CN115755920A - 一种机器狗自动充电方法 - Google Patents

Abstract

本申请是一种机器狗自动充电方法，具体涉及机器狗的技术领域。该方法包括：实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿；基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。基于上述方案，在实现机器狗自动充电时，保证了目标机器狗与目标充电桩对准充电的准确性。

Description

一种机器狗自动充电方法

技术领域

本申请涉及机器狗的技术领域，具体涉及一种机器狗自动充电方法。

背景技术

随着科技发展，机器狗逐渐进入人们的视野。一般情况下当机器狗电量低时，用户便接通机器狗与充电桩，为机器狗充电。通过人力为机器狗充电较为麻烦，因此需要实现机器狗自动充电。

现有技术中，机器狗通过单目相机识别充电桩上的二维码，根据该二维码的位置自主定位导航，并校准自身位姿，以对准充电桩，实现充电功能。

然而，这种方法受到二维码的限制，使得机器狗自动充电过程变得复杂。

发明内容

本申请提供了一种机器狗自动充电方法，该技术方案如下。

一方面，提供了一种机器狗自动充电方法，所述方法应用于控制设备，所述控制设备设于目标机器狗上，所述方法包括：

实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；

当检测到所述目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动；

当检测到所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿；

基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电。

又一方面，提供了一种机器狗自动充电装置，所述装置应用于控制设备，所述控制设备设于目标机器狗上，所述装置包括：

距离检测模块，用于实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；

第一移动模块，用于当检测到所述目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动；

相对位姿获取模块，用于当检测到所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿；

第二移动模块，用于基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电。

在一种可能的实现方式中，所述目标机器狗上安装有单目视觉相机；

所述实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离，包括：

实时获取所述单目视觉相机采集到的目标图像；

通过充电桩识别模型对所述目标图像进行目标检测，获得所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置以及所述目标充电桩在所述目标图像中的图像区域大小；

根据所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置与图像区域大小确定所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离；

所述控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动，包括：

基于所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置，确定所述目标充电桩相对所述目标机器狗的目标方位；

基于所述目标方位，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，所述单目视觉相机位于所述机器狗的头部，当控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动时，对所述单目视觉相机实时采集到的目标图像进行目标检测；

当检测到所述目标图像中不存在所述目标充电桩时，暂停所述目标机器狗向所述目标充电桩的移动，并控制所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度；

当所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，且所述单目视觉相机采集到的目标图像中重新出现所述目标充电桩时，控制所述目标机器狗重新向所述目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，当所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，所述单目视觉相机实时采集到的目标图像中未出现所述目标充电桩时，控制所述目标机器狗在原地旋转并实时采集周围环境图像；

当检测到所述周围环境图像中存在所述目标充电桩时，根据所述目标充电桩在所述周围环境图像中的位置，重新确定所述目标充电桩与所述目标机器狗的方位，以控制所述目标机器狗向目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，所述目标机器狗上还安装有无线通信组件；

当检测到所述目标图像中不存在所述目标充电桩时，通过所述无线通信组件向所述目标充电桩发送定位信号；

当接收到位置信息时，根据所述位置信息确定所述目标充电桩的与所述目标机器狗的距离信息，以及所述目标充电桩相对所述目标机器狗的目标方位。

在一种可能的实现方式中，所述目标机器狗上还设有深度视觉相机；

所述确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿，包括：

在所述目标机器狗正下方，以所述目标机器狗的头部为基准方向，构建虚拟充电桩的第一点云；

对所述目标充电桩的深度图像进行图像分割，获得所述目标充电桩的第二点云；

通过ICP算法对第一点云以及第二点云进行处理，获得所述相对位姿。

在一种可能的实现方式中，所述目标机器狗上还设有惯性导航设备；

所述基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电，包括：

基于所述惯性导航设备采集到的惯导信息，确定所述目标机器狗的世界坐标；

基于所述目标机器狗的世界坐标以及所述相对位姿，确定所述目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息；

基于所述目标位姿信息，控制所述目标机器狗进行导航至所述目标充电桩上方；

控制所述目标机器狗的前臂以及后臂的弯曲角度，以将所述目标机器狗的充电接口与所述目标充电桩连接。

再一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的机器狗自动充电方法。

又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的机器狗自动充电方法。

再一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述机器狗自动充电方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

