CN113359712A - 充电对接方法、装置和充电桩 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种充电对接方法、装置和充电桩，涉及机器人技术领域，能够有效地提高机器人与充电桩对接的速度。该充电对接方法包括：若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；根据所述相对位姿信息，控制所述充电桩的充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态；控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
Description
技术领域
本申请属于充电桩技术领域，尤其涉及一种充电对接方法、装置和充电桩。
背景技术
随着机器人技术的快速发展，目前的机器人大多具有自主充电功能。例如，机器人在电量不足时，需要前往充电桩处进行充电。
然而，目前的机器人往往需要反复多次地调整位姿来尝试与充电桩对接，其中的引导对接过程是采用红外激光引导，对接过程较为复杂，对接速度较慢。因此，亟需一种快速准确地使得机器人与充电桩进行对接的方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种充电对接方法、装置和充电桩，可以有效地提高机器人与充电桩对接的速度。
第一方面，本申请实施例提供了一种充电对接方法，包括：
若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；
根据所述相对位姿信息，控制所述充电桩的充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态；
控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
可选地，所述充电接头设置有摄像装置；
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若检测到若确定所述机器人位于所述预设充电区域，则确定所述机器人是否处于所述目标状态，其中，所述目标状态为所述机器人位于所述预设充电区域内的停止运动状态；
若确定所述机器人处于所述停止运动状态，则通过所述摄像装置获取所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，所述充电接头设置有摄像装置；
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，其中，所述目标图像包含所述机器人的预设标识的图像信息，所述预设标识用于定位所述充电电极的位置；
根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，所述根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息，包括：
根据所述目标图像中所述预设标识的尺寸信息和/或形状信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，所述预设标识为设置在所述充电电极的四周的环形标识，所述预设标识的位置与所述充电电极的位置相关联。
可选地，所述若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，包括：
若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过调整所述摄像装置获取初始图像；
确定所述初始图像中是否包含所述机器人的预设标识；
若确定所述初始图像中包含所述机器人的预设标识，则将所述初始图像作为所述目标图像。
可选地，所述根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态，包括：
根据所述相对位姿信息，确定调整信息；
根据所述调整信息，控制所述充电桩的充电接头到达所述目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态。
可选地，所述目标位置位于所述充电电极的正前方，所述预对接状态用于指示所述充电接头达到所述目标位置时与所述充电电极呈相对状态；
所述控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电，包括：
控制所述充电接头从所述目标位置向所述充电电极移动，直到所述充电接头与所述充电电极实现对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
第二方面，本申请实施例提供了一种对接装置，包括：
获取单元，用于若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；
第一控制单元，用于根据所述相对位姿信息，控制所述充电桩的充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态；
第二控制单元，用于控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
第三方面，本申请实施例提供了一种充电桩，包括：配电箱和充电对接模块，其中，所述充电对接模块与所述配电箱电连接，所述充电对接模块包括：充电接头、存储器、处理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，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的充电对接方法的步骤，以使得所述充电接头与机器人的充电电极进行对接，以使得充电桩能够对所述机器人进行充电。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，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所述的充电对接方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的充电对接方法。
