机器人充电方法及装置

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所属分类:AGV专利检索
摘要

本发明的目的是提供一种机器人充电方法及装置,本发明根据环境地图及机器人自定位信息即所述机器人在所述环境地图中的位姿,将机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近;当机器人移动到近程寻桩对接区域后,可以利用激光等采集装置,进行标识的结构数据的直线提取,并结合设定的标识模板结构数据,做充电桩识别,当采集的标识的结构数据与标识模板结构数据满足预设的匹配程度后,即可实施充电桩与机器人对接充电;根据机器人与充电桩连接后的电压情况做物理连接确认,确保充电正确行为;本发明可实现充电桩的精确识别,高效可靠,有效的克服现有技术中硬件特性敏感、环境干扰带来的一系列对桩抖动、干扰、误识别行为。

机器人充电方法及装置
权利要求书

1.一种机器人充电方法,其中,该方法包括:采集机器人在移动中的当前的周围环境数据,根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿,所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置;根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿,将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内;采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阀值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿;根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,将所述充电桩与机器人对接进行充电之后,还包括:采集所述采集潜在或者已注册的充电桩与机器人对接后移动机器的电压,若所述采集的电压未超过预设电压阀值,则将所述近程寻桩对接区域移动位置后,重复如下步骤,直至所述采集的电压超过预设电压阀值:采集充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿;根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电;采集所述充电桩与机器人对接后移动机器的电压。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述标识包括相连接的至少一个凸起结构的反光材质和至少一个凹陷结构的反光材质,其中,所述凸起结构和凹陷结构之间的深度值大于预设的深度阀值。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,采集机器人在移动中的当前的周围环境数据之前,还包括:在所述机器人执行任务的移动过程中,采集途经物体的结构数据,若所述采集的途经物体的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阀值,则将所述途经物体记录为潜在的充电桩位置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阀值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿,包括:若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为一个,将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动,采集每一次移动后该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据;计算每一次采集的该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阀值,判断该一个潜在或者已注册的充电桩的所述计算的匹配度大于预设匹配度阀值的次数大于预设次数,若是,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阀值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿,包括:若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为多个,将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动,采集每一次移动后每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据;计算每一次采集的每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阀值,计算每一个潜在或者已注册的充电桩的所述匹配度大于预设匹配度阀值的次数是否大于预设次数,将所述匹配度大于预设匹配度阀值的次数最多且大于预设次数的潜在或者已注册的充电桩选择为待对接的充电桩,根据所述待对接的充电桩的采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,采集机器人在移动中的当前的周围环境数据,包括:通过红外、摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合,采集机器人在移动中的当前的周围环境数据。

8.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,包括:通过红外、深度摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据。

9.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电,包括:采集机器人的移动距离、方向;根据所述充电桩的位姿调整和采集的机器人的移动距离、方向,调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电。

10.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其中,根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿,将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内,包括:根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和潜在或者已注册的充电桩位置,确定所述机器人移动的全局路径;根据所述全局路径控制所述机器人向潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域移动;采集机器人的当前移动速度,根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和机器人的当前移动速度对所述全局路径的局部轨迹和局部轨迹中的运行速度进行调整,得到调整后的平滑的无碰撞的全局路径;根据所述调整后的全局路径,将所述机器人继续移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内。

11.一种机器人充电装置,其中,该装置包括:采集定位模块,用于采集机器人在移动中的当前的周围环境数据,根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿,所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置;远程回归模块,用于根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿,将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内;自主寻桩模块,用于采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿;对接模块,用于根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电。

12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述对接模块,还用于采集所述充电桩与机器人对接后移动机器的电压,若所述采集的电压未超过预设电压阀值,则将所述近程寻桩对接区域移动位置后,重复执行自主寻桩模块和对接模块,直至所述对接模块采集的电压超过预设电压阀值。

13.根据权利要求11所述的装置,其中,所述标识包括相连接的至少一个凸起结构的反光材质和至少一个凹陷结构的反光材质,其中,所述凸起结构和凹陷结构之间的深度值大于预设的深度阀值。

14.根据权利要求11所述的装置,其中,所述采集定位模块,还用于在采集机器人在移动中的当前的周围环境数据之前,在所述机器人执行任务的移动过程中,采集途经物体的结构数据,若所述采集的途经物体的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阀值,则将所述途经物体记录为潜在的充电桩位置。

15.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述自主寻桩模块,用于若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为一个,将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动,采集每一次移动后该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据;计算每一次采集的该一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值,判断该一个潜在或者已注册的充电桩的所述计算的匹配度大于预设匹配度阀值的次数大于预设次数,若是,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。

16.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述自主寻桩模块,用于若当前近程寻桩对接区域内潜在或者已注册的充电桩上的标识的数量为多个,将机器人在近程寻桩对接区域作预设次数据的移动,采集每一次移动后每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据;计算每一次采集的每一个潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度是否大于预设匹配度阈值,计算每一个潜在或者已注册的充电桩的所述匹配度大于预设匹配度阀值的次数是否大于预设次数,将所述匹配度大于预设匹配度阀值的次数最多且大于预设次数的潜在或者已注册的充电桩选择为待对接的充电桩,根据所述待对接的充电桩的采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿。

17.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述采集定位模块,用于通过红外、摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合,采集机器人在移动中的当前的周围环境数据。

18.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述自主寻桩模块,用于通过红外、深度摄像头、超声和激光采集装置中的一种或任意组合采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据。

19.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述对接模块,用于采集机器人的移动距离、方向;根据所述充电桩的位姿调整和采集的机器人的移动距离、方向,调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电。

20.根据权利要求11至14任一项所述的装置,其中,所述远程回归模块,用于根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和潜在或者已注册的充电桩位置,确定所述机器人移动的全局路径;根据所述全局路径控制所述机器人向潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域移动;采集机器人的当前移动速度,根据当前的环境地图、所述环境地图中的当前位姿和机器人的当前移动速度对所述全局路径的局部轨迹和局部轨迹中的运行速度进行调整,得到调整后的平滑的无碰撞的全局路径;根据所述调整后的全局路径,将所述机器人继续移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内。

21.一种基于计算的设备,其中,包括:处理器;以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器,所述可执行指令在被执行时使所述处理器:采集机器人在移动中的当前的周围环境数据,根据所述周围环境数据生成所述机器人所处环境的环境地图和所述机器人在所述环境地图中的位姿,所述环境地图包括已记录的潜在或者已注册的充电桩位置;根据所述环境地图和所述环境地图中的位姿,将所述机器人移动至潜在或者已注册的充电桩位置附近的近程寻桩对接区域内;采集潜在或者已注册的充电桩上的标识的结构数据,若所述采集的标识的结构数据与预存的标识模板结构数据的匹配度大于预设匹配度阈值,则根据所述采集的标识的结构数据确定充电桩的位姿;根据所述充电桩的位姿调整所述机器人在所述环境地图中的位姿,将所述充电桩与机器人对接进行充电。

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