CN114625115A - 机器人的充电方法、装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人的充电方法、装置及机器人，涉及机器人技术领域，可以解决机器人上桩过程耗时较长，充电上桩的成功率较低的技术问题。其中方法包括：接收用于对机器人充电的充电桩的信号；基于充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，充电桩的中线的延伸方向垂直于充电桩的长度方向，并且中线与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上；基于充电桩位置信息，控制机器人上桩，机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，第一路径的延伸方向与第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且第二路径的延伸方向与中线的延伸方向平行。

Description

机器人的充电方法、装置及机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及到一种机器人的充电方法、装置及机器人。

背景技术

随着科技的不断发展，智能机器人的应用越来越广泛，如清洁机器人、银行服务机器人等。目前的智能机器人在检测到需要进行充电时，会自主回到充电桩进行充电。例如，清洁机器人可以自主在室内进行清洁工作，并在自身电量达到充电的下限值时，自主回到充电桩进行充电。

然而目前在机器人自动回到充电桩充电时，往往不能精准确定充电桩的位置，需要采用随机行走的方式寻找充电桩，并依据接收到的红外寻桩灯信号不断对行进方向进行调整，这将导致寻找充电桩的过程耗时较长，使上桩的成功率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种机器人的充电方法、装置及机器人，主要解决目前在机器人寻找充电桩充电时，寻找轨迹较为随意，进而导致上桩过程耗时较长，充电上桩的成功率较低的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种机器人的充电方法，该方法包括：

接收用于对机器人充电的充电桩的信号；

基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，所述充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，所述充电桩的中线的延伸方向垂直于所述充电桩的长度方向，并且所述中线与所述充电桩的交点位于所述充电桩的长度方向的中点上；

基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，所述机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述中线的延伸方向平行。

优选地，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述充电桩的信号的强度信息，确定所述充电桩位置信息中的第一距离信息；

基于所述充电桩的信号的编码信息，确定所述充电桩位置信息中的第一角度信息。

优选地，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述信息采集模块采集到的环境信息，确定所述充电桩位置信息中的第二距离信息、第二角度信息和所述充电桩位置信息中的中线信息。

优选地，基于所述信息采集模块采集到的环境信息，确定所述充电桩位置信息中的中线信息，包括：

基于所述环境信息中的墙面方向，确定所述中线信息中的中线方向，所述中线方向与所述墙面方向垂直。

优选地，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述充电桩的信号所确定的充电桩的第一距离信息和第一角度信息，确定所述信息集采模块的信息采集范围，所述信息采集模块包括激光测距装置或图像识别装置；

在所述信息采集范围内对环境信息进行测距或识别，确定所述充电桩的第二距离信息和第二角度信息。

优选地，所述基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，包括：

基于所述充电桩位置信息，规划所述机器人上桩的路径，所述上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述充电桩的中线的延伸方向平行；

控制所述机器人沿着所述第一路径行进至中转点，在所述中转点处沿着所述第二路径行进至所述充电桩的上桩对正位置，所述中转点为所述第一路径的延伸方向与所述中线的交点。

优选地，基于当前位置与所述中转点上是否存在障碍物，确定所述第一路径的形状，其中，所述第一路径的形状为直线、曲线或折线。

优选地，所述第一路径的延伸方向垂直于所述第二路径的延伸方向。

根据本申请的另一个方面，提供了一种机器人的充电装置，该装置包括：

接收模块，用于接收用于对机器人充电的充电桩的信号；

确定模块，用于基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，所述充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，所述充电桩的中线的延伸方向垂直于所述充电桩的长度方向，并且所述中线与所述充电桩的交点位于所述充电桩的长度方向的中点上；

控制模块，用于基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，所述机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述中线的延伸方向平行。

优选地，所述确定模块，具体用于基于所述充电桩的信号的强度信息，确定所述充电桩位置信息中的第一距离信息；基于所述充电桩的信号的编码信息，确定所述充电桩位置信息中的第一角度信息。

优选地，所述确定模块，具体用于基于所述信息采集模块采集到的环境信息，确定所述充电桩位置信息中的第二距离信息、第二角度信息和所述充电桩位置信息中的中线信息。

优选地，所述确定模块，具体用于基于所述环境信息中的墙面方向，确定所述中线信息中的中线方向，所述中线方向与所述墙面方向垂直。

优选地，所述确定模块，具体用于基于所述充电桩的信号所确定的充电桩的第一距离信息和第一角度信息，确定所述信息集采模块的信息采集范围，所述信息采集模块包括激光测距装置或图像识别装置；在所述信息采集范围内对环境信息进行测距或识别，确定所述充电桩的第二距离信息和第二角度信息。