本申请实施例提供的充电对接方法，若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，以了解机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位置情况，以便于根据能够描述机器人的充电电极与充电接头之间的位置情况的相对位姿信息，更好地控制所述充电桩的充电接头到达与充电电极相对应的目标位置，且在充电接头到达目标位置之后，控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电，从而避免机器人反复多次地调整位姿来尝试与充电桩对接的情况，并精简机器人自动充电时与充电桩的对接过程，从而有效地提高机器人自动充电时与充电桩的对接速度。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的充电对接方法的流程示意图。
图2是本申请一实施例提供的充电对接方法的步骤S11的具体实现流程示意图。
图3是本申请一实施例提供的在一视角下的包含预设标识的目标图像。
图4是本申请一实施例提供的在另一视角下的包含预设标识的目标图像。
图5是本申请一实施例提供的在又一视角下的包含预设标识的目标图像。
图6是本申请一实施例提供的充电对接方法的步骤S21的具体实现流程示意图。
图7是本申请一实施例提供的充电对接装置的功能结构示意图。
图8是本申请一实施例提供的充电桩的电子结构示意图。
图9是本申请一实施例提供的充电桩的机械结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。
在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种充电对接方法的实现流程图。本实施例中，充电对接方法应用于充电桩，在机器人需要充电时，控制充电桩与机器人进行对接，其执行主体为终端设备。该终端设备可以是充电桩自身，也可以是与充电桩连接的其他设备。当终端设备为充电桩以外的其他设备时，终端设备与充电桩之间可以进行数据通信，以实现两者之间的数据交互，以及对充电桩的控制等操作。
以下以终端设备是充电桩为例进行实施例说明：
如图1所示，本申请实施例提供的充电对接方法包括以下步骤：
S11：若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
在步骤S11中，预设充电区域描述的是充电桩能够与机器人进行对接，并对所述机器人进行充电的区域范围。例如，以充电桩为中心且半径为1.5米的圆形或扇形区域。
目标状态描述的是充电桩与机器人进行对接时，机器人所应具备的状态。例如，机器人导航至预设充电区域后的停止移动状态，或者朝向特定方位时的状态。
相对位姿信息描述的是机器人位于预设充电区域且处于目标状态，且未调整充电桩的充电接头的位置之前，机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿情况。
在本实施例中，为了便于充电桩与机器人进行对接，在确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，才获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，其考虑的是，通过相对位姿信息来了解机器人的充电电极与充电桩之间的相对位置情况，以便于根据能够描述机器人的充电电极与充电桩之间的位置情况的相对位姿信息，更好地控制所述充电桩的充电接头到达与充电电极相对应的目标位置。
至于何时获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，可以包括但不仅限于以下两个场景。
场景1：在确定机器人导航至预设充电区域且处于停止移动状态时，获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
例如，当机器人的电量低于预设低电量值时，机器人根据当前位置和充电桩的固定位置，进行路径规划并开始导航至充电桩所对应的预设充电区域。充电桩在确定机器人位于预设充电区域且处于停止移动状态时，获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
场景2：在确定机器人导航至预设充电区域且机器人调整朝向至目标方位时，获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
例如，当机器人的电量低于预设低电量值时，机器人根据当前位置和充电桩的固定位置，进行路径规划并开始导航至充电桩所对应的预设充电区域，且机器人自动地调整朝向至目标方位时，充电桩获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
在一实施例中，当机器人的电量低于预设低电量值时，机器人根据确定电量低于预设电量值时所对应的位置和充电桩的固定位置，进行路径规划并开始导航至充电桩的所在位置之后，机器人向充电桩发送包含确定位于预设充电区域且处于目标状态的信息，以便于充电桩了解机器人的状态情况。
在一些实施例中，充电桩包括配重底板，所述配重底板设置有压力传感器，当机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，充电桩可通过压力传感器的检测反馈信息确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，并开始获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息。
S12：根据所述相对位姿信息，控制所述充电桩的充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态。
