WO2023071559A1 - 回桩引导装置、进桩引导装置、系统、方法以及介质 - Google Patents

回桩引导装置、进桩引导装置、系统、方法以及介质 Download PDF

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Definitions

  • the guided optical signal includes: a first guided optical signal and a second guided optical signal;
  • the second optical signal guiding device includes: a guided light receiving unit; the guided light receiving unit is used to receive The first guiding light signal and/or the second guiding light signal; the controller, configured to control the smart mobile device to enter a predetermined area based on the first guiding light signal and/or the second guiding light signal .
  • Fig. 2A is a schematic diagram of deployment of some embodiments of a pile driving guide device according to the present disclosure
  • Fig. 3B is a block diagram of other embodiments of the charging system for smart mobile devices according to the present disclosure.
  • FIGS. 3C and Figure 3D are schematic diagrams of the deployment of the reflective tape
  • Fig. 5 is a schematic diagram of the principles of the pile-returning guide device and the pile-entry guide device in some embodiments of the charging system for smart mobile devices according to the present disclosure
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the infrared emission sequence of the pile-back guiding device in some embodiments of the charging system for smart mobile devices according to the present disclosure
  • the radar 40 of the robot 22 and the charging electrode 30 are separated on two sides.
  • the robot 22 runs to the position facing the charging pile, then rotates 180° on the spot, and retreats into the charging pile 10, so that the charging pole piece 30 of the robot 22 contacts the charging pole piece of the charging pile 10 for charging.
  • the first light-emitting unit 111 can be a first infrared light-emitting diode, etc.
  • the first guiding light signal can be a first infrared pulse signal
  • the second light-emitting unit 112 can be a second infrared light-emitting diode, etc.
  • the second guiding light signal can be is the second infrared pulse signal and so on.
  • a gradient reflective tape is installed, and the reflective tape has a high reflectivity at the center and a low reflectivity at both sides.
  • the center of the reflective tape 113 is located at the midpoint of the lateral distance between the two charging electrodes on the charging pile side, or at the midpoint of the longitudinal distance between the two charging electrodes on the charging pile side.
  • the pile-entry guiding device on one side of the robot 22 includes a wireless communication module, a laser radar 40, a photosensitive diode, a laser emitter, a light intensity sensor, and the like.
  • the robot 22 starts the charging pile return guidance program through the wireless communication of the pile entry guide device, and sends the charging start signal to the charging pile through its own wireless communication module, and the infrared light-emitting diodes Q1 and Q2 alternately Or emit infrared pulses at the same time.
  • the photodiode receives the infrared pulse emitted by the infrared light-emitting diode Q1, that is, the robot 22 is located in the coverage area of Q1, and the robot 22 relies on the laser radar 40 for navigation.
  • stage two it is determined that the photosensitive diodes can receive the infrared pulses emitted by the infrared light-emitting diodes Q1 and Q2, that is, the robot 22 is located in the overlapping area of Q1 and Q2.
  • the present disclosure provides a charging system for an intelligent mobile device, including: the pile-returning guide device in any of the above embodiments and the pile-entry guide device in any of the above embodiments.
