FR3049359A1 - METHOD FOR RECHARGING A BATTERY - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de recharge d'une batterie d'un robot sur une base de rechargement de forme complémentaire au robot et apte à réceptionner le robot et destinée à recharger la batterie du robot, la base de rechargement étant connectable à une source électrique, la base de rechargement comprenant un connecteur électrique disposé de façon à permettre une connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique permettant une connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : • Positionnement du robot devant la base de rechargement dans un premier sens de déplacement privilégié (étape 1003), • Demi-tour du robot sur lui-même (étape 1004), • Recul du robot vers la base dans un second sens, opposé au premier sens de déplacement privilégié, pour entrer en contact avec la base (étape 1005), • Montée en reculant du robot sur la base de rechargement dans le second sens (étape 1006), • Positionnement du robot sur la base de rechargement jusqu'à la connexion physique (étape 1010), • Connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement (étape 1019), • Recharge de la batterie (étape 1014).The invention relates to a method of recharging a battery of a robot on a reloading base form complementary to the robot and adapted to receive the robot and for recharging the battery of the robot, the recharging base being connectable to a source electric, the recharging base comprising an electrical connector arranged to allow a physical connection of the battery with the electrical connector for an electrical connection of the battery with the charging base for recharging the battery. According to the invention, the method comprises the following steps: positioning of the robot in front of the recharging base in a first preferred direction of movement (step 1003), half-turn of the robot on itself (step 1004), retracting the robot towards the base in a second direction, opposite to the first preferred direction of movement, to make contact with the base (step 1005), • climbing backward from the robot on the reloading base in the second direction (step 1006), • Positioning the robot on the charging base to the physical connection (step 1010), • Electrical connection of the battery with the recharging base (step 1019), • Recharging the battery (step 1014).
Description
PROCEDE DE RECHARGE D’UNE BATTERIE L’invention concerne un procédé de recharge d’une batterie rechargeable. L’invention peut s’appliquer dans le domaine de la robotique, de façon à permettre une connexion autonome d’un robot à sa base de rechargement.The invention relates to a method for recharging a rechargeable battery. The invention can be applied in the field of robotics, so as to allow autonomous connection of a robot to its charging base.
Un robot fonctionnant sur batterie nécessite à un moment donné une recharge de sa batterie. Un robot peut être par exemple un robot à caractère humanoïde. On entend par robot à caractère humanoïde, un robot présentant des similitudes avec le corps humain. Il peut s’agir du haut du corps, ou uniquement d’un bras articulé se terminant par une pince assimilable à une main humaine. Un robot humanoïde peut être plus ou moins sophistiqué. Il peut contrôler son propre équilibre statiquement et dynamiquement et marcher sur deux membres, éventuellement en trois dimensions, ou simplement rouler sur une base. Il peut recueillir des signaux issus de l’environnement (son, vue, toucher, etc.) et réagir selon un ou plusieurs comportements plus ou moins sophistiqués, et interagir avec d’autres robots ou êtres humains, soit par la parole, soit par la gestuelle. Pour une génération actuelle de robots humanoïdes, des programmeurs sont capables de créer des scénarios, plus ou moins sophistiqués, comme des séquences d’évènements envers le robot et/ou actions effectuées par le robot. Ces actions peuvent être conditionnelles à certains comportements de personnes qui interagissent avec le robot. Mais dans ces robots humanoïdes de la première génération, la programmation d’application est faite dans un outil de développement et chaque application nécessite d’être lancée par un déclenchement produisant l’occurrence incluse dans l’application.A robot running on battery requires at a given moment a recharge of its battery. A robot may for example be a robot with a humanoid character. By humanoid robot is meant a robot with similarities to the human body. It may be the upper body, or only an articulated arm ending in a clamp comparable to a human hand. A humanoid robot can be more or less sophisticated. He can control his own balance statically and dynamically and walk on two limbs, possibly in three dimensions, or simply ride on a base. It can collect signals from the environment (sound, sight, touch, etc.) and react according to one or more more or less sophisticated behaviors, and interact with other robots or human beings, either by speech or by body language. For a current generation of humanoid robots, programmers are able to create scenarios, more or less sophisticated, as sequences of events to the robot and / or actions performed by the robot. These actions may be conditional on certain behaviors of people interacting with the robot. But in these humanoid robots of the first generation, the application programming is done in a development tool and each application needs to be launched by a trigger producing the occurrence included in the application.
Dans le domaine de la robotique humanoïde, il y a donc besoin de robot humanoïde capable de vivre une « vie autonome », comme le fait un être humain, qui est capable de se comporter d’une manière déterminée, en fonction de l’environnement dans lequel il évolue. Généralement, un tel robot est alimenté en électricité par une ou des batteries d’accumulateurs, ou plus communément une ou des batteries. Il s’agit d’un ensemble d’accumulateurs électriques reliés entre eux de façon à créer un générateur électrique de tension et de capacité désirée. Le premier but de la batterie est de fournir l'intensité et la tension nécessaires au déplacement du robot. La batterie peut aussi être utilisée pour alimenter l’appareillage électronique embarqué sur le robot.In the field of humanoid robotics, therefore, there is a need for a humanoid robot capable of living an "autonomous life", as a human being, who is able to behave in a specific way, depending on the environment in which he evolves. Generally, such a robot is supplied with electricity by one or more storage batteries, or more commonly one or more batteries. It is a set of electric accumulators connected together so as to create an electrical generator of voltage and desired capacity. The first purpose of the battery is to provide the intensity and voltage required for the robot to move. The battery can also be used to power the electronic equipment on board the robot.
Il est alors nécessaire, à un moment donné, de recharger la batterie du robot. Généralement, un robot fonctionnant sur batterie est apte à se mouvoir tant que la batterie est chargée et devient immobile en fin de charge de celle-ci. Il faut alors une intervention extérieure pour, par exemple, aller poser le robot sur une base de rechargement de la batterie. Certains robots sont aptes à retourner à leur base de rechargement de manière autonome mais il arrive qu’ils aient des difficultés à se connecter à leur base de rechargement, soit à cause d’un mauvais positionnement du robot sur sa base, soit à cause de mauvais contacts entre les connecteurs du robot et de la base de rechargement. L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un procédé de recharge d’une batterie permettant au robot de se recharger au moment opportun et d’assurer une connexion fiable entre le robot et sa base de rechargement, permettant ainsi au robot de gérer son niveau d’énergie et de se recharger de manière autonome, sans intervention humaine. A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de recharge d’une batterie d’un robot sur une base de rechargement de forme complémentaire au robot et apte à réceptionner le robot et destinée à recharger la batterie du robot, la base de rechargement étant connectable à une source électrique, la base de rechargement comprenant un connecteur électrique disposé de façon à permettre une connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique permettant une connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie, comprenant les étapes suivantes : • Positionnement du robot devant la base de rechargement dans un premier sens de déplacement privilégié, • Demi-tour du robot sur lui-même, • Recul du robot vers la base dans un second sens, opposé au premier sens de déplacement privilégié, pour entrer en contact avec la base. • Montée en reculant du robot sur la base de rechargement dans le second sens, • Positionnement du robot sur la base de rechargement jusqu’à la connexion physique, • Connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement, • Recharge de la batterie.It is then necessary, at a given moment, to recharge the battery of the robot. Generally, a robot running on battery is able to move as long as the battery is charged and becomes stationary at the end of its charge. It then takes an outside intervention to, for example, go lay the robot on a charging base of the battery. Some robots are able to return to their base reloading autonomously but they sometimes have difficulty connecting to their reloading base, either because of a bad positioning of the robot on its base, or because of poor contact between the connectors of the robot and the charging base. The invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by proposing a method of recharging a battery allowing the robot to recharge at the appropriate time and ensure a reliable connection between the robot and its charging base, allowing thus the robot to manage its energy level and to recharge autonomously, without human intervention. To this end, the subject of the invention is a method of recharging a battery of a robot on a charging base of shape complementary to the robot and able to receive the robot and intended to recharge the battery of the robot, the base of recharging being connectable to an electrical source, the recharging base including an electrical connector arranged to allow a physical connection of the battery with the electrical connector for an electrical connection of the battery with the charging base for charging the battery , comprising the following steps: • Positioning the robot in front of the reloading base in a first preferred direction of movement, • Half-turn of the robot on itself, • Rewind of the robot towards the base in a second direction, opposite to the first direction privileged movement, to get in touch with the base. • Climbing backwards from the robot to the charging base in the second direction, • Positioning the robot on the charging base up to the physical connection, • Electrical connection of the battery with the recharging base, • Recharging the battery.