在步骤S12中，目标位置描述的是充电接头能够运动，并与所述充电电极进行对接的方向上的任意位置。例如，目标位置为所述充电电极的正前方，且距离充电电极第一预设距离的位置，比如第一预设距离为5厘米。
所述预对接状态用于指示所述充电接头达到所述目标位置，并与所述充电电极呈相对状态。
在本实施例中，由于机器人位于预设充电区域且处于目标状态，以等待充电桩来对接其进行充电，而且相对位姿信息能够用于描述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的位置情况，所以，本申请可以根据相对位姿信息，将充电桩的充电接头从其当前的位姿，调整至充电接头到达目标位置时所对应的目标位姿，也即控制充电桩的充电接头达到目标位置，以使得所述充电接头达到所述目标位置时，与所述充电电极呈相对状态。其中，充电接头的当前的位姿指的是未调整位置至目标位置之前，相对于充电电极，充电接头所具有的位姿。
可以理解的是，当根据相对位姿信息，控制充电桩的充电接头到达目标位置时，即表示已将充电桩的充电接头调整至目标位姿，而充电接头在该目标位姿的状态下，可以在一个方向上进行直线移动或曲线移动与充电电极进行隔空对接或是与充电电极进行直接接触对接。其中，当充电接头与充电电极隔空对接时，可通过无线充电方式使得充电桩能够对机器人进行充电；当充电接头与充电电极进行直接接触对接时，可通过接触充电方式使得充电桩能够对机器人进行充电。另外，目标位姿为充电桩的充电接头在空间中的位置和姿态。
示例的，机器人位于预设充电区域且处于停止移动状态时，机器人的充电电极与充电接头的相对位姿信息为充电接头在充电电极的右侧上方，故基于该相对位姿信息，控制充电桩的充电接头到达充电电极的正前方，也即是充电接头到达目标位置。
S13：控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
在本实施例中，在充电接头到达目标位置，即表示充电接头的位置已经调整至目标位姿，但在该目标位姿下充电接头与充电电极并未进行对接，所以需要控制充电桩的充电接头直接进行进一步地运动，从而使得充电接头与充电电极进行对接。
例如，当充电接头位于充电电极块的正前方时，通过推动充电接头直线前进，并与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
在本申请实施例提供的充电对接方法中，若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩之间的相对位姿信息，以了解机器人的充电电极与充电桩之间的相对位置情况，以便于根据能够描述机器人的充电电极与充电桩之间的相对位置情况的相对位姿信息，更好地控制所述充电桩的充电接头到达与充电电极相对应的目标位置，且在充电接头到达目标位置之后，控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电，从而避免机器人反复多次地调整位姿来尝试与充电桩对接的情况，并精简机器人自动充电时与充电桩的对接过程，从而有效地提高机器人自动充电时与充电桩的对接速度。
在一些实施例中，在所述充电接头到达目标位置之后，按预设策略控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
在本实施例中，预设策略描述的是控制充电接头与充电电极进行对接，且确认对接成功的控制方法。
预设策略包括充电接头与所述充电电极进行对接时的移动速度和移动距离等信息。
在一些实施例中，在所述充电接头到达目标位置之后，获取所述充电接头与所述充电电极之间的目标距离。接着，控制所述充电接头朝所述充电电极进行移动所述目标距离，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
在本申请一实施例中，所述充电接头上设置有摄像装置。
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若检测到所述机器人位于所述预设充电区域，则确定所述机器人是否处于目标状态，其中，所述目标状态为所述机器人位于所述预设充电区域内的停止运动状态；
若确定所述机器人处于所述停止运动状态，则通过所述摄像装置获取所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
在本实施例中，为了更好地对机器人进行充电，会实时地检测充电桩的预设充电区域内是否存在所述机器人，且当检测到所述机器人位于所述预设充电区域时，进一步地确定所述机器人是否处于停止运动状态，以便于在确定机器人处于所述停止运动状态时，通过所述摄像装置获取所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可以理解的是，通过摄像装置获取包含机器人的充电电极的图像，并对该图像进行分析，且由于摄像装置设置在充电接头上，所以，基于图像中的充电电极的位置和摄像装置的属性信息，可以确定充电电极与充电接头之间的相对位姿信息。其中，摄像装置的属性信息可以包括拍摄角度、拍摄时的位置或物体与摄像装置之间的距离等信息中的一种或多种。
在一种场景中，当机器人导航至预设充电区域时，向充电桩反馈已导航到达预设充电区域的信息，并当机器人的参数为停止运动状态所对应的目标参数时，机器人通过通讯模块向充电桩反馈包含机器人已处于停止运动状态的信息，以便于充电桩及时地通过摄像装置获取充电电极与充电接头之间的相对位姿信息。
在一些实施例中，若检测到所述机器人位于所述预设充电区域，则启动所述摄像装置获取机器人的移动状态信息，从而根据所述移动状态信息确定机器人是否处于目标状态(停止运动状态)。
例如，启动所述摄像装置获取至少两张参照图像，所述参照图像中包含至少一部分的预设充电区域的图像信息和所述机器人的图像信息；
根据每张参考图像中包含的机器人的图像信息，确定所述机器人的位移信息，并根据所述位移信息确定所述机器人是否处于所述目标状态，其中，移动状态信息包括所述位移信息。
可以理解的是，当根据每张参考图像中包含的机器人的图像信息，确定机器人不存在位移时，则确定机器人处于停止运动状态。