  • Fig. 11 is a schematic flow chart of some embodiments of a charging method for a smart mobile device according to the present disclosure, as shown in Fig. 11 :

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Abstract

一种回桩引导装置、进桩引导装置、智能移动设备充电系统、方法以及存储介质，其中的方法包括：设置在充电桩侧的回桩引导装置在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号（111）；设置在智能移动设备侧的进桩引导装置接收引导光信号，基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域（112）；进桩引导装置在预定区域内向回桩引导装置发射扫描光线，根据回桩引导装置对于扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于回桩方向控制智能移动设备进行进桩操作（113）。

Description

回桩引导装置、进桩引导装置、系统、方法以及介质
相关申请的交叉引用
本公开是以CN申请号为CN202111240290.3申请日为2021年10月25日的申请为基础，并主张其优先权，该CN申请的公开内容在此作为整体引入本公开中。
技术领域
本公开涉及智能移动设备技术领域，尤其涉及一种回桩引导装置、进桩引导装置、智能移动设备充电系统、方法以及存储介质。
背景技术
智能移动设备包括多种机器人，例如搬运机器人、机房巡检机器人、商场服务机器人等。当前机器人一般采用电池供电，低电量时需要自主回到充电桩，机器人充电极片与充电桩极片接触，实现机器人充电。机器人雷达与充电极片分别在机器人两侧，机器人回桩时，需要依靠雷达引导到达充电桩前方，然后旋转180度，以后退的方式，使机器人极片与充电桩极片接触。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种回桩引导装置，设置在充电桩侧，包括：第一光信号引导装置，用于在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号，以使所述智能移动设备基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；第一反射光引导装置，用于对所述智能移动设备在所述预定区域内发射的扫描光线进行反射处理，以使所述智能移动设备根据反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
在一些实施例中，所述第一光信号引导装置包括：信号接收单元、第一发光单元和第二发光单元；所述信号接收单元，用于接收所述回桩充电启动信号；所述第一发光单元和所述第二发光单元设置在所述第一反射光引导装置的两侧，用于在所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号之后，分别发射第一引导光信号和第二引导光信号。
在一些实施例中，所述第一发光单元包括：第一红外发光二极管；所述第二发光单元 包括：第二红外发光二极管；所述第一引导光信号包括：第一红外脉冲信号；所述第二引导光信号包括：第二红外脉冲信号。
在一些实施例中，所述第一反射光引导装置包括：反光带；所述反光带用于反射所述扫描光线。
在一些实施例中，所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低；所述反光带的中心与充电桩侧的充电电极的中心对应设置。
根据本公开的第二方面，提供一种进桩引导装置，设置在智能移动设备侧，包括：第二光信号引导装置，用于接收设置在充电桩侧的回桩引导装置发送的引导光信号；控制器，用于基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；第二反射光引导装置，用于在所述预定区域内向所述回桩引导装置发射扫描光线；所述控制器，用于根据所述回桩引导装置对于扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
在一些实施例中，所述引导光信号包括：第一引导光信号和第二引导光信号；所述第二光信号引导装置包括：引导光接收单元；所述引导光接收单元，用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；所述控制器，用于基于所述第一引导光信号和/或第二引导光信号控制所述智能移动设备进入预定区域。
在一些实施例中，所述引导光接收单元包括：光敏二级管；所述光敏二级管用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；所述预定区域包括：所述第一引导光信号和所述第二引导光信号的交叠区域。
在一些实施例中，所述回桩引导装置包括：反光带；所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低；所述第二反射光引导装置包括：扫描光线发送单元和反射光强检测单元；所述扫描光线发送单元，用于向所述反光带发射所述扫描光线，用以对所述反光带进行扫描操作；所述反射光强检测单元，用于获取所述反射光的光强信息；所述控制器，用于基于所述光强信息确定光强最强方向，根据所述光强最强方向确定回桩方向信息，基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作。