优选地，该装置还包括：规划模块；

规划模块，用于基于所述充电桩位置信息，规划所述机器人上桩的路径，所述上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述充电桩的中线的延伸方向平行；

控制模块，用于控制所述机器人沿着所述第一路径行进至中转点，在所述中转点处沿着所述第二路径行进至所述充电桩的上桩对正位置，所述中转点为所述第一路径的延伸方向与所述中线的交点。

优选地，基于当前位置与所述中转点上是否存在障碍物，确定所述第一路径的形状，其中，所述第一路径的形状为直线或曲线。

优选地，所述第一路径的延伸方向垂直于所述第二路径的延伸方向。

根据本申请的又一个方面，提供了一种机器人，包括信息采集模块、存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述机器人的充电方法。

借由上述技术方案，本申请提供了一种机器人的充电方法、装置及机器人，可基于充电桩发送的光信号和/或信息采集模块采集到的环境信息，按照多种可选方式精准确定出充电桩的位置信息，进而基于充电桩的位置信息规划上桩路线，以便基于上桩路线实现对机器人的上桩控制。通过本申请中的技术方案，可通过多个维度，实现对充电桩位置信息的确定，进而保证充电桩位置信息的定位准确性。此外，通过利用充电桩位置信息规划上桩路径，以控制机器人沿着上桩对正中线执行上桩操作的方式，可保证机器人正对着充电桩，进而能够实现快速上桩，提高充电上桩的成功率，减少充电上桩时间和错误尝试次数。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本地申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种机器人的充电方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的另一种机器人的充电方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种充电桩的结构示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种机器人上桩路径规划的原理示意图；

图5示出了本申请实施例提供的一种机器人的充电装置的结构示意图；

图6示出了本申请实施例提供的另一种机器人的充电装置的结构示意图。

具体实施方式

下文将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

针对目前在机器人寻找充电桩充电时，寻找轨迹较为随意，进而导致上桩过程耗时较长，充电上桩的成功率较低的技术问题。本申请实施例提供了一种机器人的充电方法，如图1所示，该方法包括：

101、接收用于对机器人充电的充电桩的信号。

其中，充电桩为与机器人匹配，用于为机器人补充电量的充电装置；充电桩的信号可为充电桩发出的光信号。在具体的应用场景中，机器人和充电桩都装配有带编码的红外寻桩灯，充电桩上安装的红外寻桩灯用于主动发射光信号，机器人上安装的红外寻桩灯用于接收所适配充电桩发送的光信号。机器人在任务区域执行任务时，可实时接收到充电桩发送的光信号，以便机器人根据该光信号可确定出充电桩的大致位置，进而在需要充电时，能够定位并移动到充电桩位置执行上桩充电操作。

对于本申请的执行主体可为能够控制机器人移动到充电桩位置，执行充电操作的机器人处理器，用于基于充电桩发出的光信号和/或信息采集模块采集到的环境信息，精准确定充电桩的位置信息，进而基于充电桩位置信息规划上桩路径，以便按照上桩路径控制机器人高效执行上桩操作。其中，机器人例如可为清洁机器人，清洁机器人在自身电量达到充电的下限值时，通过机器人处理器控制执行上桩充电操作。

102、基于充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息。

其中，充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，充电桩的中线的延伸方向垂直于充电桩的长度方向，并且中线与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上。

充电桩上配置有多个用于发射光信号的发射装置，发射装置分别设置于充电桩中的固定位置，每个发射装置均可发射携带有不同编码特征的光信号。故在机器人接收到光信号后，可通过对光信号强度以及光信号编码特征的分析，确定出机器人当前位置与充电桩设置位置的距离大小，以及用于发射该光信号的发射装置，进而结合发射装置设置于充电桩中的位置，即可初步确定出充电桩的位置信息。机器人上还设置有信息采集模块，用于采集地图环境信息，信息采集模块具体可包括激光测距装置和图像识别装置，激光测距装置可为激光测距传感器(Laser Distance Sensor，LDS)，图像识别装置可为包含摄像功能的摄像装置等。激光测距传感器上配置有激光二极管，激光二极管用于发射激光脉冲，在遇到目标物反射后，激光脉冲向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，此时记录并处理从激光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定当前位置至目标物的距离，进而据此可定位出充电桩的位置以及角度。图像识别装置可用于采集充电桩周围位置处的环境图片，通过对环境图片的分析，可进一步获取得到充电桩周围的环境信息，基于该环境信息可确定出充电桩的位置信息、角度信息以及中线信息等。