在本申请一实施例中，所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则获取所述充电电极的位置信息；
根据所述充电电极的位置信息，确定所述相对位姿信息。
在本实施例中，充电电极的位置信息描述的是确定所述机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，充电电极在预设充电区域中的空间位置。例如，充电电极的位置信息可以包括充电电极的朝向、与地面的距离和与充电桩的充电接头的距离等。
可以理解的是，在获取到充电电极的位置信息之后，可以基于该充电电极的位置信息和预设充电区域中的确定的充电桩的位置，确定所述相对位姿信息。
参见图2，在本申请一实施例中，所述充电接头上设置有摄像装置。
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
S21：若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，所述目标图像包含所述机器人的预设标识的图像信息，所述预设标识用于定位所述充电电极的位置；
S22：根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
在本实施例中，预设标识指的是位于机器人本体的充电电极或者位于机器人本体的用于定位充电电极的平面标识图案或立体标识图案。
目标图像描述的是所述机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，机器人所在的空间情况。
可以理解的是，确定所述机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，由于通过所获取的目标图像能够描述机器人在该预设充电区域的空间情况，所以，通过目标图像中包含的预设标识的图像信息能够定位充电电极在该预设充电区域中的位置。所以，进一步地可以根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
在一些实施例中，为了更好地确定充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息，用于获取所述目标图像的摄像装置设置在所述充电桩上，且摄像装置的安装位置与所述充电桩的充电接头的安装位置相关联，以便于通过摄像装置拍摄到一张图像时，可以快速地确定充电接头的位置。
可以理解的是，通过一个摄像装置拍摄到一张图像时，该图像的中间位置对应着摄像装置的设置位置，所以，当摄像装置的位置与所述充电桩的充电接头的安装位置相关联时，也可以基于摄像装置的位置，确定充电接头的位置。
示例的，参见图3，图3为摄像装置固定安装于充电接头，且在一视角下获取的目标图像，该目标图像包括预设标识A。其中，目标图像中的预设标识A的图像信息位于目标图像的左上角位置，即表示相对于所述充电接头，充电电极A1和A2是位于充电接头的左上角位置处，所以需要调整摄像装置的上下位置和左右位置，以便于使得与之位置关联的充电接头位于充电电极A1和A2的正前方，也即使得再次通过摄像装置获取到图像时，预设标识A的图像信息位于该图像的中间位置。
参见图5，图5是摄像装置在位于充电电极块正前方位置所拍下的目标图像，该目标图像包括预设标识A。其中，目标图像中的预设标识A的图像信息位于目标图像的中间位置，即表示所述充电接头位于充电电极A1和A2的正前方。
同时的，当图像中还包括预设标识的图像信息时，可以基于该预设标识的图像信息的位置与图像的中间点之间的相对位姿情况，进而地确定充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
在一些实施例中，优选地，摄像装置和所述充电接头共同设置在安装座上，且位置相邻。
在一实施例中，为解释说明本申请的机器人充电对接方法，本申请实施例提出一种充电桩，参见图9，充电桩包括配重底板10，在配重底板10上安装有配电箱13和旋转安装有调整机构11，调节机构11用于共同调节充电接头和摄像装置的位置和姿态。
参见图9，在一种实施例中，调节机构11包括旋转基座113、垂直升降结构111和水平移动结构112。旋转基座113旋转安装于配重底板10，垂直升降结构111安装于旋转基座113，并可前后移动。水平移动结构112滑动安装于垂直升降结构111，以使得水平移动结构112可沿垂直升降结构111升降移动，安装座121滑动安装于水平移动结构112，以使得安装座121可沿水平移动结构112水平移动。充电对接模块包括安装座121、充电接头12和摄像装置20，其中，所述摄像装置20和所述充电接头12共同设置于安装座121。
摄像装置用于获取目标图像或初始图像。
旋转基座113用于使得充电桩旋转一定角度，以更好地与机器人的充电电极进行对接。
垂直升降结构111用于控制充电接头在垂直方向上的高度和通过前后移动，调整充电接头与机器人之前的距离。
水平移动结构112用于控制充电接头在充电桩的左右方向的移动距离。
可以理解的是，所述配重底板10至少作为所述预设充电区域的一部分。
在另一些实施例中，为了实现上述机器人充电对接方法，调节机构11是采用多轴机械臂的结构，以便于充电桩通过该多轴机械臂，环绕机器人运动，或是通过多轴机械臂使得充电接头相对于充电电极旋转一定的角度。
例如，参见图4，图4是需要调整摄像装置的拍摄角度时所拍下的目标图像，该目标图像包括预设标识A。其中，该目标图像中的预设标识A的图像位于所述目标图像的中间位置，但是通过该预设标识A了解到充电电极A1和A2的图像特征在长度方向并未达到预设长度，所以可以基于该目标图像可以了解的是相对于所述充电接头，充电电极与充电接头之间存在一定的偏转角度。
在图4中，由于充电电极与充电接头之间存在一定的偏转角度，导致目标图像中的充电电极A1和A2的图像特征在长度方向并未达到预设长度，所以需要基于多轴机械臂沿着水平方向环绕机器人运动，以使得摄像装置旋转一定角度，以便于使得与之位置关联的充电接头位于充电电极的正前方，并拍摄得到如图5的目标图像，使得预设标识A的分布位置如图5中的预设标识A一样，位于目标图像的中间位置，且充电电极A1和A2的图像特征在长度方向可以达到预设长度。
