CN113110419B - 机器人二次对接充电桩方法、装置、机器人及存储介质 - Google Patents

机器人二次对接充电桩方法、装置、机器人及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供一种机器人二次对接充电桩的方法，该方法包括：获取机器人对接充电桩的对接参数；判断所述对接参数是否满足预设对接条件；当所述对接参数不满足预设的对接条件，控制所述机器人后退并向所述充电桩的姿态线并拢，二次对接所述充电桩。本发明实施例还提供一种机器人二次对接充电桩的装置、机器人及计算机可读存储介质。本发明实施例，可以在确定出机器人需要二次对接充电桩时，及时调节机器人的后退方向及距离，提高机器人二次对接机器人的成功率。

Description

机器人二次对接充电桩方法、装置、机器人及存储介质
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人二次对接充电桩的方法、装置、机器人及计算机可读存储介质。
背景技术
随着工业化的发展，由机械代替人力的清洁理念已逐渐深入人心，应用而生了扫地机、洗地机等智能机器人，这些机器人的出现为人们的生活、工作提供了很多便利，可以起到既省时又省力的效果。例如，现有如今人们经常用到的洗地机，目前很多洗地机已经具备了自动回充的功能。
现有的具有自动回充功能的洗地机，在充电对接充电桩的过程中，如果对接姿态没有很好的匹配，则无法一次完成对接充电，此时，就需要进行二次对接充电。但现有技术中的洗地机在调整二次对接充电过程中，一般是在第一次对接充电失败时，直接向远离充电桩的位置倒退，倒退到一定位置后，再进行二次对接充电。即现有技术的洗地机在二次充电过程中需要多次调转洗地机车体的车头，时间成本较高，且用户体验不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种机器人二次对接充电桩的方法，旨在解决现有技术中的洗地机在二次充电过程中需要多次调转洗地机车体的车头，时间成本较高，且用户体验不佳的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种机器人二次对接充电桩的方法，所述方法包括以下步骤：
获取机器人对接充电桩的对接参数；
判断所述对接参数是否满足预设的对接条件；
当所述对接参数不满足预设的对接条件，控制所述机器人后退并向所述充电桩的姿态线并拢，二次对接所述充电桩。
本发明实施例还提供一种机器人二次对接充电桩的装置，所述装置包括：
对接参数获取单元，用于获取机器人对接充电桩的对接参数；
对接条件判断单元，用于判断所述对接参数是否满足预设的对接条件；
二次对接单元，用于当所述对接参数不满足预设的对接条件，控制所述机器人后退并向所述充电桩的姿态线并拢，二次对接所述充电桩。
本发明实施例还提供一种机器人，所述机器人包括如上所述的机器人二次对接充电桩的装置。
本发明实施例还提供一种存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述机器人二次对接充电桩的方法。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，通过获取机器人对接充电桩的对接参数，当判断对接参数不满足预设的对接条件时，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩进行充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定出机器人需要二次对接充电桩时，及时调节机器人的后退方向及距离，提高机器人二次对接充电桩的成功率，提高机器人二次充电的效率，提高用户使用体验。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种机器人二次对接充电桩的方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的一种机器人二次对接充电桩的移动过程的示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种机器人二次对接充电桩的方法的实现流程图；
图4是本发明实施例五提供的一种机器人二次对接充电桩的装置的结构示意图；
图5是本发明实施例七提供的一种机器人二次对接充电桩的装置的对接参数获取单元的结构示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，通过获取机器人对接充电桩的对接参数，当判断对接参数不满足预设的对接条件时，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢并进行二次对接充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定出机器人需要二次对接充电桩时，及时调节机器人的后退方向，提高机器人二次对接充电桩的成功率及二次充电的效率，提高用户使用体验。
实施例一
图1示出了本发明实施例一提供的一种机器人二次对接充电桩的方法的实现流程图，该方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取机器人对接充电桩的对接参数。
在本发明实施例中，机器人包括扫地机、洗地机等具有自动回充功能的智能机器人；充电桩上安装有带反光条的V型构造部。