Avantageusement, le robot étant muni d’un capteur et d’un calculateur, le procédé selon l’invention comprend au préalable les étapes suivantes : • Détection et localisation de la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur, • Navigation jusqu’à la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur.Advantageously, the robot being provided with a sensor and a computer, the method according to the invention comprises in advance the following steps: • Detection and location of the recharging base using the sensor and the computer, • Navigation to the charging base using the sensor and calculator.
Avantageusement, le procédé de recharge selon l’invention comprend, simultanément à l’étape de montée en reculant du robot sur la base de rechargement, une étape de comparaison de la forme de la base de rechargement avec une forme prédéfinie de base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur.Advantageously, the recharging method according to the invention comprises, simultaneously with the step of climbing backward of the robot on the reloading base, a step of comparing the shape of the reloading base with a predefined form of base reloading. using the sensor and the calculator.
Selon un mode de réalisation, le procédé de recharge selon l’invention comprend une étape de sortie du robot de la base de rechargement après l’étape de montée en reculant du robot si la forme de la base de rechargement est différente de la forme prédéfinie de base de rechargement.According to one embodiment, the recharging method according to the invention comprises a step of output of the robot from the recharging base after the step of climbing back of the robot if the shape of the recharging base is different from the predefined shape basic reloading.
Avantageusement, le robot étant muni d’un moyen de communication, l’étape de sortie du robot de la base de rechargement est suivie d’une étape de communication de la sortie de la base de rechargement à l’aide du moyen de communication.Advantageously, the robot being provided with a communication means, the step of output of the robot of the recharging base is followed by a step of communicating the output of the recharging base with the aid of the communication means.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de recharge comprend en outre une étape de vérification de l’établissement de la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique.According to another embodiment, the recharging method further comprises a step of verifying the establishment of the physical connection of the battery with the electrical connector.
Avantageusement, le procédé de recharge comprend une étape d’exécution d’un déplacement du robot sur la base de rechargement tant que la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique n’est pas établie.Advantageously, the recharging method comprises a step of performing a movement of the robot on the charging base as long as the physical connection of the battery with the electrical connector is not established.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de recharge comprend préalablement à l’étape de positionnement du robot devant la base de rechargement une étape de prise de décision pour effectuer la recharge de la batterie en fonction d’un critère prédéfini.According to another embodiment, the charging method comprises, prior to the step of positioning the robot in front of the charging base, a decision-making step for recharging the battery according to a predefined criterion.
Avantageusement, le robot étant muni d’un moyen de communication, l’étape de recharge de la batterie est précédée par une étape de communication de la réalisation de la connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie à l’aide du moyen de communication.Advantageously, the robot being provided with a communication means, the step of recharging the battery is preceded by a step of communicating the realization of the electrical connection of the battery with the recharging base to recharge the battery using the communication means.
Avantageusement, le robot est fonctionnel pendant la recharge de sa batterie.Advantageously, the robot is functional during the charging of its battery.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de recharge comporte en outre une étape de terminaison de recharge comprenant les étapes suivantes réalisées dans l’ordre suivant: • Déconnexion électrique, • Déconnexion physique de la batterie avec le connecteur électrique, • Sortie du robot de la base de rechargement. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : - la figure 1 représente un exemple de robot auquel le procédé de recharge peut s’appliquer, - la figure 2 illustre les étapes d’un procédé de recharge selon l’invention, - la figure 3 représente schématiquement un exemple de mise en oeuvre du procédé de recharge selon l’invention.According to another embodiment, the recharging method further comprises a step of recharging termination comprising the following steps performed in the following order: • Electrical disconnection, • Physical disconnection of the battery with the electrical connector, • Output of the robot of the reloading base. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the attached drawing in which: FIG. 1 represents an example of a robot to which the charging method can be applied, - Figure 2 illustrates the steps of a charging method according to the invention, - Figure 3 shows schematically an example of implementation of the charging method according to the invention.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures.
Dans la description, l’invention est décrite avec l’exemple d’un certain type de robot à caractère humanoïde. Cependant, l’invention est applicable à tout autre robot. L’invention s’applique entre autres à un robot à caractère humanoïde. On entend par robot à caractère humanoïde, un robot présentant des similitudes avec le corps humain. Il peut s’agir du haut du corps, ou uniquement d’un bras articulé se terminant par une pince assimilable à une main humaine. Dans la présente invention, le haut du corps du robot est similaire à celui d’un tronc humain. Un robot humanoïde peut être plus ou moins sophistiqué. Il peut contrôler son propre équilibre statiquement et dynamiquement et marcher sur deux membres, éventuellement en trois dimensions, ou simplement rouler sur une base. Il peut recueillir des signaux issus de l’environnement (son, vue, toucher, etc.) et réagir selon un ou plusieurs comportements plus ou moins sophistiqués, et interagir avec d’autres robots ou êtres humains, soit par la parole, soit par la gestuelle. Pour une génération actuelle de robots humanoïdes, des programmeurs sont capables de créer des scénarios, plus ou moins sophistiqués, comme des séquences d’évènements envers le robot et/ou actions effectuées par le robot. Ces actions peuvent être conditionnelles à certains comportements de personnes qui interagissent avec le robot. Mais dans ces robots humanoïdes de la première génération, la programmation d’application est faite dans un outil de développement et chaque application nécessite d’être lancée par un déclenchement produisant l’occurrence incluse dans l’application.In the description, the invention is described with the example of a certain type of humanoid robot. However, the invention is applicable to any other robot. The invention applies inter alia to a humanoid robot. By humanoid robot is meant a robot with similarities to the human body. It may be the upper body, or only an articulated arm ending in a clamp comparable to a human hand. In the present invention, the upper body of the robot is similar to that of a human trunk. A humanoid robot can be more or less sophisticated. He can control his own balance statically and dynamically and walk on two limbs, possibly in three dimensions, or simply ride on a base. It can collect signals from the environment (sound, sight, touch, etc.) and react according to one or more more or less sophisticated behaviors, and interact with other robots or human beings, either by speech or by body language. For a current generation of humanoid robots, programmers are able to create scenarios, more or less sophisticated, as sequences of events to the robot and / or actions performed by the robot. These actions may be conditional on certain behaviors of people interacting with the robot. But in these humanoid robots of the first generation, the application programming is done in a development tool and each application needs to be launched by a trigger producing the occurrence included in the application.
