[发明专利]用于移动机器人的自主充电的方法和装置

说明书

本申请提供了一种用于移动机器人的自主充电的方法和装置，所述方法包括：获取在检测位置处移动机器人面向充电桩一侧的雷达扫描的点云数据，将所述点云数据划分为多个点云子集，其中，所述充电桩包括特定形状结构；将所述多个点云子集中的每个点云子集与所述特定形状结构对应的点云模板进行匹配，并根据匹配结果确定所述充电桩的位置及方向信息；根据所述位置及方向信息完成与所述充电桩的对接，并开始充电。根据本申请的方案，具有广泛的适用场景，成本低廉，检测结果精度高，可实现安全对接且稳定可靠。

技术领域

本申请涉及移动机器人领域，尤其涉及一种用于移动机器人的自主充电的方法和装置。

背景技术

随着人工智能相关技术的不断进步，移动机器人的应用范围越来越广泛，例如可广泛应用于工业、农业、医疗、城市安全、国防和空间探测等领域，移动机器人技术中存在许多热点问题，如何使移动机器人完成自主充电就是其中之一。以工业领域为例，近年来，移动机器人技术在现代工业发挥了越来越重要的作用，与传统的依靠人力运输的工业产线相比，依靠移动机器人进行自动化运输的产线有更高的准确性和安全性，生产效率也会大大提高，然而，现有充电技术大部分依靠在地面铺设磁轨、充电环境中布置二维码等人工标识、安装红外线对接装置等导引方式，令移动机器人依照设定或半设定路径移动来对接充电桩，其中铺设磁轨及布置二维码的方式需要日常维护，且工厂环境变化时需要二次改造，安装红外线对接装置成本较高，且容易出现故障。

发明内容

本申请的目的是提供一种环境改造小、成本低廉、又准确稳定的用于移动机器人的自主充电的技术方案。

根据本申请的一个实施例，提供一种用于移动机器人的自主充电的方法，其中，该方法包括：

获取在检测位置处移动机器人面向充电桩一侧的雷达扫描的点云数据，将所述点云数据划分为多个点云子集，其中，所述充电桩包括特定形状结构；

将所述多个点云子集中的每个点云子集与所述特定形状结构对应的点云模板进行匹配，并根据匹配结果确定所述充电桩的位置及方向信息；

根据所述位置及方向信息完成与所述充电桩的对接，并开始充电。

根据本申请的另一个实施例，还提供了一种移动机器人中用于自动充电的装置，其中，该装置包括：

用于获取在检测位置处移动机器人面向充电桩一侧的雷达扫描的点云数据，将所述点云数据划分为多个点云子集的装置，其中，所述充电桩包括特定形状结构；

用于将所述多个点云子集中的每个点云子集与所述特定形状结构对应的点云模板进行匹配，并根据匹配结果确定所述充电桩的位置及方向信息的装置；

用于根据所述位置及方向信息完成与所述充电桩的对接，并开始充电的装置。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：能够将对实时点云数据进行划分得到的点云子集与充电桩的特定形状结构对应的点云模板进行匹配，从而得到充电桩的准确位置及方向，以实现移动机器人与充电桩之间的安全高效的对接以及移动机器人的自主充电；具有广泛的适用场景，无需对环境进行改造，在任意位置放置上充电桩即可完成设置，简单便捷，使用场景不受任何限制；成本低廉，复用了机器人本身的激光雷达，无需在场景中添加任何辅助标识，也无需在移动机器人及充电桩上增加新的传感器，这大大降低了移动机器人的制造成本和后期维护成本，且可针对不同的特定形状结构快速生成点云模板，因此能够适应各种形状的充电桩设计，该基于模板匹配的形状检测算法具有高鲁棒性；检测结果精度高，基于模板匹配的形状检测算法可以最大化利用输入数据，检测分辨率可以达到毫米级精度，结果相较于其他检测算法更加精准；由于使用的是移动机器人本身的雷达传感系统，因此能够在自主充电过程中实时感知周围环境。当机器人周围出现行人或障碍物时，能够有效地进行自主避障，从而避免对人或环境造成损害；此外，对于可能出现的检测不成功及少数意外情况，能够在充电失败时进行再次有效尝试，从而能够大大地降低充电失败概率。