目标机器狗上的控制设备实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿；基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。因此，上述方法在实现机器狗自动充电功能时，通过对目标充电桩与目标机器狗之间距离与相对位姿的实时检测，使得目标机器狗可以自动与目标充电桩进行对准，且保证了目标机器狗与目标充电桩对准充电的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电系统的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电方法的流程图。

图4示出了本申请实施例涉及的目标检测示意图。

图5示出了本申请实施例涉及的模型分割示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电装置的结构方框图。

图7是根据一示例性实施例示出的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电系统的结构示意图。该机器狗自动充电系统中包含目标机器狗以及目标充电桩，该目标机器狗中包含数据处理设备110以及数据采集设备120。

可选的，该数据采集设备120中包含有数据存储器，当数据采集设备对目标机器狗与目标充电桩之间的距离进行数据采集，得到目标机器狗与目标充电桩之间的距离数据后，可以将该距离数据保存在该数据存储器中。例如，该数据采集设备可以包括单目视觉相机，该数据采集设备还可以包括深度视觉相机。

可选的，该数据处理设备110可以是具有较高算力的计算机设备，例如可以是目标机器狗上的控制设备，该数据处理设备用于对采集到的目标机器狗与目标充电桩之间的距离数据、方位信息等进行分析，从而控制目标机器狗向目标充电桩移动，以实现通过目标充电桩对目标机器狗的自动充电。

可选的，该目标机器狗与目标充电桩之间还可以通过无线网络(如蓝牙)实现通信连接，并通过通信连接确定两者之间的距离以及位置关系。

图2是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电方法的流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的数据处理设备110。如图2所示，该方法应用于控制设备，该控制设备设于目标机器狗上，该方法可以包括如下步骤：

步骤201，实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离。

在实际应用场景中，当目标机器狗的电量小于预设阈值或者目标机器狗收到需要充电的指令时，则开始执行自动充电步骤。首先，需要获取目标机器狗与目标充电桩之间的距离。

可选的，通过在目标机器狗上安装外部传感器实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离。该外部传感器可以是激光雷达，该激光雷达可以通过测量激光的飞行时间，检测到目标充电桩与目标机器狗之间的距离。该外部传感器还可以是视觉传感器，该视觉传感器可以包含深度摄像头，获取目标充电桩的深度信息，进一步获取目标充电桩与目标机器狗之间的距离。该外部传感器还可以是超声波传感器，通过发射超声波并接收超声波反射信号，获取目标充电桩与目标机器狗之间的距离。

然而，在实际应用场景中，当目标充电桩与目标机器狗之间的距离较远时，很可能会有障碍物阻挡住目标充电桩，使得目标机器狗无法通过外部传感器直接获取与目标充电桩之间的距离。可选的，该目标机器狗上安装有无线通信组件。当检测到该目标图像中不存在该目标充电桩时，通过该无线通信组件向该目标充电桩发送定位信号，当接收到位置信息时，根据该位置信息确定该目标充电桩的与该目标机器狗的距离信息，以及该目标充电桩相对该目标机器狗的目标方位。

步骤202，当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿。

在获取到目标机器狗与目标充电桩之间的距离后，与预设的第一距离阈值进行比较，当该距离大于第一距离阈值时，即目标机器狗与目标充电桩之间的距离较远时，先控制目标机器狗向目标充电桩的方向移动。

可选的，计算机设备首先控制目标机器狗的前进方向，转动目标机器狗使得该目标机器狗的前进方向正对目标充电桩。

可选的，通过步骤201中的外部传感器实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离，再通过计算机设备中的算法对该距离进行分析，进而对目标机器狗的路径进行规划并导航定位，控制目标机器狗向目标充电桩的方向移动，直至目标机器狗与目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值。

目标机器狗与目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，即目标机器狗与目标充电桩之间的距离较近时，开始对目标充电桩与目标机器狗之间的相对位姿进行检测。

由于充电桩的形状可能不是圆柱形，在各个方向上并不相同，因此不仅需要获取目标机器狗与目标充电桩之间的位置关系，而且需要获取目标充电桩的姿态信息，以调整目标机器狗与之相符，进而才能将目标机器狗与目标充电桩对准并充电。