Dans le domaine de la robotique humanoïde, il y a donc besoin de robot humanoïde capable de vivre une « vie autonome », comme le fait un être humain, qui est capable de se comporter d’une manière déterminée, en fonction de l’environnement dans lequel il évolue.In the field of humanoid robotics, therefore, there is a need for a humanoid robot capable of living an "autonomous life", as a human being, who is able to behave in a specific way, depending on the environment in which he evolves.
Dans la description, l’invention est décrite avec un exemple d’un robot se déplaçant au moyen de trois roues. Cependant, l’invention est applicable à tout autre robot, quel que soit son moyen de mobilité, par exemple avec une ou plusieurs roues, un ou plusieurs membres assimilables à une ou plusieurs jambes.In the description, the invention is described with an example of a robot moving by means of three wheels. However, the invention is applicable to any other robot, regardless of its means of mobility, for example with one or more wheels, one or more members comparable to one or more legs.
La figure 1 représente un exemple de robot auquel le procédé de recharge peut s’appliquer. La figure 1 représente un robot 200 à caractère humanoïde configuré pour se recharger à l’aide d’une base de rechargement. Le robot 200 sur la figure 1 est pris comme exemple d’un robot configuré pour être rechargé avec une base de rechargement dans le cadre du procédé de recharge selon l’invention. La partie inférieure du robot 200 sur la figure 1 n’est pas fonctionnelle pour la marche, mais peut se mouvoir dans n’importe quelle direction sur son socle 140 qui roule sur la surface sur laquelle le robot 200 se trouve. Dans notre exemple, le robot 200 a une hauteur 110 qui peut être d’environ 120 cm, une profondeur 120 d’environ 65 cm et une largeur 130 d’environ 40 cm. Dans une configuration spécifique, le robot a une tablette 150 avec laquelle il peut communiquer des messages (audio, vidéo, pages internet) à son environnement, ou recevoir des entrées d’utilisateurs à travers une interface tactile de la tablette. En plus du processeur de la tablette, le robot utilise aussi le processeur de sa propre carte-mère qui peut être par exemple une carte ATOM ™ Z530 de Intel™. Avantageusement, le robot a aussi un processeur dédié aux flux de données entre la carte-mère et les cartes supportant les capteurs rotatifs magnétiques ou en abrégé MRE pour le terme anglo-saxon Magnetic Rotary Encoders et des capteurs qui contrôlent les moteurs des articulations dans un membre et les balles que le robot utilise comme roues, dans un mode de réalisation de l’invention. Les moteurs peuvent être de types différents, en fonction de l’amplitude du couple maximum nécessaire pour une articulation définie. Par exemple, moteurs à courant continu à balais sans noyau de e-minebea™ (SE24P2CTCA par exemple) peuvent être utilisés, ou des moteurs à courant continu sans balai de Maxon™ (EC45_70W par exemple). Les capteurs rotatifs magnétiques utilisent préférentiellement l’effet Hall, avec 12 ou 14 bits de précision.Figure 1 shows an example of a robot to which the charging process can be applied. FIG. 1 represents a robot 200 with a humanoid character configured to recharge with the aid of a recharging base. The robot 200 in FIG. 1 is taken as an example of a robot configured to be recharged with a reloading base as part of the charging method according to the invention. The lower part of the robot 200 in Figure 1 is not functional for walking, but can move in any direction on its base 140 which rolls on the surface on which the robot 200 is located. In our example, the robot 200 has a height 110 which may be about 120 cm, a depth 120 of about 65 cm and a width 130 of about 40 cm. In a specific configuration, the robot has a tablet 150 with which it can communicate messages (audio, video, web pages) to its environment, or receive user input through a touch interface of the tablet. In addition to the processor of the tablet, the robot also uses the processor of its own motherboard which can be for example an ATOM ™ Z530 Intel ™ card. Advantageously, the robot also has a processor dedicated to the data flow between the motherboard and the cards supporting the magnetic rotary sensors or abbreviated MRE for the Magnetic Rotary Encoders and sensors that control the motors of the joints in a member and the balls that the robot uses as wheels, in one embodiment of the invention. The motors can be of different types, depending on the amplitude of the maximum torque required for a defined articulation. For example, e-minebea ™ coreless brushless DC motors (eg SE24P2CTCA) can be used, or brushless DC motors from Maxon ™ (EC45_70W for example). Magnetic rotary sensors preferentially use the Hall effect, with 12 or 14 bits of precision.
Le robot illustré sur la figure 1 peut comprendre aussi différents types de capteurs. Certains capteurs sont utilisés pour contrôler la position et les mouvements du robot. C’est le cas, par exemple, d’une unité inertielle localisée dans le torse du robot et comprenant un gyromètre 3-axes et un accéléromètre 3-axes. Le robot peut aussi inclure deux caméras 2D couleur RGB sur l’avant du robot (haut et bas) du type système sur puce (ou SOC pour le terme anglo-saxon System On Chip), comme celles de Shenzen V-Vision Technology Ltd™ (OV5640), avec une résolution de 5 mégapixels à 5 images par seconde et un champ de vision (aussi appelé FOV pour le terme anglo-saxon Field Of View) d’environ 57° horizontal et 44° vertical. Un capteur 3D peut aussi être inclus derrière les yeux du robot, comme le capteur ASUS XTION™ SOC avec une résolution de 0,3 mégapixels à 20 images par seconde, avec environ le même champ de vision que les caméras 2D. Le robot peut aussi être équipé de générateurs de lignes laser, par exemple trois au niveau de la tête et trois dans la base, de manière à être capable de détecter sa position relative par rapport à des objets et/ou êtres humains dans son environnement. Le robot peut aussi inclure des microphones pour être capable de détecter des sons dans son environnement. Dans un mode de réalisation, quatre microphones avec une sensibilité de 300mV/Pa +/-3dB à 1kHz et une gamme de fréquences de 300Hz à 12kHz (-lOdB relativement à 1kHz) peuvent être implantés dans la tête du robot. Le robot peut aussi inclure deux capteurs sonar, éventuellement positionnés devant et derrière sa base, pour mesurer la distance qui le sépare d’objets et/ou êtres humains dans son environnement. Le robot peut aussi inclure des capteurs tactiles, sur sa tête et sur ses mains, pour permettre des interactions avec les êtres humains. Il peut aussi inclure des pare-chocs sur sa base pour se protéger d’obstacles qu’il rencontre sur son parcours.The robot illustrated in Figure 1 may also include different types of sensors. Some sensors are used to control the position and movements of the robot. This is the case, for example, of an inertial unit located in the torso of the robot and comprising a 3-axis gyroscope and a 3-axis accelerometer. The robot can also include two RGB color 2D cameras on the front of the robot (up and down) of the system-on-chip (or SOC) type, like those of Shenzen V-Vision Technology Ltd ™ (OV5640), with a resolution of 5 megapixels at 5 frames per second and a field of view (also called FOV for the Anglo-Saxon term Field Of View) of about 57 ° horizontal and 44 ° vertical. A 3D sensor can also be included behind the eyes of the robot, like the ASUS XTION ™ SOC sensor with a resolution of 0.3 megapixels at 20 frames per second, with about the same field of view as 2D cameras. The robot can also be equipped with laser line generators, for example three at the head and three in the base, so as to be able to detect its relative position with respect to objects and / or human beings in its environment. The robot may also include microphones to be able to detect sounds in its environment. In one embodiment, four microphones with a sensitivity of 300mV / Pa +/- 3dB at 1kHz and a frequency range of 300Hz to 12kHz (-10dB relative to 1kHz) can be implanted in the robot's head. The robot may also include two sonar sensors, possibly positioned in front of and behind its base, to measure the distance that separates it from objects and / or human beings in its environment. The robot may also include tactile sensors on its head and hands to allow interactions with humans. He may also include bumpers on his base to protect himself from obstacles he encounters on his course.
