CN114156980A - 一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法 - Google Patents

一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法 Download PDF

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张喜强
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Abstract

本发明公开了一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，具体方法步骤如下：步骤一、调用定位导航系统使机器人移动到充电桩附近；步骤二、使用激光雷达进行充电桩识别；步骤三、对识别到的充电桩进行位姿解算；步骤四、调用控制器生成速度指令，控制机器人对接充电桩；步骤五、对接完成，开始充电。该方法利用定位导航系统将机器人自动优选导航至最近的充电桩附近，再使用激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别，识别成功后进行位姿解算，并控制机器人对接充电桩并进行充电，充电完成后自动退出充电模式，进而实现机器人自动充电，解决了移动机器人的自动充电问题。

Description

一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法
技术领域
本发明涉及机器人充电技术领域，具体为一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法。
背景技术
在移动机器人系统中除了自动定位导航功能，自动充电功能也是不可缺少的一部分，现有的自动充电方案都是基于红外对接方式，不仅在充电桩内部需要安装自动充电对接传感器，在机器人内部也需要安装自动充电对接传感器，从而才能形成配合来提高定位的准确度，不仅增加了使用成本，而且还会造成使用不便，为此我们提出一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，利用定位导航系统将机器人自动优选导航至最近的充电桩附近，再使用激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别，识别成功后进行位姿解算，并控制机器人对接充电桩并进行充电，充电完成后自动退出充电模式，进而实现机器人自动充电，解决了移动机器人的自动充电问题，本发明提供如下技术方案：
一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，具体方法步骤如下：
步骤一、调用定位导航系统使机器人移动到充电桩附近；
步骤二、使用激光雷达进行充电桩识别；
步骤三、对识别到的充电桩进行位姿解算；
步骤四、调用控制器生成速度指令，控制机器人对接充电桩；
步骤五、对接完成，开始充电。
优选的，步骤一中所述定位导航系统采用SLAM系统或GPS定位系统或者北斗导航系统。
优选的，步骤一中激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别及定位，获取充电桩的精准位置，并测量机器人距离充电桩的充电接口之间的距离。
优选的，步骤三中解算充电桩姿态，将充电桩的充电角度以及充电接口调整到合适位置，使其能够与机器人充电接口匹配，进而能够顺利充电，保证充电效率。
优选的，步骤四中机器人对接充电桩时，需要判断是否对接完成以及对接是否超时，在规定时间内完成对接会才会对机器人充电，否则会直接结束退出充电。
优选的，步骤五充电过程中，机器人会判断充电是否完成，充电完成后会自动结束退出充电。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，具备以下有益效果：
本发明提供的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，利用定位导航系统将机器人自动优选导航至最进的充电桩附近，再使用激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别，识别成功后进行位姿解算，并控制机器人对接充电桩并进行充电，充电完成后自动退出充电模式，进而实现机器人自动充电，解决了移动机器人的自动充电问题，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，具体方法步骤如下：
步骤一、调用定位导航系统使机器人移动到充电桩附近；
步骤二、使用激光雷达进行充电桩识别；
步骤三、对识别到的充电桩进行位姿解算；
步骤四、调用控制器生成速度指令，控制机器人对接充电桩；
步骤五、对接完成，开始充电。
进一步的，步骤一中所述定位导航系统采用SLAM系统或GPS定位系统或者北斗导航系统。
进一步的，步骤一中激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别及定位，获取充电桩的精准位置，并测量机器人距离充电桩的充电接口之间的距离。
进一步的，步骤三中解算充电桩姿态，将充电桩的充电角度以及充电接口调整到合适位置，使其能够与机器人充电接口匹配，进而能够顺利充电，保证充电效率。
进一步的，步骤四中机器人对接充电桩时，需要判断是否对接完成以及对接是否超时，在规定时间内完成对接会才会对机器人充电，否则会直接结束退出充电。
进一步的，步骤五充电过程中，机器人会判断充电是否完成，充电完成后会自动结束退出充电。
充电时，使用者发出指令，调用机器人内部的定位导航系统，规划出一条最优路径，将机器人导航移动到充电桩附近，利用激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别及定位，进而获取充电桩的精准位置，并测量机器人距离充电桩的充电接口之间的距离，之后再对充电桩进行姿态解算，将充电桩的充电角度以及充电接口调整到合适位置，使其能够与机器人充电接口匹配，方便机器人能够顺利充电，提高充电效率，之后再调用控制器生成速度指令，控制机器人在规定时间内对接充电桩，开始充电，当超过对接时间时，则直接结束退出充电。
综上所述，本发明提供的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，利用定位导航系统将机器人自动优选导航至最近的充电桩附近，再使用激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别，识别成功后进行位姿解算，并控制机器人对接充电桩并进行充电，充电完成后自动退出充电模式，进而实现机器人自动充电，解决了移动机器人的自动充电问题，具有广阔的应用前景。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：具体方法步骤如下：
步骤一、调用定位导航系统使机器人移动到充电桩附近；
步骤二、使用激光雷达进行充电桩识别；
步骤三、对识别到的充电桩进行位姿解算；
步骤四、调用控制器生成速度指令，控制机器人对接充电桩；
步骤五、对接完成，开始充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：步骤一中所述定位导航系统采用SLAM系统或GPS定位系统或者北斗导航系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：步骤一中激光雷达作为感知模块，对充电桩进行识别及定位，获取充电桩的精准位置，并测量机器人距离充电桩的充电接口之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：步骤三中解算充电桩姿态，将充电桩的充电角度以及充电接口调整到合适位置，使其能够与机器人充电接口匹配，进而能够顺利充电，保证充电效率。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：步骤四中机器人对接充电桩时，需要判断是否对接完成以及对接是否超时，在规定时间内完成对接会才会对机器人充电，否则会直接结束退出充电。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于：步骤五充电过程中，机器人会判断充电是否完成，充电完成后会自动结束退出充电。
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