对于本实施例，在确定充电桩位置信息时，作为一种可选方式，可通过对接收到的充电桩的信号进行信号强度和编码特征分析，进而依据信号强度确定充电桩距离机器人当前位置的距离大小，依据编码特征确定出用于发射该光信号的发射装置，进而结合该发射装置在充电桩中的设置位置，确定充电桩的角度信息；作为另一种可选方式，还可通过信息采集模块中的激光测距装置发射激光脉冲，基于发射激光脉冲的反射距离确定机器人当前位置至充电桩的直线距离，基于激光脉冲的发射方向确定充电桩的角度信息，进一步根据距离信息以及角度信息即可确定出充电桩的中线距离；作为再一种可选方式，还可通过信息采集模块中的图像识别装置实时采集图像信息，若确定所采集到的图像信息中包含充电桩，则可依据图像信息的采集位置，确定充电桩的安放位置以及安放角度。再通过对图像信息的分析，提取充电桩周围的环境信息，基于环境信息进一步确定充电桩的中线位置。作为一种优选方式，可在接收到充电桩的信号后，通过对信号的特征分析，首先确定出充电桩的第一距离信息和第一角度信息；再由第一距离信息和第一角度信息确定信息集采模块的信息采集范围，之后可利用信息采集模块中的激光测距装置和/或图像识别装置确定出充电桩的第二距离信息和第二角度信息，再结合信息采集模块针对充电桩位置所采集到的环境信息，即可确定出充电桩的中线信息。最后将第二距离信息、第二角度信息以及中线信息确定为充电桩的精确位置信息，可保证充电桩位置信息的定位精准性。

103、基于充电桩位置信息，控制机器人上桩，机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，第一路径的延伸方向与第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且第二路径的延伸方向与中线的延伸方向平行。

对于本实施例，在准确确定出充电桩的位置信息后，可进一步依据充电桩位置信息规划上桩路径，以便按照上桩路径实现对机器人的上桩控制。在具体的应用场景中，由于随着桩功能的丰富，桩的体积越来越大，导致机器人从侧面上桩时，容易卡住。故在本申请中，在控制机器人上桩时，应保证在充电桩正面实现上桩，故可进一步将充电桩的中线确定为上桩对正中线，基于上桩对正中线规划上桩路径，以使机器人按照充电桩的中线方向向充电桩方向移动，实现快速上桩。相应的，当判定机器人当前位置在充电桩中线的延长线上时，可直接基于充电桩中线，确定一条与中线延伸方向平行的上桩路径；反之，若判定机器人当前位置不在充电桩中线的延长线上时，可首先需要根据机器人当前所在位置，规划到达上桩对正中线的第一路径，以及在第一路径延伸方向上与上桩对正中线的交点处，规划延伸方向与中线的延伸方向平行的第二路径，以实现在充电桩正面上桩。

在具体的应用场景中，在依据机器人当前位置信息以及充电桩的位置信息，实现对上桩路线的规划后，即可控制机器人按照上桩路线中的第一路径向充电桩的中线移动，若判定到达充电桩中线的延长线上，则按照与中线的延伸方向平行的第二路径向充电桩位置方向移动，并执行上桩操作。

通过本实施例中机器人的充电方法，可基于充电桩发送的光信号和/或信息采集模块采集到的环境信息，按照多种可选方式精准确定出充电桩的位置信息，进而基于充电桩的位置信息规划上桩路线，以便基于上桩路线实现对机器人的上桩控制。通过本申请中的技术方案，可通过多个维度，实现对充电桩位置信息的确定，进而保证充电桩位置信息的定位准确性。此外，通过利用充电桩位置信息规划上桩路径，以控制机器人沿着上桩对正中线执行上桩操作的方式，可保证机器人正对着充电桩，进而能够实现快速上桩，提高充电上桩的成功率，减少充电上桩时间和错误尝试次数。

进一步的，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例中的具体实施过程，提供了另一种机器人的充电方法，如图2所示，该方法包括：