Pour traduire ses émotions et communiquer avec les êtres humains dans son environnement, le robot peut aussi inclure : - des LEDs ou diodes électroluminescentes, par exemple dans ses yeux, ses oreilles et sur ses épaules; - des haut-parleurs, par exemple au nombre de deux, localisés dans ses oreilles.To translate his emotions and communicate with humans in his environment, the robot can also include: - LEDs or light-emitting diodes, for example in his eyes, ears and on his shoulders; - Speakers, for example two in number, located in his ears.
Le robot peut communiquer avec une base ou d’autres robots par le biais d’une connexion Ethernet RJ45 ou WiFi 802.11.The robot can communicate with a base station or other robots via RJ45 or 802.11 WiFi.
Le robot peut être alimenté par une batterie Lithium Fer Phosphate avec une énergie d’environ 400 Wh ou une batterie Lithium Polymère trimix (Lithium Cobalt Manganèse) d’environ 860Wh. Le robot peut accéder à un dispositif de rechargement adapté au type de batterie qu’il contient.The robot can be powered by a Lithium Iron Phosphate battery with an energy of about 400 Wh or a Lithium Polymer Trimix battery (Lithium Cobalt Manganese) about 860Wh. The robot can access a charging device adapted to the type of battery it contains.
La position et les mouvements du robot sont contrôlés par ses moteurs, en utilisant des algorithmes qui sont activés par des chaînes définies dans chaque membre et des effecteurs définis à la terminaison de chaque membre, compte tenu des mesures des capteurs.The position and movements of the robot are controlled by its motors, using algorithms that are activated by defined strings in each member and effectors defined at the termination of each member, taking into account the measurements of the sensors.
Le robot illustré sur la figure 1 est un exemple de robot avec lequel l’invention peut être mise en oeuvre. Toutes les fonctionnalités du robot citées précédemment ne sont pas nécessaires à l’invention et sont citées en tant que possibilités. Pour la mise en oeuvre de certaines étapes du procédé de l’invention, le robot doit être muni au moins d’un capteur apte à effectuer une mesure (par exemple mesure de distance entre deux points), d’un calculateur de cette mesure et d’un moyen de communication permettant une communication avec un utilisateur extérieur (préférentiellement un humain mais aussi un autre robot). Il peut s’agir d’une communication orale faite via l’émission d’un son ou d’une parole, d’une communication visuelle faite via un signal visuel ou de manière générale toute communication faisant intervenir un ou plusieurs des cinq sens.The robot illustrated in FIG. 1 is an example of a robot with which the invention can be implemented. All the features of the robot mentioned above are not necessary for the invention and are cited as possibilities. For the implementation of certain steps of the method of the invention, the robot must be provided with at least one sensor capable of taking a measurement (for example measuring the distance between two points), a calculator of this measurement and a communication means for communication with an external user (preferably a human but also another robot). It may be an oral communication made via the emission of a sound or a word, a visual communication made via a visual signal or in a general manner any communication involving one or more of the five senses.
La figure 2 illustre les étapes d’un procédé de recharge selon l’invention. Le procédé de recharge d’une batterie du robot 200 sur une base de rechargement de forme complémentaire au robot 200 et apte à réceptionner le robot 200 et destinée à recharger la batterie du robot 200, la base de rechargement étant connectable à une source électrique, la base de rechargement comprenant un connecteur électrique disposé de façon à permettre une connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique permettant une connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie, comprend une étape 1003 de positionnement du robot 200 devant la base de rechargement dans un premier sens de déplacement privilégié. Le positionnement du robot 200 en face de la base de rechargement est précis, par exemple grâce à la présence sur la base de rechargement de marqueurs visuels et/ou la signature géométrique de la base de rechargement. A l’aide de son capteur et de son calculateur, le robot 200 est apte à déterminer où se situe sa base de rechargement et à se positionner précisément devant elle. Par ailleurs, lorsque le robot 200 est proche de sa base de rechargement, en plus de son capteur, le robot 200, avantageusement équipé de capteurs métriques situés au niveau de son socle, peut utiliser ses capteurs métriques pour localiser sa base de rechargement plus précisément. L’utilisation de capteurs dans le socle a pour intérêt de diminuer la chaîne de côtes dans la mesure effectuée et donc d’en augmenter la précision. Par exemple, la localisation de la base de rechargement peut se faire par estimation de la différence entre la courbe de la base de rechargement telle que vue par le capteur et la courbe connue de la base de rechargement, préalablement définie et enregistrée de façon à être accessible au calculateur.Figure 2 illustrates the steps of a charging method according to the invention. The method for recharging a battery of the robot 200 on a base of complementary shape to the robot 200 and able to receive the robot 200 and for recharging the battery of the robot 200, the recharging base being connectable to an electrical source, the recharging base comprising an electrical connector arranged to allow a physical connection of the battery with the electrical connector allowing an electrical connection of the battery with the recharging base to perform the recharging of the battery, comprises a step 1003 of positioning the robot 200 in front of the reloading base in a first direction of privileged movement. The positioning of the robot 200 in front of the reloading base is precise, for example thanks to the presence on the basis of reloading visual markers and / or the geometrical signature of the reloading base. With the help of its sensor and its calculator, the robot 200 is able to determine where its recharging base is and to position itself precisely in front of it. Furthermore, when the robot 200 is close to its recharging base, in addition to its sensor, the robot 200, advantageously equipped with metric sensors located at its base, can use its metric sensors to locate its recharging base more precisely . The use of sensors in the base has the advantage of reducing the chain of ribs in the measurement performed and therefore to increase the accuracy. For example, the location of the recharging base can be done by estimating the difference between the curve of the recharging base as seen by the sensor and the known curve of the recharging base, previously defined and recorded so as to be accessible to the calculator.