在一些实施例中，充电桩还包括配电箱13。配电箱13用于连接外接电源，并向充电接头供电，以便于充电桩能够对机器人进行充电。
在一些实施例中，机器人导航至所述配重底板10时，旋转预设角度，以使得机器人上设置的充电电极朝向所述充电桩，以便于充电桩可以更好地获取到目标图像。
在一些实施例中，为了便于与充电桩通信连接的摄像装置获取到包含所述预设标识的图像信息的目标图像，机器人位于所述预设充电区域时，机器人还自动识别与充电桩对应的预设参照物，并自动旋转预设角度，以使得机器人上设置的充电电极朝向充电桩。
可以理解的是，在实际应用中，预设参照物用于定位充电桩的位置，所以，预设参照物可以设置在充电桩上的物品，或是设置在充电桩之外，并用于定位充电桩的位置的物品。
在本申请一实施例中，所述根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息，包括：
根据所述目标图像中所述预设标识的尺寸信息和/或形状信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
在本实施例中，通过预设标识的尺寸信息和/或形状信息，可以描述预设标识在目标图像中的分布情况，从而基于该分布情况来确定充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
示例的，参见图3，在目标图像中识别出具有明显特征的预设标识A，例如，预设标识A是矩形，进而确定出预设标识在目标图像中的分布情况。在图3中，预设标识A是位于目标图像的左上角，所以，相对于所述充电接头，充电电极的位置是位于充电接头的左上角，即相对位姿信息为充电电极位于充电接头的左上角。
在一些实施例中，所述预设标识为设置在所述充电电极的四周的环形标识，所述预设标识为矩形，且所述预设标识的位置与所述充电电极的位置相关联。可选地，充电电极是突出于机器人外壳的块状结构，因此，通过位于充电电极正前方向的摄像装置获取到第一目标图像，和通过位于不是充电电极正前方向的摄像装置获取到第二目标图像，此时，第一目标图像和第二目标图像的差异较大，从而利于调整充电接头(也相当于调整摄像装置)的位姿，以使充电接头位于充电电极的正前方向。
在本实施例中，由于预设标识为围绕着充电电极设置在机器人上的标识，且预设标识的位置与充电电极的位置相关联，所以，在确定了预设标识的位置后，即可进一步地确定充电电极的位置，从而为充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息提供参考。
参见图6，在本申请一实施例中，所述若确定所述机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，包括：
S31：若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过调整所述摄像装置获取初始图像；
S32：确定所述初始图像中是否包含所述机器人的预设标识；
S33：若确定所述初始图像中包含所述机器人的预设标识，则将所述初始图像作为所述目标图像。
在本实施例中，由于所述机器人位于预设充电区域且处于目标状态时，机器人的充电电极不一定直接朝向充电桩的充电接头，所以，可能需要调整摄像装置的位置，以获取初始图像，并对初始图像中包含的图像信息进行识别。
其中，当确定所述初始图像中包含所述机器人的预设标识时，即表示寻找到了机器人的预设标识，所以，包含机器人的预设标识的初始图像可以作为目标图像，从而进一步地根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
通过本实施例的方案，考虑的是，当机器人位于预设充电区域且处于停止移动状态时，充电桩仍然可以寻找到机器人的充电电极，对机器人进行充电，避免机器人反复多次地调整位姿来尝试与充电桩对接的情况，并精简机器人自动充电时与充电桩的对接过程，以有效地提高机器人自动充电时与充电桩的对接速度。
在一些实施例中，充电桩包括多轴机械臂，且所述多轴机械臂上设置有摄像装置和充电接口，可以基于多轴机械臂环绕机器人周围，获取初始图像。
在本申请一实施例中，所述根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接口之间处于预对接状态，包括：
根据所述相对位姿信息，确定调整信息；
根据所述调整信息，控制所述充电桩的充电接头到达所述目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态。
在本实施例中，调整信息描述的是控制充电桩的充电接头运动至所述目标位置时所对应的控制信息。其中，调整信息可以包括移动方向、移动距离和旋转的角度等信息中的一种或多种。
示例的，参见图3，预设标识的图像信息位于目标图像的左上角位置，即表示相对于所述充电接头，充电电极是位于充电接头的左上角位置处，所以需要调整摄像装置的上下位置和左右位置，即调整摄像装置向上移动一定距离和向左移动一定距离，以便于使得与之位置关联的充电接头位于充电电极的正前方，也即，最后使得预设标识的分布位置如图5中的预设标识一样，位于目标图像的中间位置。
在本申请一实施例中，所述目标位置位于所述充电电极的正前方，所述预对接状态用于指示所述充电接头达到所述目标位置时，与所述充电电极呈相对状态。
所述控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电，包括：
控制所述充电接头从所述目标位置向所述充电电极移动，直到所述充电接头与所述充电电极实现对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
在本实施例中，由于根据所述相对位姿信息，控制所述充电桩的充电接头到达目标位置，只是调整充电接头的位置与充电电极的位置在同一直线上呈相对应状态，但充电接头与充电电极之间还存在着一定的直线距离，还未实现对接，所以需要在所述充电接头到达目标位置之后，控制所述充电接头从目标位置开始向所述充电接头电极移动，直到所述充电接头与所述充电电极完成对接，从而使得充电桩能够对机器人进行充电。
