[发明专利]一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于，步骤包括：

S1、采用二维激光雷达水平扫描，获取充电桩及所述充电桩周围墙面的线状点云数据，所述充电桩为长方体，并且所述长方体的一面与墙面贴合；

S2、将点云数据转换为二维坐标系下的点云坐标，构建点云数组；

S3、所述点云数组中筛选出预选点云坐标，所述预选点云坐标依次是左墙面点云坐标、充电桩上与墙面平行一面的点云坐标和右墙面点云坐标；

S4、根据充电桩的宽度、充电桩的厚度和所述预选点云坐标，计算充电桩中点坐标，并计算所述充电桩中点坐标相对于机器人的角度；

S5、机器人根据所述充电桩中点坐标和所述充电桩中点坐标相对于机器人的角度，移动到充电桩进行充电；

从所述点云数组中筛选出预选点云坐标的步骤包括：

S11，计算所述点云数组中相邻两个点云坐标之间的斜率值；

S12，所述点云数组中删除斜率值的绝对值大于斜率阈值的点云坐标，构建所述预选点云坐标；

步骤S4包括以下步骤：

S21，从所述预选点云坐标中依次取间隔数为N的两个点云坐标P_i和P_i+N,计算P_i和P_i+N两点云坐标之间的间隔斜率；

S22，当所述间隔斜率范围为(-M，0)时，相应的点云坐标存入A数组中，当所述间隔斜率在范围为(0，M)时，相应的点云坐标存入B数组中；

S23，从所述A数组中取一个点云坐标Q_i，从所述B数组中取一个点云坐标R_j，计算点云坐标Q_i和点云坐标R_j之间的距离L，计算点云坐标Q_i和点云坐标Q_i-1之间的距离L1，计算点云坐标R_j和点云坐标R_j+1之间的距离L2；

S24，若L的值等于充电桩宽度，并且L1和L2的值同时等于充电桩的厚度，提取相应的A数组点云坐标Q_s和B数组点云坐标R_d，所述点云坐标Q_s和所述点云坐标R_d为充电桩的左右端点点云坐标；

S25，根据所述点Q_s和所述点R_d计算充电桩中点坐标，并计算所述充电桩中点坐标相对于机器人的角度。

2.如权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于，所述斜率阈值的取值范围是(2～10)。

3.如权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于，所述N的取值为5，M的取值为3。

4.如权利要求1所述的一种基于激光雷达的移动机器人自动充电方法，其特征在于，步骤S25计算充电桩中点坐标的公式为：

x_data＝(pcl_cloud_xyz.points[left_num].x+pcl_cloud_xyz.points[right_num].x)/2；

y_data＝(pcl_cloud_xyz.points[left_num].y+pcl_cloud_xyz.points[right_num].y)/2；

其中，x_data是充电桩中点的x坐标；y_data是充电桩中点的y坐标；pcl_cloud_xyz.points是点云坐标数组；pcl_cloud_xyz.points[].x是点云坐标数组的x坐标；pcl_cloud_xyz.points[].y是点云坐标数组的y坐标；left_num是充电桩左端点点云；right_num是充电桩右端点点云。