可选的，计算机设备可以通过算法对目标充电桩进行目标检测和姿态估计，以获取目标充电桩与机器狗之间的相对位姿。

步骤203，基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。

可选的，根据该相对位姿，对机器狗进行导航，使得目标机器狗移动至与目标充电桩对接，以进行充电。

综上所述，实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿；基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。因此，上述方法在实现机器狗自动充电功能时，通过对目标充电桩与目标机器狗之间距离与相对位姿的实时检测，使得目标机器狗可以自动与目标充电桩进行对准，且保证了目标机器狗与目标充电桩对准充电的准确性。

图3是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电方法的流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的机器狗自动充电系统中的数据处理设备。如图3所示，该机器狗自动充电方法可以包括如下步骤：

步骤301，实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离。

可选的，该目标机器狗上安装有单目视觉相机，目标机器狗中的计算机设备可以实时获取该单目视觉相机采集到的目标图像。

进一步的，通过充电桩识别模型对该目标图像进行目标检测，获得该目标充电桩在该目标图像中所处的位置以及该目标充电桩在该目标图像中的图像区域大小。

可选的，通过深度学习算法训练出该充电桩识别模型，通过将目标图像输入该充电桩识别模型，可以得到目标充电桩的中心点坐标p(x₀,y₀)(即目标充电桩在该目标图像中所处的位置)和识别框的尺寸(即目标充电桩在该目标图像中的图像区域大小)。图4示出了本申请实施例涉及的目标检测示意图。如图4所示，充电桩周围的长方形边框即为该充电桩识别模型识别到目标充电桩并标示出的识别框。

进一步的，根据该目标充电桩在该目标图像中所处的位置与图像区域大小确定该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离。

由于在目标机器狗与目标充电桩距离固定的情况下，目标充电桩在目标图像中所处的位置越接近底部，则目标充电桩在目标图像中的图像区域大小越大；目标充电桩在目标图像中所处的位置越远离底部，则目标充电桩在目标图像中的图像区域大小越小。并且，当目标充电桩在目标图像中所处的位置在底部时，越接近底部中心，则目标充电桩在目标图像中的图像区域大小越大。因此，可以结合目标充电桩在该目标图像中所处的位置(目标充电桩的中心点坐标p)与图像区域大小(目标充电桩的识别框的尺寸)，对目标机器狗与目标充电桩之间的距离进行计算。

例如，以目标图像的中心点为原点o(0,0)设置平面直角坐标系，横轴x轴以向右侧为正方向，纵轴y轴以向下方为正方向，以原点o到目标充电桩中心点p的连线与纵轴的夹角作为偏离角度θ，根据θ可以判断出目标充电桩相对于机器狗的角度偏离。同时，根据目标充电桩中心点p的纵轴坐标结合识别框尺寸可以判断目标充电桩与目标机器狗的相对距离，例如，在偏离角度一定时，该纵轴坐标越大且识别框尺寸越大，则表示目标充电桩与目标机器狗越近。

步骤302，当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿。

当目标充电桩与目标机器狗距离较远时，计算机设备先进行远场识别，控制目标机器狗向目标充电桩移动。

可选的，基于该目标充电桩在该目标图像中所处的位置，确定该目标充电桩相对该目标机器狗的目标方位；基于该目标方位，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动。

可选的，计算机设备控制目标机器狗的前进方向，使得目标机器狗正对着充电桩移动，也就是说使得偏离角度θ＝0，使得充电桩识别模型只需要对纵轴坐标进行判断，简化了目标机器狗的移动情况。

可选的，该单目视觉相机位于该机器狗的头部，当控制该目标机器狗向该目标充电桩移动时，对该单目视觉相机实时采集到的目标图像进行目标检测。

进一步的，当目标机器狗距离目标充电桩足够近时，该单目视觉相机便无法拍摄到目标充电桩，此时计算机设备对目标机器狗的前臂下达指令，使得目标机器狗的前臂弯曲到单目视觉相机能够再次拍摄到目标充电桩。

例如，当检测到该目标图像中不存在该目标充电桩时，暂停该目标机器狗向该目标充电桩的移动，并控制该目标机器狗的前臂弯曲目标角度；当该目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，且该单目视觉相机采集到的目标图像中重新出现该目标充电桩时，控制该目标机器狗重新向该目标充电桩移动。