在一些实施例中，在所述充电接头到达目标位置之后，控制所述充电接头向所述充电电极移动第二预设距离后，确定所述充电接头与所述充电电极完成对接。
在一些实施例中，在所述充电接头到达目标位置之后，控制所述充电接头向所述充电电极移动，若接收到表示充电接头与所述充电电极完成对接的电信号，则控制所述充电接头停止移动。
其中，充电接头与所述充电电极完成对接时，充电电路导通，进而地向充电桩反馈所述电信号。
在一些实施例中，所述充电接头与所述充电电极实现对接时，可以是无线感应对接，以使得充电接头通过无线充电的方式对机器人进行充电，或接触对接，以使得充电接头通过有线充电的方式对机器人进行充电。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的充电对接方法，图7示出了本申请实施例提供的充电对接装置的功能结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
参照图7，该充电对接装置100包括：
获取单元101，用于若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；
第一控制单元102，用于根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接口之间处于预对接状态；
第二控制单元103，用于控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
可选地，所述充电接头设置有摄像装置；
获取单元101，还用于若检测到所述机器人位于所述预设充电区域，则确定所述机器人是否处于目标状态，其中，所述目标状态为所述机器人位于所述预设充电区域内时的停止运动状态；若确定所述机器人处于所述停止运动状态，则通过所述摄像装置获取所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，所述充电接头设置有摄像装置；
获取单元101，还用于若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，其中，所述目标图像包含所述机器人的预设标识的图像信息，所述预设标识用于定位所述充电电极的位置；根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，获取单元101，还用于根据所述目标图像中所述预设标识的尺寸信息和/或形状信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
可选地，所述预设标识为设置在所述充电电极的四周的环形标识，且所述预设标识的位置与所述充电电极的位置相关联。
可选地，获取单元101，还用于若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过调整所述摄像装置获取初始图像；确定所述初始图像中是否包含所述机器人的预设标识；若确定所述初始图像中包含所述机器人的预设标识，则将所述初始图像作为所述目标图像。
可选地，第一控制单元102，还用于根据所述相对位姿信息，确定调整信息；根据所述调整信息，控制所述充电桩的充电接头到达所述目标位置。
可选地，所述目标位置位于所述充电电极的正前方，所述预对接状态用于指示所述充电接头达到所述目标位置时与所述充电电极呈相对状态。
第二控制单元103，还用于控制所述充电接头从所述目标位置向所述充电电极移动，直到所述充电接头与所述充电电极实现对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
本实施例提供的一种充电对接装置，用于实现上述方法实施例所述的任一种充电对接方法，其中各个功能单元的功能可以参考方法实施例中相应的描述，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图8为本申请一实施例提供的充电桩的电子结构示意图。如图8所示，该实施例的充电桩8包括：配电箱(图未示)和充电对接模块，所述充电对接模块与所述配电箱电连接，充电对接模块包括：充电接头83、至少一个处理器80(图8中仅示出一个处理器)、存储器81以及存储在所述存储器81中并可在所述至少一个处理器80上运行的计算机程序82，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述任意各个机器人充电对接方法实施例中的步骤。
所述充电桩8可包括，但不仅限于，处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是充电桩8的举例，并不构成对充电桩8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所述处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器80还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal 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。