在一些实施例中，所述扫描光线发送单元包括：激光发射器和带通滤光片；所述扫描光线包括：激光；所述反射光强检测单元包括：光强传感器；所述光强传感器用于获取所述光强信息。
在一些实施例中，所述控制器，用于基于所述回桩方向信息确定回桩方向，控制所述智能移动设备对准所述回桩方向进行入桩运行。
在一些实施例中，所述控制器，用于在所述智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果基于所述光强信息确定所述回桩方向的反射光的光强降低，则控制所述智能移动设备停止运行；所述扫描光线发送单元，用于向所述反光带发射所述扫描光线，用以重新对所述反光带进行扫描操作；所述控制器，还用于基于所述反射光强检测单元获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，基于所述回桩校正方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作。
在一些实施例中，所述智能移动设备包括：导航装置和充电极片；所述导航装置和所述充电极片分别位于所述智能移动设备的两侧；所述进桩引导装置与所述充电极片位于所述智能移动设备的同一侧。
在一些实施例中，所述智能移动设备包括：无线通信模块；所述无线通信模块用于在所述智能移动设备需要充电时，发送回桩充电启动信号。
根据本公开的第三方面，提供一种智能移动设备充电系统，包括：如上所述的回桩引导装置和如上所述的进桩引导装置。
根据本公开的第四方面，提供一种智能移动设备充电方法，包括：设置在充电桩侧的回桩引导装置在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号；设置在智能移动设备侧的进桩引导装置接收所述引导光信号，基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；所述进桩引导装置在所述预定区域内向所述回桩引导装置发射扫描光线，根据所述回桩引导装置对于所述扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
在一些实施例中，所述回桩引导装置包括：信号接收单元、第一发光单元、第二发光单元；所述方法还包括：所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号；所述第一发光单元和所述第二发光单元在所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号之后，分别发射第一引导光信号和第二引导光信号；其中，所述第一发光单元包括：第一红外发光二极管；所述第二发光单元包括：第二红外发光二极管；所述第一引导光信号包括：第一红外脉冲；所述第二引导光信号包括：第二红外脉冲。
在一些实施例中，所述回桩引导装置包括：反光带；所述第一发光单元和所述第二发光单元设置在所述反光带的两侧；所述反光带反射所述扫描光线；其中，所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低；所述反光带的中心与充电桩侧的充电电极的中心对应设置。
在一些实施例中，所述进桩引导装置包括：引导光接收单元和控制器；所述方法还包括：所述引导光接收单元接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；所述控制 器基于所述第一引导光信号和/或第二引导光信号控制所述智能移动设备进入预定区域；其中，所述引导光接收单元包括：光敏二级管；所述光敏二级管用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；所述预定区域包括：所述第一引导光信号和所述第二引导光信号的交叠区域。
在一些实施例中，所述进桩引导装置包括：扫描光线发送单元和反射光强检测单元；所述方法包括：所述扫描光线发送单元向所述反光带发射所述扫描光线，用以对所述反光带进行扫描操作；所述反射光强检测单元获取所述反射光的光强信息；所述控制器基于所述光强信息确定光强最强方向，根据所述光强最强方向确定回桩方向信息，基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作；其中，所述扫描光线发送单元包括：激光发射器和带通滤光片；所述扫描光线包括：激光；所述反射光强检测单元包括：光强传感器；所述光强传感器用于获取所述光强信息。
在一些实施例中，所述基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作包括：所述控制器基于所述回桩方向信息确定回桩方向，控制所述智能移动设备对准所述回桩方向进行入桩运行；在所述智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果所述控制器基于所述光强信息确定所述回桩方向的反射光的光强降低，则控制所述智能移动设备停止运行；所述扫描光线发送单元向所述反光带发射所述扫描光线，用以重新对所述反光带进行扫描操作；所述控制器基于所述反射光强检测单元获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，基于所述回桩校正方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作。