在实际应用场景中，可能会发生目标机器狗已经将前臂的弯曲角度调整到极限但单目视觉相机仍无法拍摄到目标充电桩的情况，此时可能是单目视觉相机的拍摄方向有偏差，计算机设备可以调整目标机器狗的方向以调整单目视觉相机的拍摄方向，直到该单目视觉相机重新拍摄到目标充电桩。

例如，当该目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，该单目视觉相机实时采集到的目标图像中未出现该目标充电桩时，控制该目标机器狗在原地旋转并实时采集周围环境图像；当检测到该周围环境图像中存在该目标充电桩时，根据该目标充电桩在该周围环境图像中的位置，重新确定该目标充电桩与该目标机器狗的方位，以控制该目标机器狗向目标充电桩移动。

应说明的是，当目标机器狗处于原地即目标机器狗与目标充电桩之间的距离未发生改变，但目标机器狗的前臂弯曲时，单目视觉相机的视角产生变化，则目标图像产生变化，进而目标充电桩在目标图像中所处的位置(目标充电桩的中心点坐标p)与图像区域大小(目标充电桩的识别框的尺寸)产生变化。这种情况下，仍然需要将目标充电桩的中心点p与识别框的尺寸相结合，以对目标机器狗与目标充电桩之间的距离进行计算。

当计算机设备控制目标机器狗向目标充电桩移动，直到目标机器狗与目标充电桩的距离较近，即小于第一距离阈值时，计算机设备将远场识别切换到近场识别。

可选的，该目标机器狗上还设有深度视觉相机。通过该深度相机在该目标机器狗正下方，以该目标机器狗的头部为基准方向，构建虚拟充电桩的第一点云。

进一步的，通过深度视觉相机对目标充电桩所在区域构建点云，该点云与目标机器狗处于同一个世界坐标系下。由于该点云中包含了目标充电桩的点云与周围环境的点云，因此需要对目标充电桩所在区域的点云进行处理，分割出目标充电桩的点云。

例如，对该目标充电桩的深度图像进行图像分割，获得该目标充电桩的第二点云。将该第一点云作为目标点云，一旦第二点云与第一点云重合，则表示目标机器狗与目标充电桩对准，即可进行充电。

图5示出了本申请实施例涉及的模型分割示意图，如图5所示，浅色部分为周围环境(地面)的模型，深色部分为目标充电桩的模型，颜色越深代表距离地面越高。当根据如图5所示，对地面以及目标充电桩进行分割后，可以对分割后得到的目标充电桩的模型进行特征点识别，获得目标充电桩对应的第二点云。

进一步的，通过ICP算法对第一点云以及第二点云进行处理，获得该相对位姿。

例如，ICP算法即迭代最近点法，是一种点云匹配算法，通过ICP算法进行配准，可以求得第一点云与第二点云间的旋转矩阵和平移向量，进而通过映射获取第一点云与第二点云之间的相对位姿，即目标充电桩与目标机器狗之间的相对位姿。

该相对位姿不仅包含目标充电桩与目标机器狗之间的位置信息，而且由于本实施例中的目标充电桩为十字形，目标机器狗如果不调整到合适的角度则无法与目标充电桩对准，因此该相对位姿还包含目标充电桩与目标机器狗之间的姿态信息。

步骤303，基于目标机器狗上设有的惯性导航设备采集到的惯导信息，确定该目标机器狗的世界坐标；基于该目标机器狗的世界坐标以及该相对位姿，确定该目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息。

获取到目标充电桩与目标机器狗之间的相对位姿后，由于第一点云(目标机器狗)与第二点云(目标充电桩)处于同一世界坐标系下，因此可以先通过目标机器狗的惯性导航设备获取目标机器狗的世界坐标，再根据该相对位姿推算出目标充电桩的世界坐标，结合目标充电桩与目标机器狗的相对姿态信息，获取该目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息。

步骤304，基于该目标位姿信息，控制该目标机器狗进行导航至该目标充电桩上方；控制该目标机器狗的前臂以及后臂的弯曲角度，以将该目标机器狗的充电接口与该目标充电桩连接。

可选的，将目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息设置为导航点位姿，计算机设备将目标机器狗导航至充电桩上方，使得目标机器狗腹部的充电接口与目标充电桩顶部的供电接口对齐，再通过调整目标机器狗的前臂以及后臂的弯曲角度，使得充电接口与供电接口对接，即可开始充电。