Le procédé de recharge selon l’invention comprend une étape 1004 de demi-tour du robot 200 sur lui-même. Le robot 200 effectue un demi-tour afin de se positionner dos à sa station. Le procédé de recharge comprend en outre une étape 1005 de recul du robot 200 vers la base dans un second sens, opposé au premier sens de déplacement privilégié, pour entrer en contact avec la base. Ensuite, le procédé selon l’invention comprend une étape 1006 de montée en reculant du robot sur la base de rechargement dans le second sens. Autrement dit, une fois dos à sa base, le robot 200 monte sur sa base en marche arrière. La connexion en marche arrière du robot 200 lui permet d’avoir la capacité d’interagir avec d’éventuels utilisateurs en face de lui pendant la recharge de sa batterie. De plus, en fin de recharge, le robot 200 ainsi positionné peut repartir directement en marche avant sans manoeuvre particulière. Par ailleurs, ainsi positionné sur sa base de rechargement, le robot 200 peut encore être fonctionnel pendant la durée de sa recharge. Pour des raisons de sécurité, le robot 200 est alors fonctionnel en mode dégradé puisqu’étant positionné sur sa base de rechargement, le robot 200 ne peut pas bouger de sa base et ne peut donc pas se déplacer. Autrement dit, la partie basse du robot 200 n’est plus opérationnelle pendant la recharge de sa batterie. Par contre, le robot 200 peut continuer à interagir avec un ou des utilisateurs en bougeant la partie haute du robot 200. Plus généralement, le moyen d’analyse permet d’identifier les applications qui peuvent être lancées pendant la recharge de la batterie sur la base de rechargement et celles qui ne peuvent pas l’être. Ainsi, toute application générant un mouvement du bas du corps du robot 200 est empêchée ou tout au moins repoussée dans le temps tant que le robot 200 n’est pas sorti de sa base de rechargement. Par contre, toute application générant un mouvement des membres supérieurs tels que les bras est autorisée à être lancée, si toutefois celle-ci ne risque pas de générer un déséquilibre physique du robot 200 et entrainer un risque de chute. De même, des applications de calculs, mesures, transmission d’informations, etc. peuvent être lancées pendant la recharge.The charging method according to the invention comprises a step 1004 of turning the robot 200 on itself. The robot 200 makes a U-turn to position itself back to its station. The recharging method further comprises a step 1005 of recoil of the robot 200 towards the base in a second direction, opposite to the first preferred direction of movement, to make contact with the base. Then, the method according to the invention comprises a step 1006 of climbing back of the robot on the reloading base in the second direction. In other words, once back to its base, the robot 200 rises on its base in reverse. The reverse connection of the robot 200 allows it to have the ability to interact with potential users in front of it while charging its battery. Moreover, at the end of recharging, the robot 200 thus positioned can restart directly forward without any particular maneuver. Moreover, thus positioned on its base of reloading, the robot 200 can still be functional during the duration of its recharge. For security reasons, the robot 200 is then functional in degraded mode since being positioned on its base of reloading, the robot 200 can not move from its base and can not move. In other words, the lower part of the robot 200 is no longer operational during the charging of its battery. On the other hand, the robot 200 can continue to interact with one or more users by moving the upper part of the robot 200. More generally, the analysis means makes it possible to identify the applications that can be launched during the charging of the battery on the reloading base and those that can not be. Thus, any application generating a movement of the lower body of the robot 200 is prevented or at least pushed back in time until the robot 200 is out of its reloading base. By cons, any application generating a movement of the upper limbs such as arms is allowed to be launched, if however it does not risk to generate a physical imbalance of the robot 200 and cause a risk of falling. Similarly, applications of calculations, measurements, transmission of information, etc. can be started while charging.
Le procédé de recharge selon l’invention comprend ensuite une étape 1010 de positionnement du robot 200 sur la base de rechargement jusqu’à la connexion physique puis une étape 1019 de connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement. La base de rechargement comprenant un connecteur électrique, il faut qu’il y ait d’abord une connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique permettant alors la connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie. Par exemple, la connexion électrique est réalisée avec un interrupteur qui connecte électriquement la base et la batterie du robot 200 après réalisation de la connexion physique.The charging method according to the invention then comprises a step 1010 positioning the robot 200 on the basis of recharging until the physical connection and a step 1019 of electrical connection of the battery with the charging base. The recharging base including an electrical connector, there must first be a physical connection of the battery with the electrical connector then allowing the electrical connection of the battery with the charging base to recharge the battery. For example, the electrical connection is made with a switch that electrically connects the base and the battery of the robot 200 after completion of the physical connection.
Pendant l’étape 1005 de recul, le robot 200 positionne avantageusement des articulations dans une posture optimisée pour la montée sur sa base de rechargement. Cela revient à mettre les articulations basses en butée afin de limiter les jeux et d’abaisser le centre de masse. Ceci permet d’augmenter la fiabilité de la connexion physique entre la batterie du robot 200 et la base de rechargement et de limiter tout risque de chute. Enfin, le procédé de recharge selon l’invention comprend une étape 1014 de recharge de la batterie. Cette recharge ne peut avoir lieu qu’après la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique de la base de rechargement et la connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement.During the step 1005 of recoil, the robot 200 advantageously positions joints in a posture optimized for climbing on its base of reloading. This amounts to putting the lower joints in abutment to limit play and lower the center of mass. This makes it possible to increase the reliability of the physical connection between the battery of the robot 200 and the recharging base and to limit any risk of falling. Finally, the charging method according to the invention comprises a step 1014 for recharging the battery. This recharging can take place only after the physical connection of the battery with the electrical connector of the recharging base and the electrical connection of the battery with the recharging base.
Le procédé de recharge selon l’invention peut comprendre au préalable une étape 1001 de détection et localisation de la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur. La détection de la base de rechargement peut par exemple se faire par vision via la détection de deux marqueurs lumineux sur la base de rechargement. Dans ce cas, le robot 200 peut être équipé d’une caméra RGB pour détecter la base de rechargement. L’exposition de la caméra est avantageusement abaissée afin que seuls les marqueurs lumineux soient visibles sur l’image réalisée par la caméra. Au préalable, le robot 200 a connaissance de la géométrie des marqueurs lumineux ainsi que de leur représentation tridimensionnelle. Autrement dit, le robot 200 est apte à comparer la position et l’orientation des marqueurs lumineux sur l’image réalisée par la caméra avec la position et l’orientation préalablement définies. En faisant l’hypothèse que la base de rechargement est située sur le sol, il est alors possible au robot 200 de localiser la base de rechargement dans différentes conditions de lumière.The charging method according to the invention may comprise a step 1001 of detection and location of the charging base using the sensor and the computer. The detection of the charging base can for example be done by vision via the detection of two light markers on the basis of reloading. In this case, the robot 200 can be equipped with a RGB camera to detect the charging base. The exposure of the camera is advantageously lowered so that only the light markers are visible on the image made by the camera. Beforehand, the robot 200 has knowledge of the geometry of the light markers as well as their three-dimensional representation. In other words, the robot 200 is able to compare the position and orientation of the light markers on the image made by the camera with the position and the orientation previously defined. Assuming that the reloading base is located on the ground, it is then possible for the robot 200 to locate the charging base in different light conditions.