根据本公开的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为根据本公开的回桩引导装置的一些实施例的部署示意图；
图1B为根据本公开的回桩引导装置的一些实施例的模块示意图；
图2A为根据本公开的进桩引导装置的一些实施例的部署示意图；
图2B为根据本公开的进桩引导装置的一些实施例的模块示意图；
图3A为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的机器人靠桩充电示意图；
图3B为根据本公开的智能移动设备充电系统的另一些实施例的模块示意图；
图3C和图3D为反光带的部署示意图；
图4为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的回桩引导装置和进桩引导装置的应用示意图；
图5为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的回桩引导装置和进桩引导装置的原理示意图；
图6为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的回桩引导装置的红外发射时序示意图；
图7为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的进桩引导装置的红外接收时序示意图；
图8为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的回桩引导示意图；
图9为根据本公开的智能移动设备充电系统的另一些实施例中的回桩过程路线的引导示意图；
图10A为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的后退进桩过程的校正原理示意图；图10B为根据本公开的智能移动设备充电系统的一些实施例中的后退进桩校正的示意图；
图11为根据本公开的智能移动设备充电方法的一些实施例的流程示意图；
图12为根据本公开的智能移动设备充电方法的一些实施例的进行后退进桩校正的流程示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”仅用于描述上相区别，并没有其他特殊的含义。
在发明人所知晓的相关技术中，针对机器人雷达与充电极片分别在机器人两侧的情况，当机器人到达充电桩前方，以后退方式入桩充电过程，因缺少引导，若出现旋转角度不到位，或后退过程路线偏移，容易造成回桩失败，机器人需要重新进桩。
有鉴于此，本公开要解决的一个技术问题是提供一种回桩引导装置、进桩引导装置、智能移动设备充电系统、方法以及存储介质，设置在充电桩侧的回桩引导装置发射引导光信号，设置在智能移动设备侧的进桩引导装置基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域，在预定区域内向回桩引导装置发射扫描光线，根据反射光线确定回桩方向并进行进桩操作；能够自动引导智能移动设备回桩充电，提高回桩成功率，可以避免因旋转角度不够或者后退过程路线偏移造成的回桩失败，提高工作效率。
如图1A和1B所示，本公开提供一种回桩引导装置11，设置在充电桩10侧，回桩引导装置11包括第一光信号引导装置12和第一反射光引导装置13。第一光信号引导装置12在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号，以使智能移动设备基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域。
第一反射光引导装置13对智能移动设备在预定区域内发射的扫描光线进行反射处理，以使智能移动设备根据反射光线确定回桩方向，并基于回桩方向控制智能移动设备进行进桩操作。
如图2A和2B所示，本公开提供一种进桩引导装置21，设置在智能移动设备20侧，进桩引导装置21包括第二光信号引导装置22、第二反射光引导装置23和控制器24。第二光信号引导装置22接收设置在充电桩侧的回桩引导装置发送的引导光信号，控制器24基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域。
第二反射光引导装置23在预定区域内向回桩引导装置发射扫描光线，控制器24根据回桩引导装置对于扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于回桩方向控制智能移动设备进行进桩操作。
在一些实施例中，智能移动设备包括无线通信模块，无线通信模块用于在智能移动设备需要充电时，发送回桩充电启动信号。无线通信模块可以使用4G、5G、蓝牙等信号发送回桩充电启动信号。
如图3A所示，智能移动设备可以为搬运机器人、机房巡检机器人、商场服务机器人等，例如为机器人22。机器人22包括导航装置和充电极片30，导航装置和充电极片30分别位于机器人22的两侧。导航装置可以为多种导航装置，例如为激光雷达40等。进桩引导装置与充电极片30位于智能移动设备的同一侧。
如图3A所示，机器人22的雷达40与充电极片30分立在两侧。在回桩充电时，机器人22运行到达正对充电桩位置，然后原地旋转180°，后退进入充电桩10，使机器人22的充电极片30与充电桩10的充电极片接触，进行充电。