综上所述，实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿；基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。因此，上述方法在实现机器狗自动充电功能时，通过对目标充电桩与目标机器狗之间距离与相对位姿的实时检测，使得目标机器狗可以自动与目标充电桩进行对准，且保证了目标机器狗与目标充电桩对准充电的准确性。

图6是根据一示例性实施例示出的一种机器狗自动充电装置的结构方框图。该机器狗自动充电装置应用于控制设备，该控制设备设于目标机器狗上，该装置包括：

距离检测模块601，用于实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；

第一移动模块602，用于当检测到该目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动；

相对位姿获取模块603，用于当检测到该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿；

第二移动模块604，用于基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电。

在一种可能的实现方式中，该目标机器狗上安装有单目视觉相机；

该实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离，包括：

实时获取该单目视觉相机采集到的目标图像；

通过充电桩识别模型对该目标图像进行目标检测，获得该目标充电桩在该目标图像中所处的位置以及该目标充电桩在该目标图像中的图像区域大小；

根据该图像区域大小确定该目标机器狗与该目标充电桩之间的距离；

该控制该目标机器狗向该目标充电桩移动，包括：

基于该目标充电桩在该目标图像中所处的位置，确定该目标充电桩相对该目标机器狗的目标方位；

基于该目标方位，控制该目标机器狗向该目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，该单目视觉相机位于该机器狗的头部，当控制该目标机器狗向该目标充电桩移动时，对该单目视觉相机实时采集到的目标图像进行目标检测；

当检测到该目标图像中不存在该目标充电桩时，暂停该目标机器狗向该目标充电桩的移动，并控制该目标机器狗的前臂弯曲目标角度；

当该目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，且该单目视觉相机采集到的目标图像中重新出现该目标充电桩时，控制该目标机器狗重新向该目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，当该目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，该单目视觉相机实时采集到的目标图像中未出现该目标充电桩时，控制该目标机器狗在原地旋转并实时采集周围环境图像；

当检测到该周围环境图像中存在该目标充电桩时，根据该目标充电桩在该周围环境图像中的位置，重新确定该目标充电桩与该目标机器狗的方位，以控制该目标机器狗向目标充电桩移动。

在一种可能的实现方式中，该目标机器狗上还安装有无线通信组件；

当检测到该目标图像中不存在该目标充电桩时，通过该无线通信组件向该目标充电桩发送定位信号；

当接收到位置信息时，根据该位置信息确定该目标充电桩的与该目标机器狗的距离信息，以及该目标充电桩相对该目标机器狗的目标方位。

在一种可能的实现方式中，该目标机器狗上还设有深度视觉相机；

该确定该目标充电桩与该目标机器狗之间的相对位姿，包括：

在该目标机器狗正下方，以该目标机器狗的头部为基准方向，构建虚拟充电桩的第一点云；

对该目标充电桩的深度图像进行图像分割，获得该目标充电桩的第二点云；

通过ICP算法对第一点云以及第二点云进行处理，获得该相对位姿。

在一种可能的实现方式中，该目标机器狗上还设有惯性导航设备；

该基于该相对位姿，控制该目标机器狗移动至该目标充电桩的上方，以实现对该目标机器狗的充电，包括：

基于该惯性导航设备采集到的惯导信息，确定该目标机器狗的世界坐标；

基于该目标机器狗的世界坐标以及该相对位姿，确定该目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息；

基于该目标位姿信息，控制该目标机器狗进行导航至该目标充电桩上方；

控制该目标机器狗的前臂以及后臂的弯曲角度，以将该目标机器狗的充电接口与该目标充电桩连接。

图7示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备700的结构框图。该计算机设备可以实现为本申请上述方案中的服务器。所述计算机设备700包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)701、包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)702和只读存储器(Read-Only Memory，ROM)703的系统存储器704，以及连接系统存储器704和中央处理单元701的系统总线705。所述计算机设备700还包括用于存储操作系统709、应用程序710和其他程序模块711的大容量存储设备706。

所述大容量存储设备706通过连接到系统总线705的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元701。所述大容量存储设备706及其相关联的计算机可读介质为计算机设备700提供非易失性存储。也就是说，所述大容量存储设备706可以包括诸如硬盘或者只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。