201、接收用于对机器人充电的充电桩的信号。

在具体的应用场景中，充电桩可包括发光窗口和充电头，发光窗口中至少包括两个发射装置，例如可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，以发射光信号。机器人在信号接收区域内，可接收到至少一个发射装置发射的光信号。相应的，为了使机器人在接收到光信号后，能够根据光信号确定出机器人相对充电桩的位置，各个发射装置往往相对于上桩对正中线对称设置，且分别以预设发射覆盖角度发射携带有不同编码特征的光信号。以便在机器人接收到光信号后，通过分析光信号的编码标识，确定发射光信号的发射装置，进而结合该发射装置的设置位置，能够进一步确定充电桩的相对位置。应注意，本申请实施例对多个发射装置的数量不做限定，该数量可以为大于或等于2的任意数，例如可以为2个至7个中的任一值。本申请后续实施例以4个发射装置为例进行阐述，本领域技术人员可以在此基础上得到其他数量的发射装置的情形，这里不再一一罗列。

对于本实施例，以机器人为扫地机器人为例，相应的充电桩可如图3所示，包含4个发射装置，对称轴AA为上桩对正中线(充电桩的中线)，在充电桩中包含相对于上桩对正中线对称设置的第一发射装置1和第二发射装置2，以及相对于上桩对正中线对称设置的第三发射装置3和第四发射装置4。第一发射装置1和第三发射装置3在上桩对正中线左侧，第二发射装置2和第四发射装置4在上桩对正中线右侧。第一发射装置1和第二发射装置2、第三发射装置3和第四发射装置4用于发射携带有不同编码特征的光信号，每个发射装置均预设有对应的发射覆盖区域。随着机器人移动位置的不同，可在该移动位置处接收到对应发射装置所覆盖发射的光信号，当该移动位置距离发射装置较近时，接收到的光信号的信号强度较强；当该移动位置距离发射装置较远时，接收到的光信号的信号强度较弱。

202、基于充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息。

其中，充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，充电桩的中线的延伸方向垂直于充电桩的长度方向，并且中线与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上。

对于本实施例，为确定出充电桩位置信息，作为一种可选方式，可直接基于充电桩的信号，确定充电桩位置信息。相应的，在接收到充电桩发送的光信号后，可对光信号的信号强度进行分析，基于信号强度确定充电桩距离机器人当前位置的第一距离信息。具体的，可依据光信号传输原理，当机器人当前位置距离充电桩位置(光源位置)较近时，接收到的光信号强度较大，当机器人当前位置距离充电桩位置(光源位置)较远时，接收到的光信号强度较小，故可预先在光信号发射强度固定的情况下，根据光信号在传输过程中的信号强度递减情况，标记不同的传输距离。在确定出机器人当前位置所接收到的光信号的强度信息后，可基于该强度信息匹配到对应的传输距离，该传输距离即为机器人当前位置距充电桩位置的第一距离，即进一步确定出第一距离信息。在机器人接收到充电桩发送的光信号后，还可对光信号进行编码特征提取，进一步依据编码特征，确定充电桩中用于发射该光信号的目标发射装置，具体可在提取出光信号的编码特征后，基于数据库中预先存储的各个发射装置与对应编码特征的映射关系，确定与所接收光信号的编码特征匹配的目标发射装置，进而根据目标发射装置对应的预设发射覆盖角度确定充电桩的第一角度信息。相应的，实施例步骤具体可以包括：基于充电桩的信号的强度信息，确定充电桩位置信息中的第一距离信息；基于充电桩的信号的编码信息，确定充电桩位置信息中的第一角度信息。最后将依据光信号分析结果确定出的第一距离信息、第一角度信息确定为充电桩位置信息。

在具体的应用场景中，为保证机器人在同一位置仅能接收到一个发射装置发射的光信号，如图3所示，第一发射装置1和第二发射装置2与充电桩的中线平行设置，第三发射装置3和第四发射装置4与充电桩的中线呈一定角度设置，设置的角度可为小于90°的任一值，并且充电桩中沿中线设置有遮光板，以使第一发射装置1和第二发射装置2发射的光信号不存在重叠。这样，四个发射装置发射的光信号具有不同的发射覆盖角度。其中，第一发射装置1和第三发射装置3的发射覆盖角度为中线的左侧区域，第一发射装置2和第四发射装置4的发射覆盖角度为中线的右侧区域。相应的，在本实施例中，在确定出用于发射机器人当前位置所接收光线的目标发射装置后，可进一步依据目标发射装置对应的发射覆盖角度确定当前机器人相对于充电桩的第一角度信息。