作为本发明的一个实施例，机器人上安装有可识别上述充电桩V型构造部上的反光条的激光雷达。
在本发明实施例中，对接参数包括充电桩的位姿，其中，位姿包括：姿态角度、对接距离以及姿态线。充电桩的位姿是以机器人的车体直角坐标系为参考而确定的，其中，车体直角坐标系可以理解为以激光雷达中心为原点，机器人的车体前进方向为X轴正向，垂直X轴指向左方为Y轴正向。
在本发明的一个实施例中，对接距离为激光雷达中心点到充电桩V形构造部顶点的平面距离；姿态角度为对接距离所在的方向与姿态线方向的夹角。
在本发明实施例中，充电桩的姿态线为充电桩两条V型边夹角的中分线。
在步骤S102中，判断对接参数是否满足预设对接条件；当判断是，则执行步骤S104，控制机器人对接充电桩；当判断否，则执行步骤S103。
在本发明实施例中，预设对接条件为机器人对接充电桩时，充电桩的姿态角度与对接距离在可对接的范围内。
在步骤S103中，当对接参数不满足预设的对接条件，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩。
同时参见图2，作为本发明的一个实际应用，预设的对接条件为充电桩的姿态角度在5°内，对接距离在1米，洗地机A需要对接充电桩A1进行充电，如果判断出到洗地机A距离充电桩A1的距离为0.9米时，相应的充电桩A1姿态角度为6°，则需控制洗地机A后退并向充电桩A1的姿态线并拢，二次对接充电桩A1。
同时参见图2，作为本发明的另一个实际应用，预设的对接条件为充电桩的姿态角度在6°内，对接距离在0.9米，洗地机B需要对接充电桩B1进行充电，如果判断出洗地机B距离充电桩B1的距离为0.85米时，相应的充电桩B1姿态角度为7°，则需控制洗地机B后退并向充电桩B1的姿态线并拢，二次对接充电桩B1。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，通过获取机器人对接充电桩的对接参数，当判断对接参数不满足预设的对接条件时，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩进行充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定出机器人需要二次对接充电桩时，及时调整机器人的后退的方向，提高机器人二次对接充电桩的成功率及二次充电的效率，提高用户使用体验。
实施例二
上述步骤S102中，预设的对接条件为：当对接距离小于预设的距离阈值时，姿态角度小于预设的角度阈值。
在本发明实施例中，预设的距离阈值可以是1.2米、1.1米、1米、0.9米、0.85米、0.7米、0.5米等，具体根据用户情况进行设置。
在本发明的一个实施例中，预设的角度阈值可以是3°、4°、5°、6°、7°等，具体根据用户情况进行设置。
相应的对接参数不满足预设的对接条件为：当对接距离小于预设的距离阈值时，姿态角度大于预设的角度阈值。
例如，预设的距离阈值为0.7米、预设的角度阈值为4°，洗地机C需要对接充电桩C1进行充电，如果判断出到洗地机C距离充电桩C1的距离为0.68米时，相应的充电桩C1姿态角度为5°，则需控制洗地机C后退并向充电桩C1的姿态线并拢，二次对接充电桩C1。
例如，预设的距离阈值为1米、预设的角度阈值为7°，洗地机E需要对接充电桩E1进行充电，如果判断出到洗地机E距离充电桩E1的距离为0.93米时，相应的充电桩E1姿态角度为7.5°，则需控制洗地机E后退并向充电桩E1的姿态线并拢，二次对接充电桩E1。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，通过当机器人的对接距离小于预设的距离阈值时，且充电桩的姿态角度大于预设的角度阈值，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩进行充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定机器人需要二次对接后，及时调整机器人的后退的方向，提高机器人二次对接充电桩的成功率及二次充电的效率，提高用户使用体验。
实施例三
同时参见图3，上述步骤S101，具体包括：
在步骤S201中，检测充电桩的平面坐标和姿态角度；
在步骤S202中，根据平面坐标确定对接距离。
在本发明的一个示例中，充电桩的姿态角度可以理解为机器人的对接角度。
在本发明实施例中，充电桩的平面坐标为充电桩的V型构造部的两条边交点的平面坐标。
在本发明实施例中，上述步骤S302中通过下述公式确定对接距离：其中，D表示对接距离，x、y分别表示充电桩的平面坐标。
在本发明的一个示例中，车体直角坐标系中的X、Y轴的单位均为米，机器人甲检测到充电桩的平面坐标为F(0.5、0.8)，则通过上述公式可以计算出对接距离D约为0.94米。
在本发明的一个示例中，车体直角坐标系中的X、Y轴的单位均为米，机器人甲检测到充电桩的平面坐标为M(0.4、0.3)，则通过上述公式可以计算出对接距离D约为0.5米。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，根据检测到的充电桩的平面坐标可以精准的计算出机器人的对接距离，使对接距离的确定更加精准，进而可以及时确定出机器人对接充电桩是否可以成功，提高了机器人对接效率。
实施例四
上述步骤S103中，后退为：后退至预设的距离；向充电桩的姿态线并拢为：机器人的两个后轮的中点向充电桩的姿态线并拢。