在一些实施例中，如图3B所示，第一光信号引导装置12包括信号接收单元(图中未画出)、第一发光单元111、第二发光单元112。信号接收单元接收回桩充电启动信号。第一发光单元111和第二发光单元112设置在反光带113的两侧，在信号接收单元接收回桩充电启动信号之后，第一发光单元111和第二发光单元112分别发射第一引导光信号和第二引导光信号。反光带113反射智能移动设备发射的扫描光线。
例如，第一发光单元111可以为第一红外发光二极管等，第一引导光信号可以为第一红外脉冲信号等，第二发光单元112可以为第二红外发光二极管等，第二引导光信号可以为第二红外脉冲信号等。
第一反射光引导装置13包括反光带113；反光带113反射智能移动设备发射的扫描光线。反光带113的中心反射率高、两侧反射率低，反光带113的中心与充电桩侧的充电电极的中心对应设置。
例如，如图3C所示，在充电桩侧设置有两个充电电极301、302，两个充电电极301、302为左右并排设置，反光带113的中心位于充电电极301和充电电极302之间的横向距离的中点处。
如图3D所示，在充电桩侧设置的两个充电电极301、302为上下并列设置，反光带113的中心位于充电电极301和充电电极302之间的纵向距离的中点处。
第二光信号引导装置22包括引导光接收单元211，引导光接收单元211接收第一引导光信号、第二引导光信号，控制器24基于第一引导光信号、第二引导光信号判断并控制智能移动设备进入预定区域。引导光接收单元211可以为光敏二级管等，光敏二级管用于接收第一引导光信号、第二引导光信号，预定区域包括第一引导光信号和第二引导光信号的交叠区域等。
反光带113的中心反射率高、两侧反射率低。进桩引导装置包括扫描光线发送单元212和反射光强检测单元213。扫描光线发送单元212可以为激光传感器、激光发射器等，扫描光线可以为激光等，反射光强检测单元213可以为光强传感器等，光强传感器用于获取光强信息。
扫描光线发送单元212向反光带113发射扫描光线，用以对反光带113进行扫描操作。反射光强检测单元213获取反射光的光强信息，控制器24基于光强信息确定光强最强方 向，基于光强最强方向确定回桩方向信息，控制器24基于回桩方向信息控制智能移动设备进行相应的进桩操作。
例如，反光带113的中心位于充电电极301和充电电极302之间的横向距离的中点处，或者，反光带113的中心位于充电电极301和充电电极302之间的纵向距离的中点处。控制器24基于回桩方向信息确定回桩方向，控制智能移动设备20对准回桩方向进行入桩运行，使得机器人22的充电极片30与充电桩10的充电电极301和充电电极302接触，进行充电。
在一些实施例中，如图4所示，第一发光单元111和第二发光单元112分别为充电桩上安装的红外发光二极管Q1、Q2，其红外光线发射角为γ，Q1和Q2发射的红外脉冲，将空间分为Q1覆盖区域、Q2覆盖区域、Q1和Q2交叠区域、盲区。
在与红外发光二极管Q1和Q2同一高度上，安装有渐变反光带，反光带中心反射率高、两侧反射率低。在机器人22的充电极片一侧安装有进桩引导装置21，进桩引导装置21包括光敏二极管Q3、激光发射器Q4、光强传感器Q5等。
如图5所示，充电桩10侧的回桩引导装置包括控制器114、调制电路1、调制电路2、发光二级管Q1、发光二级管Q2、无线通信模块115和电源等。控制器114能够通过无线通信模块115与机器人22近距离通信，可以采用蓝牙等通信方式。控制器114输出的IO1、IO2信号分别经过调制电路1、调制电路2后，驱动发光二极管Q1、Q2发射经过调制后的红外脉冲信号。
机器人22的进桩引导装置包括控制器24、解调电路1、运放1、光敏二极管Q3、驱动电路、激光发射器Q4、带通遮光片、AD模数转换电路、放大电路、光强传感器Q5、无线通信模块215、导航系统和动力系统等。导航系统可为机器人22提供地图和定位服务，动力系统可以为现有的多种动力系统，可使机器人22自由移动。
光敏二极管Q3可接收充电桩10发射的红外脉冲，产生电流，经电阻R1后转换为电压。运算放大器1对产生的电压信号进行放大，经解调电路1后输出控制器24可识别信号。带通滤光片对激光发射器Q4发射的光线频段进行滤波处理，允许激光发射器Q4发射的光线频段透射，其他频段光线吸收。
激光发射器Q4发射的光线，经充电桩10上的渐变反光带反射后，透射带通滤光片，被光强传感器Q5接收，经放大电路、AD模数转换电路输入到控制器24。
如图6所示，当机器人22需要回桩时，会通过自身的无线通信模块向充电桩10发送回桩充电启动信号。位于充电桩10侧的回桩引导装置接收到回桩充电启动信号后进入回 桩引导阶段。回桩引导装置的控制器输出两路脉冲信号IO1、IO2编码信号，两路脉冲信号IO1、IO2编码信号可以同时发送，也可以分时交替发送。
调整电路1和调制电路2分别对脉冲信号IO1、IO2编码信号进行调制处理，输出驱动信号。经调整电路1和调制电路2调制后的两路驱动信号分别驱动光敏二极管Q1、Q2输出如图6所示的红外脉冲信号。
如图7所示，光敏二极管Q1、Q2输出红外脉冲信号。可以调节光敏二极管Q1、Q2的红外光线发射角为γ，以及输出的红外脉冲信号的强度，使得Q1和Q2发射的红外脉冲将空间分为Q1覆盖区域、Q2覆盖区域、Q1和Q2交叠区域、盲区。
当机器人22在发光二极管Q1、Q2交叠区域时，光敏二极管Q3接收到红外脉冲后，会产生电流，流经电阻R1在R1两端产生压差，运放1对R1两端电压放大，经解调电路1还原成控制器可识别电平信号。
如果接收到发光二极管Q1或Q2发送的红外脉冲，则R1两端电压大于电压阈值，如果没有接收到发光二极管Q1或Q2发送的红外脉冲，则R1两端电压小于或等于电压阈值。通过R1两端电压值可以确定机器人当前是否位于Q1覆盖区域、Q2覆盖区域、Q1和Q2交叠区域、盲区。