Alternativement, pour détecter sa base de rechargement, le robot 200 peut comprendre un dispositif de détection d’obstacle comprenant au moins un émetteur de faisceau électromagnétique apte à former un plan virtuel pouvant s’intersecter avec l’obstacle, au moins un capteur d’image apte à produire une image de l’intersection du plan virtuel et de l’obstacle, un moyen d’analyse d’image apte à déterminer l’obstacle, configuré pour comparer l’image avec une image de référence. Plus précisément, le dispositif de détection peut comprendre un premier émetteur dit horizontal d’un premier faisceau horizontal s’étendant dans un premier plan virtuel sensiblement parallèle au plan de référence et le premier capteur d’image apte à produire une image de l’intersection du premier plan virtuel et de l’obstacle. Le robot 200 ayant un sens de déplacement privilégié dans un premier sens selon un axe X, le premier plan virtuel forme un secteur angulaire autour de l’axe X, et le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre en outre un deuxième émetteur dit horizontal d’un deuxième faisceau horizontal s’étendant dans un deuxième plan virtuel dans un premier sens, formant un secteur angulaire autour d’un axe Y perpendiculaire à l’axe X et sensiblement parallèle au plan de référence. Le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre un deuxième capteur d’image apte à produire une image de l’intersection du deuxième plan virtuel et de l’obstacle. Le dispositif peut comprendre un troisième émetteur dit horizontal d’un troisième faisceau horizontal s’étendant dans un troisième plan virtuel dans un deuxième sens, opposé au premier sens, formant un secteur angulaire autour de l’axe Y et sensiblement parallèle au plan de référence. Le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre un troisième capteur d’image apte à produire une image de l’intersection du troisième plan virtuel et de l’obstacle.Alternatively, to detect its recharging base, the robot 200 may comprise an obstacle detection device comprising at least one electromagnetic beam emitter capable of forming a virtual plane that can intersect with the obstacle, at least one sensor of image capable of producing an image of the intersection of the virtual plane and the obstacle, an image analysis means capable of determining the obstacle, configured to compare the image with a reference image. More specifically, the detection device may comprise a first said horizontal transmitter of a first horizontal beam extending in a first virtual plane substantially parallel to the reference plane and the first image sensor capable of producing an image of the intersection the first virtual plane and the obstacle. The robot 200 having a preferred direction of movement in a first direction along an axis X, the first virtual plane forms an angular sector around the axis X, and the obstacle detection device may further comprise a second said horizontal transmitter a second horizontal beam extending in a second virtual plane in a first direction, forming an angular sector around a Y axis perpendicular to the X axis and substantially parallel to the reference plane. The obstacle detection device may comprise a second image sensor capable of producing an image of the intersection of the second virtual plane and the obstacle. The device may comprise a third said horizontal transmitter of a third horizontal beam extending in a third virtual plane in a second direction, opposite the first direction, forming an angular sector around the Y axis and substantially parallel to the reference plane . The obstacle detection device may comprise a third image sensor capable of producing an image of the intersection of the third virtual plane and the obstacle.
Les premier, deuxième et troisième émetteurs dit horizontaux sont positionnés sur le robot 200 à une certaine hauteur du plan de référence. Les plans virtuels formés respectivement par les émetteurs peuvent s’intersecter avec un obstacle situé à une hauteur supérieure à la hauteur ou avec un obstacle dont une partie se situe au niveau des plans virtuels. Les émetteurs permettent une détection d’obstacle que l’on peut qualifier de détection panoramique. Le capteur d’image peut également être un capteur d’image dit « grand angle >> permettant à lui seul une prise de vue des trois plans virtuels horizontaux. Le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre un émetteur dit pelle d’un faisceau pelle s’étendant dans un plan virtuel configuré pour s’intersecter avec le plan de référence selon une droite perpendiculaire à l’axe X. Le premier capteur d’image est apte à produire une image de la droite résultant de l’intersection du plan virtuel et du plan de référence. Le plan virtuel formé par l’émetteur peut s’intersecter avec un obstacle situé à une hauteur correspondant à la distance entre le plan virtuel et le plan de référence. Il peut s’agir d’un obstacle posé sur le sol de grande taille ou de petite taille. On peut notamment citer comme exemple d’obstacles un trou ou un butoir de porte.The first, second and third so-called horizontal transmitters are positioned on the robot 200 at a certain height of the reference plane. The virtual planes respectively formed by the transmitters can intersect with an obstacle located at a height greater than the height or with an obstacle of which part is at the level of the virtual planes. The transmitters allow an obstacle detection that can be described as panoramic detection. The image sensor may also be a so-called "wide angle" image sensor allowing only one shot of the three horizontal virtual planes. The obstacle detection device may comprise a shovel beam transmitter extending in a virtual plane configured to intersect with the reference plane along a straight line perpendicular to the X axis. The first sensor of image is able to produce an image of the line resulting from the intersection of the virtual plane and the reference plane. The virtual plane formed by the transmitter can intersect with an obstacle located at a height corresponding to the distance between the virtual plane and the reference plane. It can be an obstacle on the floor of large size or small size. Examples of obstacles include a hole or door stopper.
Le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre un premier émetteur dit oblique d’un premier faisceau oblique s’étendant dans un premier plan virtuel oblique dans le premier sens selon l’axe X et sécant au plan de référence. Le dispositif de détection d’obstacle peut comprendre un second émetteur dit oblique d’un second faisceau oblique s’étendant dans un second plan virtuel oblique dans le premier sens selon l’axe X et sécant au sol. Le premier capteur d’image est apte à produire une image autour de l’intersection des plans virtuels obliques avec le plan de référence. Les faisceaux obliques peuvent s’intersecter avec de petits obstacles, des trous. ou des obstacles de plus grande taille, avec lesquels les faisceaux horizontaux n’auraient éventuellement pas pu s’intersecter.The obstacle detection device may comprise a first transmitter said oblique of a first oblique beam extending in a first oblique virtual plane in the first direction along the axis X and secant to the reference plane. The obstacle detection device may comprise a second transmitter said oblique a second oblique beam extending in a second oblique virtual plane in the first direction along the axis X and secant ground. The first image sensor is adapted to produce an image around the intersection of the oblique virtual planes with the reference plane. The oblique beams can intersect with small obstacles, holes. or larger obstacles, with which the horizontal beams might not have been able to intersect.
Ainsi, les six faisceaux permettent au dispositif de détection d’obstacle de former une intersection avec des plans virtuels et tout obstacle se situant dans un environnement proche. Dans le cas de la base de rechargement, l’intersection entre les plans virtuels et la base va former une image précise connue du robot 200. Ainsi, le robot 200 peut détecter la base et pourra s’y diriger afin d’effectuer la recharge de sa batterie.Thus, the six beams allow the obstacle detection device to form an intersection with virtual planes and any obstacle located in a close environment. In the case of the reloading base, the intersection between the virtual planes and the base will form a known accurate image of the robot 200. Thus, the robot 200 can detect the base and can go there to perform the recharge of his battery.