例如，若确定目标发射装置为第一发射装置1或第三发射装置3时，由于第一发射装置1和第三发射装置3的发射覆盖角度为充电桩左下方0～90°，故可判定机器人当前处于充电桩的左下方，相应的可确定出充电桩相对于机器人当前位置的第一角度信息为右上方0～90°。再例如，若确定目标发射装置为第二发射装置2或第四发射装置4时，由于第一发射装置2和第四发射装置4的发射覆盖角度为充电桩右下方0～90°，故可判定机器人当前处于充电桩的右下方，相应的可确定出充电桩相对于机器人当前位置的第一角度信息为左上方0～90°。在具体的应用场景中，为使第一角度信息确定的更加准确，可通过增加多个发射装置，且为多个发射装置设定不同发射覆盖角度的方式，以使在依据编码特征确定出目标发射装置后，能够根据目标发射装置对应较小的发射覆盖角度确定出充电桩的第一角度信息。

对于本实施例，为确定出充电桩位置信息，作为另一种可选方式，可直接基于信息采集模块采集到的环境信息，确定充电桩位置信息。相应的，当信息采集模块中包含激光测距装置时，可利用激光测距装置实时向外发送激光脉冲，基于对激光脉冲反射距离的测量，确定机器人当前位置至充电桩的直线距离，即第二距离信息。基于接收到反射的激光脉冲的发射方向确定充电桩的第二角度信息，进一步根据充电桩的距离信息以及角度信息即可确定出与充电桩的长度方向垂直，且与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上的中线。相应的，当信息采集模块中包含图像识别装置时，还可利用图像识别装置实时采集预设范围内的图像信息，若确定所采集到的图像信息中包含充电桩，则可依据图像信息的采集位置，确定充电桩的安放位置，再通过对图像信息的分析，提取充电桩周围的环境信息，基于环境信息进一步确定充电桩的第二距离信息、第二角度信息和充电桩位置信息中的中线信息。考虑到用户往往将充电桩靠墙放置，故在基于环境信息判定充电桩靠墙放置时，可基于环境信息中的墙面方向，确定中线信息中的中线方向，中线方向与墙面方向垂直。最后，可将信息集采模块确定出的第二距离信息、第二角度信息和充电桩位置信息中的中线信息确定为充电桩位置信息。

对于本实施例，为确定出充电桩位置信息，作为又一种可选方式，可基于充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息一同确定充电桩位置信息。相应的，可在接收到充电桩的信号后，首先通过对光信号的信号强度和所携带的编码特征的分析，确定出充电桩的第一距离信息和第一角度信息，进而基于第一距离信息和第一角度信息确定信息集采模块的信息采集范围，之后可利用信息采集模块中的激光测距装置向信息采集范围内发射激光脉冲，以便基于对激光脉冲反射距离的测量，确定机器人当前位置至充电桩的第二距离信息，基于接收到反射的激光脉冲的发射方向确定充电桩的第二角度信息，进一步根据充电桩的距离信息以及角度信息即可确定出与充电桩的长度方向垂直，且与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上的中线，即中线信息。作为一种可替代方案，在依据充电桩的第一距离信息和第一角度信息确定出信息采集范围后，还可利用信息采集模块中的图像识别装置对信息采集范围内的环境信息进行图像采集，若确定所采集到的图像信息中包含充电桩，则可依据图像信息的采集位置，确定充电桩的安放位置，再通过对图像信息的分析，提取充电桩周围的环境信息，基于环境信息进一步确定充电桩的第二距离信息、第二角度信息和充电桩位置信息中的中线信息。即通过将利用光信号分析得到的位置信息和利用信息采集模块采集到的位置信息进行信息融合，确定出充电桩的最终精确位置信息。相应的，实施例步骤具体可以包括：基于充电桩的信号所确定的充电桩的第一距离信息和第一角度信息，确定信息集采模块的信息采集范围，信息采集模块包括激光测距装置或图像识别装置；在信息采集范围内对环境信息进行测距或识别，确定充电桩的第二距离信息和第二角度信息。最终确定出的充电桩的第二距离信息和第二角度信息即为充电桩位置信息。

203、基于充电桩位置信息，规划机器人上桩的路径，上桩的路径包括第一路径和第二路径，第一路径的延伸方向与第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且第二路径的延伸方向与充电桩的中线的延伸方向平行。

