当前参考线段的第一寻座流程，返回步骤A3，直至所有参考线段遍历完毕，结束机器人有信号寻座流程；

步骤A45：机器人结束当前参考线段的第一寻座流程和机器人有信号寻座流程，控制机器人进入上座流程。

5.根据权利要求4所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述预设移动规律是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的左半段后遍历所述寻座轨迹的右半段的顺序移动，或者是指控制机器人从导航点出发以先遍历所述寻座轨迹的右半段后遍历所述寻座轨迹的左半段的顺序移动。

6.根据权利要求1所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述无信号寻座流程具体包括如下步骤：

步骤B1：基于激光地图获取以机器人为中心的预设范围内的地形作为第三地形，然后进入步骤B2；

步骤B2：根据步骤B1中获取的第三地形，筛选一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段，然后进入步骤B3；

步骤B3：根据步骤B2中获取的所述机器人无信号寻座参考线段中选取一条机器人未遍历的直线段且与机器人距离最近的直线段作为当前参考线段，然后进入步骤B4；

步骤B4：控制机器人进入所述当前参考线段的第二寻座流程，若机器人在当前参考线段的第二寻座流程中接收到上座信号，则控制机器人结束无信号寻座流程，进入上座流程，若机器人在当前参考线段的第二寻座流程中接收到充电座信号，则控制机器人进入机器人的有信号寻座流程。

7.根据权利要求6所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述步骤B4具体包括如下步骤：

步骤B41：控制机器人遍历所述当前参考线段，并在遍历所述当前参考线段的过程中搜寻上座信号和充电座信号，判断机器人在遍历当前参考线段的过程中是否接收到上座信号或充电座信号，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到上座信号，或者同时接收到上座信号和充电座信号，则进入步骤B42，若机器人在遍历当前参考线段的过程中接收到充电座信号，则进入步骤B43，若机器人在遍历当前参考线段的过程中未接收到上座信号和充电座信号，则返回步骤B3；

步骤B42：控制机器人结束当前参考线段的第二寻座流程和无信号寻座流程，进入上座流程；

步骤B43：控制机器人结束当前参考线段的第二寻座流程和结束无信号寻座流程，进入有信号寻座流程。

8.根据权利要求3所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，基于第二地形筛选一条或一条以上的直线段作为机器人有信号寻座参考线段具体包括：从所述第二地形所包含的直线段中，筛选出长度大于或等于第二预设长度的直线段作为机器人有信号寻座参考线段。

9.根据权利要求6所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，根据第三地形选取出一条或一条以上的直线段作为机器人无信号寻座参考线段具体包括：从所述第三地形所包含的直线段中，筛选出长度大于或等于第三预设长度的直线段作为机器人无信号寻座参考线段。

10.根据权利要求1所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，机器人在按照第一预设方向自转一周的过程中接收到上座信号，则控制机器人停止旋转，进入上座流程。

11.根据权利要求1至10任意一项所述的机器人寻座控制方法，其特征在于，所述上座流程是指机器人基于上座信号，按照第二移动规律移动以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接的流程；

其中，所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进第二预设距离，然后控制机器人按照先顺时针方向转动第二预设角度后逆时针方向转动第三预设角度的顺序转动，重复前述控制机器人沿中线前进第二预设距离然后按照顺时针方向转动第二预设角度然后逆时针方向转动第三预设角度的步骤，直至所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设角度和所述第三预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。

12.一种芯片，其特征在于，所述芯片存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制机器人执行权利要求1至11任意一项所述的机器人寻座控制方法。

13.一种激光导航机器人，内置主控芯片，其特征在于，所述主控芯片为权利要求12所述的芯片。