Pour détecter rapidement sa base de rechargement, le robot 200 peut notamment effectuer une recherche à 360° en scannant son environnement à 180° devant lui, et ensuite effectier sur lui-même des rotations, par exemple de 180° et scanner les 180° restants, ou de 90° à 120° deux fois, de façon à avoir une représentation complète de son environnement et déterminer la localisation de sa base de rechargement.To quickly detect its base of reloading, the robot 200 can notably perform a 360 ° search by scanning its environment at 180 ° in front of it, and then perform on itself rotations, for example 180 ° and scan the remaining 180 ° , or from 90 ° to 120 ° twice, so as to have a complete representation of its environment and determine the location of its recharging base.
On peut noter que la détection de la base de rechargement par le robot 200 n’est pas obligatoirement réalisée de manière visuelle. La détection de la base de rechargement peut aussi exploiter les données d’un capteur de distance radio, de type bluetooth, wifi ou RFID pour donner une indication de distance dans le cas d’usage d’une seule balise ou une position par triangulation dans le cas d’usage de plusieurs balises.It may be noted that the detection of the recharging base by the robot 200 is not necessarily performed visually. The detection of the base of recharging can also exploit the data of a distance sensor radio, of the bluetooth type, wifi or RFID to give an indication of distance in the case of use of a single beacon or a position by triangulation in the case of use of several tags.
Le procédé de recharge selon l’invention comprend alors une étape 1002 de navigation jusqu’à la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur, afin d’éviter les obstacles potentiellement situés dans l’environnement du robot 200. Une fois la base de rechargement détectée et localisée, le robot 200 se déplace vers celle-ci afin de se positionner devant elle. Pendant l’approche lointaine, le robot 200 peut construire une carte de son environnement et générer une trajectoire lui permettant de se rendre devant sa base de rechargement en évitant les obstacles. Il suit ensuite sa trajectoire de manière non holonome en fixant la base de rechargement avec sa tête afin d’améliorer la couverture de ses capteurs dans la direction du mouvement. Quand le robot 200 est proche de sa base de rechargement, il passe en déplacement holonome afin de converger plus vite.The charging method according to the invention then comprises a step 1002 of navigation to the charging base using the sensor and the computer, in order to avoid obstacles potentially located in the environment of the robot 200. the reloading base detected and localized, the robot 200 moves towards it in order to position itself in front of it. During the distant approach, the robot 200 can build a map of its environment and generate a trajectory allowing it to go to its base reload avoiding obstacles. He then follows his trajectory in a non-holonomic way by fixing the reloading base with his head to improve the coverage of his sensors in the direction of movement. When the robot 200 is close to its base of reloading, it passes in holonomic displacement in order to converge faster.
Simultanément à l’étape 1005 de montée en reculant du robot 200 sur la base de rechargement, le procédé de recharge selon l’invention comprend une étape 1007 de comparaison de la forme de la base de rechargement avec une forme prédéfinie de base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur. Cette comparaison peut être réalisée grâce à une centrale inertielle. Le robot 200 surveille les valeurs de la centrale inertielle afin de vérifier que son signal correspond au profil de pente de la base de rechargement. Pendant la montée sur la base de rechargement, le robot 200 utilise le signal de sa centrale inertielle pour détecter si le profil de pente qu’il rencontre correspond au profil théorique de sa base de rechargement.Simultaneously with the step 1005 of retreating of the robot 200 on the reloading base, the charging method according to the invention comprises a step 1007 for comparing the shape of the charging base with a predefined basic form of reloading. using the sensor and the calculator. This comparison can be made thanks to an inertial unit. The robot 200 monitors the values of the inertial unit to verify that its signal corresponds to the slope profile of the recharging base. During the climb on the reloading base, the robot 200 uses the signal of its inertial unit to detect if the slope profile that it meets corresponds to the theoretical profile of its reloading base.
Le procédé de recharge selon l’invention comprend également une étape 1008 de sortie du robot de la base de rechargement après l’étape 1005 de montée en reculant du robot si la forme de la base de rechargement est différente de la forme prédéfinie de base de rechargement. L’étape 1008 de sortie du robot de la base de rechargement est suivie d’une étape 1009 de communication de la sortie de la base de rechargement à l’aide du moyen de communication pour informer un éventuel utilisateur que le robot n’a pas pu se positionner sur sa base de rechargement. Une fois l’étape 1009 de sortie de la base réalisée, le robot 200 peut soit s’immobiliser ou réaliser l’étape 1003 de nouveau, c’est-à-dire se positionner devant sa base de rechargement, pouvant nécessiter au préalable la réalisation des étapes 1001 et 1002 de détection, localisation de la base et navigation jusqu’à elle.The charging method according to the invention also comprises a step 1008 for outputting the robot from the recharging base after the step 1005 of climbing back of the robot if the shape of the recharging base is different from the predefined basic shape of the robot. reloading. The step 1008 output of the robot of the recharging base is followed by a step 1009 of communication of the output of the recharging base using the communication means to inform a possible user that the robot has not could be positioned on its reloading base. Once the base output step 1009 has been completed, the robot 200 can either stop or perform the step 1003 again, that is to say position itself in front of its reloading base, which may first require performing steps 1001 and 1002 detection, locating the base and navigation to it.
Si, lors de l’étape 1007, le profil de pente que le robot 200 rencontre correspond au profil théorique de sa base de rechargement, le robot réalise l’étape 1010 et se positionne sur la base de rechargement. Le procédé de recharge comprend en outre une étape 1011 de vérification de rétablissement de la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique. Si l’étape 1011 de vérification de l’établissement de la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique est positive, c’est-à-dire si la batterie est physiquement connectée au connecteur électrique, alors l’étape 1014 de recharge de la batterie a lieu. L’étape 1014 de recharge de la batterie est précédée par une étape 1013 de la réalisation de la communication de la connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement pour effectuer la recharge de la batterie à l’aide du moyen de communication.If, during step 1007, the slope profile that the robot 200 meets corresponds to the theoretical profile of its recharging base, the robot performs step 1010 and is positioned on the reloading base. The recharging method further comprises a step 1011 of verification of recovery of the physical connection of the battery with the electrical connector. If the step 1011 of verifying the establishment of the physical connection of the battery with the electrical connector is positive, that is to say if the battery is physically connected to the electrical connector, then the step 1014 of recharging of the battery is taking place. The step 1014 of recharging the battery is preceded by a step 1013 of performing the communication of the electrical connection of the battery with the recharging base to recharge the battery using the communication means.
Pour le cas contraire où l’établissement de la connexion n’est pas avéré, le procédé comprend une étape 1012 d’exécution d’un déplacement du robot sur la base de rechargement tant que la connexion physique de la batterie avec le connecteur électrique n’est pas établie.In the opposite case where the establishment of the connection is not proven, the method comprises a step 1012 of executing a movement of the robot on the charging base as the physical connection of the battery with the electrical connector. is not established.