对于本实施例，为了实现在充电桩的正面执行上桩操作，故可预先规划与充电桩的中线平行的机器人上桩的路径。相应的，在确定得到充电桩的位置信息后，可首先判断机器人当前位置是否在充电桩的中线上，若是，则直接规划与充电桩中线的延伸方向平行的上桩路径，并控制按照该上桩路径执行上桩操作。反之，若判定机器人当前位置不在充电桩的中线上时，可首先规划由机器人当前位置至充电桩中线延长线上任意位置的第一路径，进而在机器人到达中线位置处，规划与充电桩中线的延伸方向平行的第二路径，以便沿第一路径和第二路径执行上桩操作。

相应的，在规划到达充电桩中线位置的第一路径时，为保证上桩路径最短，故优选将第一路径方向规划为与充电桩中线垂直的路径方向，即使第一路径为直线型状，且延伸方向垂直于第二路径的延伸方向。然而当判定机器人当前位置至中转点位置之间具有障碍物，导致沿直线路径无法正常通行时，可在中线延长线上中重新选取出一个位置作为机器人到达充电桩中线的中转点，进而规划机器人到达该中转点的第一路径。此外，在确定机器人当前位置至中转点的直线路径中存在障碍物时，还可基于障碍物信息确定能够避开该障碍物的避障点，以便规划机器人当前位置到避障点，以及避障点到该中转点的两段路径，进而通过对两段路径进行拟合处理，确定出能够使机器人正常通行的第一路径，其中，拟合生成的第一路径可为曲线形状，例如可为折线形状。相应的，实施例步骤具体可以包括：判断机器人当前位置至中转点之间是否存在障碍物；若是，则在充电桩的中线上重新确定中转点；或，根据障碍物位置坐标确定避障位置，规划机器人当前位置至避障位置的第三路径，以及避障位置至中转点的第四路径，将第三路径和第四路径拟合确定为第一路径；若否，则将机器人当前位置至中转位置的直线路径确定为第一路径。其中，作为一种可选方式，在进行障碍物分析时，可利用机器人根据历史执行数据确定的路况信息，分析机器人当前位置至中转位置的直线路径中是否存在障碍物，在路况信息中可标记有障碍物的坐标位置，具体可基于各个障碍物的标记位置确定是否存在障碍物。

例如，如图4所示，机器人当前所处位置为A，充电桩的目标位置为C，在确定第一路径时，可将第一路径设置为与上桩对正中线(充电桩的中线)垂直的路径方向，即在A位置规划与上桩对正中线(充电桩的中线)延长线垂直的第一路径。然而，若确定当前位置与中转点上存在障碍物，进而导致无法规划垂直路径时，可在上桩对正中线的延长线上随机确定出中转点B，在规划由A至B的第一路径时，可首先确定由A至B的直线路径之间是否存在障碍物，若不存在，则可直接将由A至B的直线路径a确定为到达充电桩上桩对正中线的第一路径。反之，若确定由A至B的直线路径之间依然存在障碍物(如附图3中的三角形区域)，则可在上桩对正中线上重新确定中转点，以满足机器人当前所处位置至新确定出的中转点之间不存在障碍物。作为另一种可选方式，若确定由A至B的直线路径之间存在障碍物时，还可根据障碍物的坐标位置确定避障位置D，进而规划当前位置A至避障位置D的第三路径c，以及避障位置D至中转点B的第四路径d，将第三路径c和第四路径d拟合确定为第一路径。进而在规划完成第一路径后，可在中转位置B处规划沿上桩对正中线到达充电桩位置C处的第二路径b。

204、控制机器人沿着第一路径行进至中转点，在中转点处沿着第二路径行进至充电桩的上桩对正位置，中转点为第一路径的延伸方向与中线的交点。

对于本实施例，在上桩路径规划完成后，可进一步控制机器人按照第一路径向上桩对正中线移动，在判定到达中转点后，控制更换为第二路径，进而控制机器人沿第二路径向充电桩正面方向移动，在行进至充电桩的上桩对正位置时，执行上桩操作。

在具体的应用场景中，在控制机器人按照第一路径向上桩对正中线移动时，为保证实现对机器人的运行控制，可首先利用信息采集模块采集到的第一距离信息或第二距离信息，以及第一角度信息或第二角度信息，计算第一路径的路径距离以及路径方向。进而基于第一路径的路径距离和路径方向，控制机器人向上桩对正中线移动，在控制机器人沿第一路径行进该路径距离后，进行中转点的判定，即判断当前到达位置是否为标记的中转点，以便判断机器人行进过程中，是否存在位置偏移。若判定机器人到达中转点，则可转而依据第二路径，控制机器人向充电桩正面方向移动并执行上桩操作。相应的，实施例步骤具体可以包括：基于第一路径的路径方向，控制机器人向充电桩的中线移动；若移动距离等于路径距离，则判断是否到达中转点；若是，则依据第二路径，控制机器人向充电桩方向执行上桩操作。