不失一般性，所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、可擦除可编程只读寄存器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、数字多功能光盘(DigitalVersatile Disc，DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器704和大容量存储设备706可以统称为存储器。

根据本公开的各种实施例，所述计算机设备700还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备700可以通过连接在所述系统总线705上的网络接口单元707连接到网络708，或者说，也可以使用网络接口单元707来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。

所述存储器还包括至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序存储于存储器中，中央处理单元701通过执行该至少一条计算机程序来实现上述各个实施例所示的方法中的全部或部分步骤。

在一示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述方法中的全部或部分步骤。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在一示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述图2或图3任一实施例所示方法的全部或部分步骤。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种机器狗自动充电方法，其特征在于，所述方法应用于控制设备，所述控制设备设于目标机器狗上，所述方法包括：

实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；

当检测到所述目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动；

当检测到所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿；

基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标机器狗上安装有单目视觉相机；

所述实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离，包括：

实时获取所述单目视觉相机采集到的目标图像；

通过充电桩识别模型对所述目标图像进行目标检测，获得所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置以及所述目标充电桩在所述目标图像中的图像区域大小；

根据所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置与图像区域大小确定所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离；

所述控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动，包括：

基于所述目标充电桩在所述目标图像中所处的位置，确定所述目标充电桩相对所述目标机器狗的目标方位；

基于所述目标方位，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单目视觉相机位于所述机器狗的头部，所述方法还包括：

当控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动时，对所述单目视觉相机实时采集到的目标图像进行目标检测；

当检测到所述目标图像中不存在所述目标充电桩时，暂停所述目标机器狗向所述目标充电桩的移动，并控制所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度；

当所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，且所述单目视觉相机采集到的目标图像中重新出现所述目标充电桩时，控制所述目标机器狗重新向所述目标充电桩移动。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述目标机器狗的前臂弯曲目标角度后，所述单目视觉相机实时采集到的目标图像中未出现所述目标充电桩时，控制所述目标机器狗在原地旋转并实时采集周围环境图像；

当检测到所述周围环境图像中存在所述目标充电桩时，根据所述目标充电桩在所述周围环境图像中的位置，重新确定所述目标充电桩与所述目标机器狗的方位，以控制所述目标机器狗向目标充电桩移动。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标机器狗上还安装有无线通信组件；

所述方法还包括：

当检测到所述目标图像中不存在所述目标充电桩时，通过所述无线通信组件向所述目标充电桩发送定位信号；

当接收到位置信息时，根据所述位置信息确定所述目标充电桩的与所述目标机器狗的距离信息，以及所述目标充电桩相对所述目标机器狗的目标方位。

6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述目标机器狗上还设有深度视觉相机；

所述确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿，包括：

在所述目标机器狗正下方，以所述目标机器狗的头部为基准方向，构建虚拟充电桩的第一点云；

对所述目标充电桩的深度图像进行图像分割，获得所述目标充电桩的第二点云；

通过ICP算法对第一点云以及第二点云进行处理，获得所述相对位姿。

7.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述目标机器狗上还设有惯性导航设备；

所述基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电，包括：

基于所述惯性导航设备采集到的惯导信息，确定所述目标机器狗的世界坐标；

基于所述目标机器狗的世界坐标以及所述相对位姿，确定所述目标充电桩在世界坐标系下的目标位姿信息；

基于所述目标位姿信息，控制所述目标机器狗进行导航至所述目标充电桩上方；

控制所述目标机器狗的前臂以及后臂的弯曲角度，以将所述目标机器狗的充电接口与所述目标充电桩连接。

8.一种机器狗自动充电装置，其特征在于，所述装置应用于控制设备，所述控制设备设于目标机器狗上，所述装置包括：

距离检测模块，用于实时检测目标机器狗与目标充电桩之间的距离；

第一移动模块，用于当检测到所述目标机器狗与目标充电桩之间的距离大于第一距离阈值时，控制所述目标机器狗向所述目标充电桩移动；

相对位姿获取模块，用于当检测到所述目标机器狗与所述目标充电桩之间的距离小于第一距离阈值时，确定所述目标充电桩与所述目标机器狗之间的相对位姿；

第二移动模块，用于基于所述相对位姿，控制所述目标机器狗移动至所述目标充电桩的上方，以实现对所述目标机器狗的充电。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一所述的机器狗自动充电方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一所述的机器狗自动充电方法。

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