Le procédé selon l’invention peut comprendre préalablement à l’étape 1003 de positionnement du robot 200 devant la base de rechargement une étape 1000 de prise de décision pour effectuer la recharge de la batterie en fonction d’un critère prédéfini. Le critère peut être le niveau de charge de la batterie du robot ou bien une plage horaire. Autrement dit, le robot 200 décide d’aller se recharger à sa base de rechargement si son niveau de charge est trop bas, c’est-à-dire inférieur à une valeur seuil prédéfinie. Il peut aussi décider d’aller se recharger à un instant prédéfini par l’utilisateur, par exemple tous les soirs à 22 heures, ou tout autre créneau horaire dans lequel le robot 200 n’est pas utilisé. Le robot peut également décider d’aller se recharger s’il est hors d’une plage horaire d’utilisation prédéfinie par un utilisateur. Il décide donc de se recharger avant la plage horaire d’utilisation prédéfinie afin d’augmenter sa charge pour l’utilisation prévue ultérieurement. Enfin, le critère de prise de décision peut aussi prendre en compte le temps de charge nécessité pour acquérir un haut niveau de batterie. Plus précisément, le robot 200 peut, grâce à son calculateur, déterminer le temps de charge dont il aura besoin pour atteindre un certain niveau de batterie souhaité. Le robot 200 peut connaitre l’instant auquel il devra opérer une action (instant préalablement spécifié par un utilisateur) ou déduire grâce à son moyen d’analyse à quel instant il devra agir (par exemple à des instants précédant ou suivant le retour de l’utilisateur au domicile). Grâce à son calculateur, le robot 200 est apte à calculer le futur niveau de charge de sa batterie à cet instant d’action. Il peut donc calculer la durée alors nécessaire pour recharger sa batterie, et de manière autonome, le robot 200 anticipe la recharge de sa batterie en tenant compte de la durée de recharge. Il en résulte par exemple que le robot 200 peut se recharger seul, de manière autonome, de jour comme de nuit, même si le niveau de charge de sa batterie est suffisamment haut, afin d’être certain de sa disponibilité pour l’utilisateur lors des heures d’utilisation probable du robot 200 par l’utilisateur.The method according to the invention may comprise, prior to step 1003 of positioning the robot 200 in front of the recharging base, a decision-making step 1000 for recharging the battery according to a predefined criterion. The criterion can be the battery charge level of the robot or a time slot. In other words, the robot 200 decides to reload at its charging base if its charge level is too low, that is to say less than a predefined threshold value. It may also decide to go recharge at a predetermined time by the user, for example every night at 22 hours, or any other time slot in which the robot 200 is not used. The robot may also decide to reload if it is outside a user-defined time slot. It therefore decides to recharge before the predefined usage time range in order to increase its load for the intended use later. Finally, the decision-making criterion can also take into account the charging time required to acquire a high battery level. More precisely, the robot 200 can, thanks to its calculator, determine the charging time it will need to reach a certain desired battery level. The robot 200 can know the moment at which it will have to perform an action (time previously specified by a user) or deduce through its means of analysis when it will act (for example at times before or after the return of the user. home user). Thanks to its calculator, the robot 200 is able to calculate the future charge level of its battery at this moment of action. It can therefore calculate the duration then necessary to recharge its battery, and independently, the robot 200 anticipates recharging its battery taking into account the charging time. As a result, for example, the robot 200 can be recharged alone, autonomously, day or night, even if the charge level of its battery is sufficiently high, to be certain of its availability for the user when hours of probable use of the robot 200 by the user.
Le procédé de recharge selon l’invention comporte en outre une étape 1015 de terminaison de recharge comprenant les étapes suivantes réalisées dans l’ordre suivant. Tout d’abord, il y a une étape 1016 de déconnexion électrique, puis il y a une étape 1017 de déconnexion physique de la batterie avec le connecteur électrique, et enfin il y a une étape 1018 de sortie du robot de la base de rechargement, le robot étant rechargé.The charging method according to the invention further comprises a step 1015 of charging termination comprising the following steps performed in the following order. Firstly, there is a step 1016 of electrical disconnection, then there is a step 1017 of physical disconnection of the battery with the electrical connector, and finally there is a step 1018 of the reloading robot's output , the robot being reloaded.
La figure 3 représente schématiquement un exemple de mise en oeuvre du procédé de recharge selon l’invention, et est sous-divisée en 5 figures 3a à 3e.FIG. 3 diagrammatically represents an example of implementation of the charging method according to the invention, and is subdivided in FIGS. 3a to 3e.
Sur la figure 3a, le robot prend la décision (étape 1000) d’effectuer la recharge de la batterie en fonction d’un critère prédéfini. Dans notre exemple, le critère prédéfini est un niveau de charge de la batterie faible. Ensuite, le robot détecte et localise (étape 1001) la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur embarqué. Une fois la base localisée, le robot navigue (étape 1002) jusqu’à la base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur, en évitant les éventuels obstacles se situant entre lui et sa base de rechargement.In FIG. 3a, the robot makes the decision (step 1000) to recharge the battery according to a predefined criterion. In our example, the predefined criterion is a low battery charge level. Then, the robot detects and locates (step 1001) the reloading base using the sensor and the onboard computer. Once the base is located, the robot navigates (step 1002) to the reloading base using the sensor and the computer, avoiding any obstacles between it and its reloading base.
Sur la figure 3b, après s’être positionné devant la base de rechargement dans un premier sens de déplacement privilégié (étape1003), c’est-à-dire en marche avant, le robot fait un demi-tour sur lui-même (étape 1004) et recule vers la base dans un second sens, opposé au premier sens de déplacement privilégié, c’est-à-dire en marche arrière, pour entrer en contact avec la base (étape 1005).In FIG. 3b, after having positioned itself in front of the recharging base in a first preferred direction of movement (step 1003), that is to say, in forward movement, the robot makes a U-turn on itself (step 1004) and moves back towards the base in a second direction, opposite to the first direction of privileged movement, that is to say in reverse, to make contact with the base (step 1005).
Ensuite, sur la figure 3c, le robot monte en reculant sur la base de rechargement en marche arrière (étape 1006). Pendant la montée en marche arrière, la forme de la base de rechargement est comparée avec une forme prédéfinie de base de rechargement à l’aide du capteur et du calculateur (étape 1007). Cette comparaison peut être réalisée grâce à une centrale inertielle. Le robot surveille alors les valeurs de la centrale inertielle afin de vérifier que son signal correspond au profil de pente de la base de rechargement.Then, in Figure 3c, the robot climbs backward on the reloading base in reverse (step 1006). During the reverse climb, the shape of the reloading base is compared with a predefined base reload shape using the sensor and the computer (step 1007). This comparison can be made thanks to an inertial unit. The robot then monitors the values of the inertial unit to verify that its signal corresponds to the slope profile of the recharging base.
Sur la figure 3d, le robot se positionne sur la base de rechargement jusqu’à la connexion physique (étape 1010). Puis a lieu la connexion électrique de la batterie avec la base de rechargement (étape 1019) et la recharge de la batterie (étape 1014).In Fig. 3d, the robot positions itself on the reloading basis until the physical connection (step 1010). Then takes place the electrical connection of the battery with the recharging base (step 1019) and the recharging of the battery (step 1014).
Sur la figure 3e, la batterie est rechargée. Le robot effectue la terminaison de sa recharge (étape 1015) et sort de sa base de rechargement (étape 1018). Il est alors disponible pour effectuer les taches qui lui ont été attribuées.In Figure 3e, the battery is recharged. The robot completes its recharge (step 1015) and exits its reloading base (step 1018). He is then available to perform the tasks assigned to him.
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