在本发明实施例中，预设的距离可以为1.5米、1.6米、1.7米、1.9米、2米、2.1米、2.5米等，具体根据用户需求进行设定。
同时参见图2，本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的方法，当判断机器人无法一次对接充电桩后，通过控制机器人后退至预设的距离的同时，使机器人后轮中点向充电桩的姿态线并拢，以保证充分保证机器人二次对接方向与充电桩的姿态线一致，提高二次对接效率及成功率。
实施例五
图4示出了本发明实施例五提供的一种机器人二次对接充电桩的装置300的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
该装置300包括：
对接参数获取单元310，用于获取机器人对接充电桩的对接参数。
在本发明实施例中，机器人包括扫地机、洗地机等具有自动回充功能的智能机器人；充电桩上安装有带反光条的V型构造部。
作为本发明的一个实施例，机器人上安装有可识别上述充电桩V型构造部上的反光条的激光雷达。
在本发明实施例中，对接参数包括充电桩的位姿，其中，位姿包括：姿态角度、对接距离以及姿态线。充电桩的位姿是以机器人的车体直角坐标系为参考而确定的，其中，车体直角坐标系可以理解为以激光雷达中心为原点，机器人的车体前进方向为X轴正向，垂直X轴指向左方为Y轴正向。
在本发明的一个实施例中，对接距离为激光雷达中心点到充电桩V形构造部顶点的平面距离；姿态角度为对接距离所在的方向与姿态线方向的夹角。
在本发明实施例中，充电桩的姿态线为充电桩两条V型边夹角的中分线。
对接条件判断单元320，用于判断对接参数是否满足预设的对接条件。
在本发明实施例中，预设对接条件为机器人对接充电桩时，充电桩的姿态角度与对接距离在可对接的范围内。
二次对接单元330，用于当对接参数不满足预设的对接条件，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩。
在本发明实施例中，预设对接条件为机器人对接充电桩时，充电桩的姿态角度与对接距离在可对接的范围内。
同时参见图2，作为本发明的一个实际应用，预设的对接条件为充电桩的姿态角度在5°内，对接距离在1米，洗地机A需要对接充电桩A1进行充电，如果判断出到洗地机A距离充电桩A1的距离为0.9米时，相应的充电桩A1姿态角度为6°，则需控制洗地机A后退并向充电桩A1的姿态线并拢，二次对接充电桩A1。
同时参见图2，作为本发明的另一个实际应用，预设的对接条件为充电桩的姿态角度在6°内，对接距离在0.9米，洗地机B需要对接充电桩B1进行充电，如果判断出洗地机B距离充电桩B1的距离为0.85米时，相应的充电桩B1姿态角度为7°，则需控制洗地机B后退并向充电桩B1的姿态线并拢，二次对接充电桩B1。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，通过获取机器人对接充电桩的对接参数，当判断对接参数不满足预设的对接条件时，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩进行充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定出机器人需要二次对接充电桩时，及时调整机器人的后退的方向，提高机器人二次对接充电桩的成功率及二次充电的效率，提高用户使用体验。
实施例六
在本发明实施例中，上述对接条件判断单元320中，预设的对接条件为：当对接距离小于预设的距离阈值时，姿态角度小于预设的角度阈值。
在本发明实施例中，预设的距离阈值可以是1.2米、1.1米、1米、0.9米、0.85米、0.7米、0.5米等，具体根据用户情况进行设置。
在本发明的一个实施例中，预设的角度阈值可以是3°、4°、5°、6°、7°等，具体根据用户情况进行设置。
相应的对接参数不满足预设的对接条件为：当对接距离小于预设的距离阈值时，姿态角度大于预设的角度阈值。
例如，预设的距离阈值为0.7米、预设的角度阈值为4°，洗地机C需要对接充电桩C1进行充电，如果判断出到洗地机C距离充电桩C1的距离为0.68米时，相应的充电桩C1姿态角度为5°，则需控制洗地机C后退并向充电桩C1的姿态线并拢，二次对接充电桩C1。
例如，预设的距离阈值为1米、预设的角度阈值为7°，洗地机E需要对接充电桩E1进行充电，如果判断出到洗地机E距离充电桩E1的距离为0.93米时，相应的充电桩E1姿态角度为7.5°，则需控制洗地机E后退并向充电桩E1的姿态线并拢，二次对接充电桩E1。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，通过当机器人的对接距离小于预设的距离阈值时，且充电桩的姿态角度大于预设的角度阈值，控制机器人后退并向充电桩的姿态线并拢，二次对接充电桩进行充电。本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，可以及时确定出机器人是否需要二次对接充电桩，并在确定机器人需要二次对接后，及时调节整机器人的后退方向，提高机器人二次对接充电桩的成功率及二次充电的效率，提高用户使用体验。
实施例七
同时参见图5，上述对接参数获取单元310，具体包括：
检测模块311，用于检测充电桩的平面坐标和姿态角度；
对接距离确定模块312，用于根据平面坐标确定对接距离。
在本发明的一个示例中，充电桩的姿态角度可以理解为机器人的对接角度。
在本发明实施例中，充电桩的平面坐标为充电桩的V型构造部的两条边交点的平面坐标。