所述存储器81在一些实施例中可以是所述充电桩8的内部存储单元，例如充电桩8的硬盘或内存。所述存储器81在另一些实施例中也可以是所述充电桩8的外部存储设备，例如所述充电桩8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器81还可以既包括所述充电桩8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器81用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种终端设备，该终端设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。所述终端设备与所述充电桩通信连接。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，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可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，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个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步骤。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至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、充电桩、终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置、充电桩或终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种充电对接方法，其特征在于，包括：
若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；
根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态；
控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
2.如权利要求1所述的充电对接方法，其特征在于，所述充电接头设置有摄像装置；
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若检测到所述机器人位于所述预设充电区域，则确定所述机器人是否处于所述目标状态，其中，所述目标状态为所述机器人位于所述预设充电区域内的停止运动状态；
若确定所述机器人处于所述停止运动状态，则通过所述摄像装置获取所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
3.如权利要求1所述的充电对接方法，其特征在于，所述充电接头设置有摄像装置；
所述若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息，包括：
若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，其中，所述目标图像包含所述机器人的预设标识的图像信息，所述预设标识用于定位所述充电电极的位置；
根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
4.如权利要求3所述的充电对接方法，其特征在于，所述根据所述目标图像中的所述预设标识的图像信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息，包括：
根据所述目标图像中所述预设标识的尺寸信息和/或形状信息，确定所述充电电极与所述充电接头之间的相对位姿信息。
5.如权利要求4所述的充电对接方法，其特征在于，所述预设标识为设置在所述充电电极的四周的环形标识，所述预设标识的位置与所述充电电极的位置相关联。
6.如权利要求3所述的充电对接方法，其特征在于，所述若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过所述摄像装置获取目标图像，包括：
若确定所述机器人位于所述预设充电区域且处于所述目标状态，则通过调整所述摄像装置获取初始图像；
确定所述初始图像中是否包含所述机器人的预设标识；
若确定所述初始图像中包含所述机器人的预设标识，则将所述初始图像作为所述目标图像。
7.如权利要求1所述的充电对接方法，其特征在于，所述根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态，包括：
根据所述相对位姿信息，确定调整信息；
根据所述调整信息，控制所述充电接头到达所述目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态。
8.如权利要求1-7任一项所述的充电对接方法，其特征在于，所述目标位置是位于所述充电电极的正前方，所述预对接状态用于指示所述充电接头达到所述目标位置时与所述充电电极呈相对状态；
所述控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电，包括：
控制所述充电接头从所述目标位置向所述充电电极移动，直到所述充电接头与所述充电电极实现对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
9.一种充电对接装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于若确定机器人位于预设充电区域且处于目标状态，则获取所述机器人的充电电极与充电桩的充电接头之间的相对位姿信息；
第一控制单元，用于根据所述相对位姿信息，控制所述充电接头到达目标位置，以使得所述充电电极与所述充电接头之间处于预对接状态；
第二控制单元，用于控制所述充电接头与所述充电电极进行对接，以使得所述充电桩能够对所述机器人进行充电。
10.一种充电桩，其特征在于，包括：
配电箱；
充电对接模块，所述充电对接模块与所述配电箱电连接，所述充电对接模块包括：充电接头、存储器、处理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，所述充电接头与所述处理器连接，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的充电对接方法的步骤，以使得所述充电接头与机器人的充电电极进行对接，以使得充电桩能够对所述机器人进行充电。
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