如图8所示，在充电桩上安装的红外发光二极管Q1、Q2的红外光线发射角为γ，红外发光二极管Q1和Q2发射的红外脉冲将空间分为Q1覆盖区域、Q2覆盖区域、Q1和Q2交叠区域以及盲区。
在与红外发光二极管Q1和Q2同一高度上，安装有渐变反光带，反光带中心反射率高、两侧反射率低。反光带113的中心位于充电桩侧的两个充电电极之间的横向距离的中点处，或者位于充电桩侧的两个充电电极之间的纵向距离的中点处。
在机器人22一侧的进桩引导装置包括无线通信模块、激光雷达40、光敏二极管、激光发射器、光强传感器等。当机器人22需要回桩时，机器人22通过进桩引导装置的无线通信启动充电桩回桩引导程序，通过自身的无线通信模块向充电桩侧发送回桩充电启动信号，红外发光二极管Q1、Q2交替或同时发射红外脉冲。
机器人22的进桩引导装置的光敏二极管接收到红外脉冲后，基于红外发光二极管Q1、Q2发射的红外脉冲的不同频率，以及在R1两端产生的压差或其他特征信息确定是否接收到红外发光二极管Q1或Q2发出的红外脉冲。
在阶段一中，确定光敏二极管接收到的是红外发光二极管Q1发射的红外脉冲，即机器人22位于Q1覆盖区域，机器人22依靠激光雷达40导航行进。在阶段二中，确定光敏 二极管能够接收到红外发光二极管Q1和Q2发射的红外脉冲，即机器人22位于Q1和Q2交叠区域。
在阶段三中，机器人22向回桩引导装置发射扫描光线，根据回桩引导装置对于扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于回桩方向控制智能移动设备进行进桩操作。在阶段四中，机器人22调整方向对准最强反光点，即反光带的中心，机器人后退进桩，使机器人22的充电极片与充电桩侧的电极和电极接触，进行充电。
在一些实施例中，进桩引导装置的控制器24在智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果基于光强信息确定回桩方向的反射光的光强降低，则控制器24控制智能移动设备停止运行。
扫描光线发送单元212向反光带113发射扫描光线，用以重新对反光带进行扫描操作。控制器24基于反射光强检测单元213获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，控制器24基于回桩校正方向信息控制智能移动设备进行相应的进桩操作。
如图9所示，随着机器人与充电桩距离缩短，光强传感器接收到激光强度增大。当在行进过程，路线偏移会引起Q5感光光强降低，此时机器人探测到光强变化趋势改变，重新原地扫描充电桩，寻找最强反光点方向，对回桩方向进行校正。
如图10A和图10B所示，机器人22电量低，自主运行到充电桩区域。机器人22通过无线通信模块向充电桩10发送回桩充电启动信号。充电桩10侧设置的红外发光二极管Q1、Q2，分时交替发射红外编码脉冲。机器人22通过激光雷达和进桩引导装置，进入Q1和Q2交叠覆盖区域，原地旋转，通过激光传感器Q4扫描渐变反光带，获取反射光强最高的反光点。
机器人22调整方向，正对反射光强最高的反光点后退入桩。后退过程路线偏移，引起Q5感光光强降低，此时机器人22探测到光强变化趋势改变。机器人22重新原地扫描充电桩10，寻找反射光强最强的反光点方向，重新对准反射光强最强的反光点方向，后退进桩。
在一些实施例中，本公开提供一种智能移动设备充电系统，包括：如上任一实施例中的回桩引导装置和如上任一实施例中的进桩引导装置。
图11为根据本公开的智能移动设备充电方法的一些实施例的流程示意图，如图11所示：
步骤111，设置在充电桩侧的回桩引导装置在接收到智能移动设备发送的回桩充电启 动信号时，发射引导光信号。
步骤112，设置在智能移动设备侧的进桩引导装置接收引导光信号，基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域。
步骤113，进桩引导装置在预定区域内向回桩引导装置发射扫描光线，根据回桩引导装置对于扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于回桩方向控制智能移动设备进行进桩操作。
在一些实施例中，信号接收单元接收回桩充电启动信号。第一发光单元和第二发光单元在信号接收单元接收回桩充电启动信号之后，分别发射第一引导光信号和第二引导光信号。反光带反射扫描光线。
引导光接收单元接收第一引导光信号、第二引导光信号。控制器基于第一引导光信号、第二引导光信号控制智能移动设备进入预定区域。扫描光线发送单元向反光带发射扫描光线，用以对反光带进行扫描操作；反射光强检测单元获取反射光的光强信息。控制器基于光强信息确定光强最强方向，将光强最强方向确定为回桩方向信息，基于回桩方向信息控制智能移动设备进行相应的进桩操作。
图12为根据本公开的智能移动设备充电方法的一些实施例的进行后退进桩校正的流程示意图，如图12所示：
步骤121，控制器基于回桩方向信息确定回桩方向，控制智能移动设备对准回桩方向进行入桩运行。
步骤122，在智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果控制器基于光强信息确定回桩方向的反射光的光强降低，则控制智能移动设备停止运行。
步骤123，扫描光线发送单元向反光带发射扫描光线，用以重新对反光带进行扫描操作。
步骤124，控制器基于反射光强检测单元获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，基于回桩校正方向信息控制智能移动设备进行相应的进桩操作。