在本发明实施例中，上述对接距离确定模块312中通过下述公式确定对接距离：
其中，D表示对接距离，x、y分别表示充电桩的平面坐标。
在本发明的一个示例中，车体直角坐标系中的X、Y轴的单位均为米，机器人甲检测到充电桩的平面坐标为F(0.5、0.8)，则通过上述公式可以计算出对接距离D约为0.94米。
在本发明的一个示例中，车体直角坐标系中的X、Y轴的单位均为米，机器人甲检测到充电桩的平面坐标为M(0.4、0.3)，则通过上述公式可以计算出对接距离D约为0.5米。
本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，根据检测到的充电桩的平面坐标可以精准的计算出机器人的对接距离，使对接距离的确定更加精准，进而可以及时确定出机器人对接充电桩是否可以成功，提高了机器人对接效率。
实施例八
在本发明实施例中，上述后退单元330中，后退为：后退至预设的距离；向充电桩的姿态线并拢为：机器人的两个后轮的中点向充电桩的姿态线并拢。
在本发明实施例中，预设的距离可以为1.5米、1.6米、1.7米、1.9米、2米、2.1米、2.5米等，具体根据用户需求进行设定。
同时参见图2，本发明实施例提供的机器人二次对接充电桩的装置，当判断机器人无法一次对接充电桩后，通过控制机器人在后退至预设的距离的同时，使机器人后轮中点向充电桩的姿态线并拢，以保证充分保证机器人二次对接方向与充电桩的姿态线一致，提高二次对接效率及成功率。
实施例九
在本发明实施例中，还提供一种机器人，该机器人包括上述的机器人二次对接充电桩的装置300。
本发明实施例提供上述机器人还包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。处理器执行计算机程序时实现上述各个机器人二次对接充电桩的方法实施例中的功能。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在机器人中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，上述机器人的描述仅仅是示例，并不构成对机器人的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是上述机器人的控制中心，利用各种接口和线路连接整个机器人的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述机器人的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
上述机器人集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分单元功能，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的功能。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器人二次对接充电桩的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取机器人对接充电桩的对接参数，所述对接参数包括充电桩的姿态角度、对接距离以及姿态线；
判断所述对接参数是否满足预设的对接条件，所述预设的对接条件为：
当所述对接距离小于预设的距离阈值时，所述姿态角度小于预设的角度阈值；
当所述对接参数不满足预设的对接条件，控制所述机器人后退并向所述充电桩的姿态线并拢，二次对接所述充电桩；
所述后退为：后退至预设的距离；
所述向所述充电桩的姿态线并拢为：所述机器人的两个后轮的中点向所述充电桩的姿态线并拢。
2.如权利要求1所述的机器人二次对接充电桩的方法，其特征在于，所述获取机器人对接充电桩的对接参数的步骤，具体包括：
检测充电桩的平面坐标和姿态角度；
根据所述平面坐标确定所述对接距离。
3.如权利要求2所述的机器人二次对接充电桩的方法，其特征在于，通过下述公式确定所述对接距离：
其中，
D表示所述对接距离，x、y分别表示所述充电桩的平面坐标。
4.如权利要求2所述的机器人二次对接充电桩的方法，其特征在于，所述姿态角度为所述对接距离所在的方向与姿态线方向的夹角。
5.一种机器人二次对接充电桩的装置，其特征在于，所述装置包括：
对接参数获取单元，用于获取机器人对接充电桩的对接参数，所述对接参数包括充电桩的姿态角度、对接距离以及姿态线；
对接条件判断单元，用于判断所述对接参数是否满足预设的对接条件，所述预设的对接条件为：
当所述对接距离小于预设的距离阈值时，所述姿态角度小于预设的角度阈值；
二次对接单元，用于当所述对接参数不满足预设的对接条件，控制所述机器人后退并向所述充电桩的姿态线并拢，二次对接所述充电桩。
6.如权利要求5所述的机器人二次对接充电桩的装置，其特征在于，所述对接参数获取单元，具体包括：
检测模块，用于检测充电桩的平面坐标和姿态角度；
对接距离确定模块，用于根据所述平面坐标确定所述对接距离。
7.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求5或6所述的机器人二次对接充电桩的装置。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的机器人二次对接充电桩的方法。
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