相应的，在依据第二路径，控制机器人向充电桩方向执行上桩操作之前，需要对规划的第二路径进行偏移验证，即机器人在按照第二路径移动时，能否直接到达充电桩的上桩对正位置，若是，则进一步沿第二路径向目标位置方向执行上桩操作。若否，则需要基于上桩对正中线调整第二路径，使机器人再向上桩对正中线方向移动一定距离，使前进方向能够直接触达充电桩的上桩对正位置。相应的，实施例步骤具体可以包括：计算第二路径相对于充电桩的中线的偏移角度；判断偏移角度是否小于或等于预设对正角度阈值；若是，则依据第二路径，控制机器人向充电桩方向移动，并执行上桩操作；若否，则基于充电桩的中线调整第二路径。其中，预设对正角度阈值为充电桩在正常接触充电的情况下，所能允许的最大接触偏差，具体数值可根据实际应用需求进行设定。当计算出机器人当前所处位置与充电桩的第二偏移角度小于或等于预设对正角度阈值时，可判定符合上桩对正条件。反之，若判断第二偏移角度大于预设对正角度阈值，则需要中止上桩，在向上桩对正中线方向移动一定距离后，继续执行上桩操作。

作为一种优选方式，在机器人按照第一路径和第二路径运行时，可实时根据运行方向调整机器人的运行角度，以使与预设充电上桩逻辑匹配。其中，预设充电上桩逻辑可包括背面上面和正面上桩。具体可预先设置充电上桩逻辑，若预设充电上桩逻辑为正面上桩，则可通过控制旋转调整机器人的角度，使机器人的正面与充电桩对应，进而沿上桩对正中线向充电桩方向径直移动；若预设充电上桩逻辑为反面上桩，则可通过控制旋转调整机器人的角度，使机器人的反面与充电桩对应，进而沿上桩对正中线向充电桩方向径直移动。

通过上述机器人的充电方法，可基于充电桩发送的光信号和/或信息采集模块采集到的环境信息，按照多种可选方式精准确定出充电桩的位置信息，进而基于充电桩的位置信息规划上桩路线，以便基于上桩路线实现对机器人的上桩控制。通过本申请中的技术方案，可通过多个维度，实现对充电桩位置信息的确定，进而保证充电桩位置信息的定位准确性。此外，通过利用充电桩位置信息规划上桩路径，以控制机器人沿着上桩对正中线执行上桩操作的方式，可保证机器人正对着充电桩，进而能够实现快速上桩，提高充电上桩的成功率，减少充电上桩时间和错误尝试次数。

进一步地，作为图1和图2所示方法的具体实现，本申请实施例提供了一种机器人的充电装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：接收模块31、确定模块32、控制模块33；

接收模块31，可用于接收用于对机器人充电的充电桩的信号；

确定模块32，可用于基于充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，充电桩的中线的延伸方向垂直于充电桩的长度方向，并且中线与充电桩的交点位于充电桩的长度方向的中点上；

控制模块33，可用于基于充电桩位置信息，控制机器人上桩，机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，第一路径的延伸方向与第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且第二路径的延伸方向与中线的延伸方向平行。

在具体的应用场景中，确定模块32，具体可用于基于充电桩的信号的强度信息，确定充电桩位置信息中的第一距离信息；基于充电桩的信号的编码信息，确定充电桩位置信息中的第一角度信息。

相应的，确定模块32，具体还可用于基于信息采集模块采集到的环境信息，确定充电桩位置信息中的第二距离信息、第二角度信息和充电桩位置信息中的中线信息。

在具体的应用场景中，在基于信息采集模块采集到的环境信息，确定充电桩位置信息中的中线信息时，确定模块32，具体可用于基于环境信息中的墙面方向，确定中线信息中的中线方向，中线方向与墙面方向垂直。

相应的，确定模块32，具体还可用于基于充电桩的信号所确定的充电桩的第一距离信息和第一角度信息，确定信息集采模块的信息采集范围，信息采集模块包括激光测距装置或图像识别装置；在信息采集范围内对环境信息进行测距或识别，确定充电桩的第二距离信息和第二角度信息。

