[发明专利]一种机器人回充定位导航方法、系统、设备及存储介质

权利要求书

1.一种机器人回充定位导航方法，其特征在于，所述方法包括：

向充电桩主体发射红外线；

通过反光标志反射照射到充电桩主体的竖直部分的正面的红外线；

采集反光标志反射的红外线并成像；

基于成像图像进行图像识别分析；及

基于图形识别分析结果对机器人相对于充电桩的位置进行定位并引导机器人靠近充电桩自动回充；

所述机器人的定位和引导根据所述机器人距所述充电桩主体的距离采用第一类反光图案和第二类反光图案结合的方案；其包括：

远距离和角度偏移达到或超过预定值的情况下，对通过第一类反光图案反射红外线成像后得到的IR图进行自适应阈值处理，然后进行图像低通模糊，再进行阈值处理，检测出图案的高亮部分，并跟环境中的不规则高亮区分开，根据高亮区域在IR图中的大概位置，估计出充电桩的粗略角度，然后控制机器人靠近充电桩并调整角度以接近正对充电桩；

中距离和角度偏移位于预定值范围内的情况下，对通过第一类反光图案反射红外线成像后得到的IR图进行自适应阈值处理，然后进行图像低通模糊，再进行阈值处理，计算得到每个反光图案的几何中心，对每个中心利用其周围最近的n个点计算其描述子，并与模板帧上的点进行匹配，根据匹配结果，计算当前相对于充电桩的单应矩阵，根据提前标定的相机内参和单应矩阵得到旋转矩阵和平移向量，进而调整机器人以正对的角度接近充电桩；及

近距离下和角度偏移位于预定值范围内的情况下，对通过第二类反光图案反射红外线成像后得到的IR图进行自适应阈值处理，然后进行图像低通模糊，再进行阈值处理，计算得到每个反光图案的几何中心，对每个中心利用其周围最近的n个点计算其描述子，并与模板帧上的点进行匹配，根据匹配结果，计算当前相对于充电桩的单应矩阵，根据提前标定的相机内参和单应矩阵得到旋转矩阵和平移向量，进而调整机器人以正对的角度接近充电桩；

其中，n个点为至少四个点，四个点中至少有三个点不共线。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反光标志设置在充电桩主体的竖直部分的正面，所述反光标志包括塑料底层、反光材料层、黑色塑料片层和透红外滤光片，所述反光材料层贴在所述塑料底层上，所述黑色塑料片层镂空成特定标志图案并贴在所述反光材料层上，形成用于图像识别的特征标志图案，所述透红外滤光片盖在所述黑色塑料片层上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述充电桩主体的竖直部分与垂直方向之间存在一个仰角。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反光标志上形成的特征标志图案包括若干反光面积不同的第一类反光图案和第二类反光图案，所述第一类反光图案的反光面积大于所述第二类反光图案的反光面积。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人的定位和引导还包括：利用所述第一类反光图案或所述第二类反光图案反射红外线成像后得到的深度图提供的深度信息，获取机器人相对于充电桩的预估距离信息，基于预估距离信息对机器人进行定位和引导。