在一些实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一些实施例中的方法。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的 例子(非穷举的列举)可以包括：具有一个或者多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
上述实施例中的回桩引导装置、进桩引导装置、智能移动设备充电系统、方法以及存储介质，设置在充电桩侧的回桩引导装置发射引导光信号，设置在智能移动设备侧的进桩引导装置基于引导光信号判断智能移动设备是否进入预定区域，在预定区域内向回桩引导装置发射扫描光线，根据反射光线确定回桩方向并进行进桩操作；能够自动引导智能移动设备回桩充电，提高回桩成功率，可以避免因旋转角度不够或者后退过程路线偏移造成的回桩失败，提高工作效率。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势以及效果等是本公开的各个实施例必须具备的。本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说 明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (22)

  1. 一种回桩引导装置，设置在充电桩侧，包括：
    第一光信号引导装置，用于在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号，以使所述智能移动设备基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；
    第一反射光引导装置，用于对所述智能移动设备在所述预定区域内发射的扫描光线进行反射处理，以使所述智能移动设备根据反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
  2. 如权利要求1所述的装置，其中，
    所述第一光信号引导装置包括：信号接收单元、第一发光单元和第二发光单元；
    所述信号接收单元，用于接收所述回桩充电启动信号；
    所述第一发光单元和所述第二发光单元设置在所述第一反射光引导装置的两侧，用于在所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号之后，分别发射第一引导光信号和第二引导光信号。
  3. 如权利要求2所述的装置，其中，
    所述第一发光单元包括：第一红外发光二极管；所述第二发光单元包括：第二红外发光二极管；所述第一引导光信号包括：第一红外脉冲信号；所述第二引导光信号包括：第二红外脉冲信号。
  4. 如权利要求1所述的装置，其中，
    所述第一反射光引导装置包括：反光带；所述反光带用于反射所述扫描光线。
  5. 如权利要求4所述的装置，其中，
    所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低；所述反光带的中心与充电桩侧的充电电极的中心对应设置。
  6. 一种进桩引导装置，设置在智能移动设备侧，包括：
    第二光信号引导装置，用于接收设置在充电桩侧的回桩引导装置发送的引导光信号；
    控制器，用于基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；
    第二反射光引导装置，用于在所述预定区域内向所述回桩引导装置发射扫描光线；
    所述控制器，用于根据所述回桩引导装置对于所述扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
  7. 如权利要求6所述的装置，其中，所述引导光信号包括：第一引导光信号和第二引导光信号；所述第二光信号引导装置包括：引导光接收单元；
    所述引导光接收单元，用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；
    所述控制器，用于基于所述第一引导光信号和/或第二引导光信号控制所述智能移动设备进入预定区域。
  8. 如权利要求7所述的装置，其中，
    所述引导光接收单元包括：光敏二级管；所述光敏二级管用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；
    所述预定区域包括：所述第一引导光信号和所述第二引导光信号的交叠区域。
  9. 如权利要求7所述的装置，其中，所述回桩引导装置包括：反光带；所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低；所述第二反射光引导装置包括：扫描光线发送单元和反射光强检测单元；
    所述扫描光线发送单元，用于向所述反光带发射所述扫描光线，用以对所述反光带进行扫描操作；
    所述反射光强检测单元，用于获取所述反射光的光强信息；
    所述控制器，用于基于所述光强信息确定光强最强方向，根据所述光强最强方向确定回桩方向信息，基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作。
  10. 如权利要求9所述的装置，其中，
    所述扫描光线发送单元包括：激光发射器和带通滤光片；所述扫描光线包括：激光；所述反射光强检测单元包括：光强传感器；所述光强传感器用于获取所述光强信息。