在具体的应用场景中，在基于充电桩位置信息，控制机器人上桩时，如图6所示，该装置还包括：规划模块34；

规划模块34，可用于基于充电桩位置信息，规划机器人上桩的路径，上桩的路径包括第一路径和第二路径，第一路径的延伸方向与第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且第二路径的延伸方向与充电桩的中线的延伸方向平行；

相应的，控制模块33，具体可用于控制机器人沿着第一路径行进至中转点，在中转点处沿着第二路径行进至充电桩的上桩对正位置，中转点为第一路径的延伸方向与中线的交点。

在具体的应用场景中，可基于当前位置与中转点上是否存在障碍物，确定第一路径的形状，其中，第一路径的形状为直线、曲线或折线。

相应的，为保证上桩路径最短，还可设置第一路径的延伸方向垂直于第二路径的延伸方向。

需要说明的是，本实施例提供的一种机器人的充电装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1至图2的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1至图2所示方法，相应的，本实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机可读指令，该可读指令被处理器执行时实现上述如图1至图2所示的机器人的充电方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景的方法。

基于上述如图1至图2所示的方法和图5、图6所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1至图2所示的机器人的充电方法。

基于上述如图1至图2所示的方法，本实施例还提供了一种机器人，该机器人包括信息采集模块、存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1至图2所示的机器人的充电方法。

通过应用本申请的技术方案，与目前现有技术相比，本申请可基于充电桩发送的光信号和/或信息采集模块采集到的环境信息，按照多种可选方式精准确定出充电桩的位置信息，进而基于充电桩的位置信息规划上桩路线，以便基于上桩路线实现对机器人的上桩控制。通过本申请中的技术方案，可通过多个维度，实现对充电桩位置信息的确定，进而保证充电桩位置信息的定位准确性。此外，通过利用充电桩位置信息规划上桩路径，以控制机器人沿着上桩对正中线执行上桩操作的方式，可保证机器人正对着充电桩，进而能够实现快速上桩，提高充电上桩的成功率，减少充电上桩时间和错误尝试次数。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种机器人的充电方法，其特征在于，包括：

接收用于对机器人充电的充电桩的信号；

基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，所述充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，所述充电桩的中线的延伸方向垂直于所述充电桩的长度方向，并且所述中线与所述充电桩的交点位于所述充电桩的长度方向的中点上；

基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，所述机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述中线的延伸方向平行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

其中，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述充电桩的信号的强度信息，确定所述充电桩位置信息中的第一距离信息；

基于所述充电桩的信号的编码信息，确定所述充电桩位置信息中的第一角度信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

其中，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述信息采集模块采集到的环境信息，确定所述充电桩位置信息中的第二距离信息、第二角度信息和所述充电桩位置信息中的中线信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

其中，基于所述信息采集模块采集到的环境信息，确定所述充电桩位置信息中的中线信息，包括：

基于所述环境信息中的墙面方向，确定所述中线信息中的中线方向，所述中线方向与所述墙面方向垂直。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

其中，所述基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，包括：

基于所述充电桩的信号所确定的充电桩的第一距离信息和第一角度信息，确定所述信息集采模块的信息采集范围，所述信息采集模块包括激光测距装置或图像识别装置；

在所述信息采集范围内对环境信息进行测距或识别，确定所述充电桩的第二距离信息和第二角度信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

其中，所述基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，包括：

控制所述机器人沿着所述第一路径行进至中转点，在所述中转点处沿着所述第二路径行进至所述充电桩，所述中转点为所述第一路径的延伸方向与所述中线的交点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于当前位置与所述中转点上是否存在障碍物，确定所述第一路径的形状，其中，所述第一路径的形状为直线或曲线。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一路径的延伸方向垂直于所述第二路径的延伸方向。

9.一种机器人的充电装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收用于对机器人充电的充电桩的信号；

确定模块，用于基于所述充电桩的信号和信息采集模块采集到的环境信息中的至少一个，确定充电桩位置信息，所述充电桩位置信息包括距离信息、角度信息和中线信息中的至少一个，其中，所述充电桩的中线的延伸方向垂直于所述充电桩的长度方向，并且所述中线与所述充电桩的交点位于所述充电桩的长度方向的中点上；

控制模块，用于基于所述充电桩位置信息，控制所述机器人上桩，所述机器人上桩的路径包括第一路径和第二路径，所述第一路径的延伸方向与所述第二路径的延伸方向不在一条直线上，并且所述第二路径的延伸方向与所述中线的延伸方向平行。

10.一种机器人，包括信息采集模块、存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

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