  11. 如权利要求9所述的装置，其中，
    所述控制器，用于基于所述回桩方向信息确定回桩方向，控制所述智能移动设备对准所述回桩方向进行入桩运行。
  12. 如权利要求11所述的装置，其中，
    所述控制器，用于在所述智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果基于所述光强信息确定所述回桩方向的反射光的光强降低，则控制所述智能移动设备停止运行；
    所述扫描光线发送单元，用于向所述反光带发射所述扫描光线，用以重新对所述反光带进行扫描操作；
    所述控制器，还用于基于所述反射光强检测单元获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，基于所述回桩校正方向信息控制所述智能移 动设备进行相应的进桩操作。
  13. 如权利要求6所述的装置，其中，
    所述智能移动设备包括：导航装置和充电极片；所述导航装置和所述充电极片分别位于所述智能移动设备的两侧；所述进桩引导装置与所述充电极片位于所述智能移动设备的同一侧。
  14. 如权利要求6所述的装置，其中，
    所述智能移动设备包括：无线通信模块；所述无线通信模块用于在所述智能移动设备需要充电时，发送回桩充电启动信号。
  15. 一种智能移动设备充电系统，包括：
    如权利要求1至5任一项所述的回桩引导装置和如权利要求6至14任一项所述的进桩引导装置。
  16. 一种智能移动设备充电方法，包括：
    设置在充电桩侧的回桩引导装置在接收到智能移动设备发送的回桩充电启动信号时，发射引导光信号；
    设置在所述智能移动设备侧的进桩引导装置接收所述引导光信号，基于所述引导光信号判断所述智能移动设备是否进入预定区域；
    所述进桩引导装置在所述预定区域内向所述回桩引导装置发射扫描光线，根据所述回桩引导装置对于所述扫描光线的反射光线确定回桩方向，并基于所述回桩方向控制所述智能移动设备进行进桩操作。
  17. 如权利要求16所述的方法，其中，所述回桩引导装置包括：信号接收单元、第一发光单元、第二发光单元；所述方法还包括：
    所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号；
    所述第一发光单元和所述第二发光单元在所述信号接收单元接收所述回桩充电启动信号之后，分别发射第一引导光信号和第二引导光信号；
    其中，所述第一发光单元包括：第一红外发光二极管；所述第二发光单元包括：第二红外发光二极管；所述第一引导光信号包括：第一红外脉冲；所述第二引导光信号包括：第二红外脉冲。
  18. 如权利要求17所述的方法，其中，所述回桩引导装置包括：反光带；所述第一发光单元和所述第二发光单元设置在所述反光带的两侧；
    所述反光带反射所述扫描光线；其中，所述反光带的中心反射率高、两侧反射率低； 所述反光带的中心与充电桩侧的充电电极的中心对应设置。
  19. 如权利要求18所述的方法，其中，所述进桩引导装置包括：引导光接收单元和控制器；所述方法还包括：
    所述引导光接收单元接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；
    所述控制器基于所述第一引导光信号和/或第二引导光信号控制所述智能移动设备进入预定区域；
    其中，所述引导光接收单元包括：光敏二级管；所述光敏二级管用于接收所述第一引导光信号和/或所述第二引导光信号；所述预定区域包括：所述第一引导光信号和所述第二引导光信号的交叠区域。
  20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述进桩引导装置包括：扫描光线发送单元和反射光强检测单元；所述方法包括：
    所述扫描光线发送单元向所述反光带发射所述扫描光线，用以对所述反光带进行扫描操作；
    所述反射光强检测单元获取所述反射光的光强信息；
    所述控制器基于所述光强信息确定光强最强方向，根据所述光强最强方向确定回桩方向信息，基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作；
    其中，所述扫描光线发送单元包括：激光发射器和带通滤光片；所述扫描光线包括：激光；所述反射光强检测单元包括：光强传感器；所述光强传感器用于获取所述光强信息。
  21. 如权利要求20所述的方法，所述基于所述回桩方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作包括：
    所述控制器基于所述回桩方向信息确定回桩方向，控制所述智能移动设备对准所述回桩方向进行入桩运行；
    在所述智能移动设备进行入桩运行的过程中，如果所述控制器基于所述光强信息确定所述回桩方向的反射光的光强降低，则控制所述智能移动设备停止运行；
    所述扫描光线发送单元向所述反光带发射所述扫描光线，用以重新对所述反光带进行扫描操作；
    所述控制器基于所述反射光强检测单元获取的光强信息重新确定光强最强方向，将此光强最强方向确定为回桩校正方向，基于所述回桩校正方向信息控制所述智能移动设备进行相应的进桩操作。
  22. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指 令被处理器执行如权利要求16至21中任一项所述的方法。
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