[发明专利]机器人定位充电桩的方法及系统

说明书

本发明提供了一种机器人定位充电桩的方法及系统，包括：计算所述特征信息的理想点云及所述理想点云的距离图；对所述搜索范围内的所述激光点云进行搜索；采用滑动窗口对所述搜索范围内的所述激光点云进行搜索以输出若干段候选点云，选取对齐误差最小的所述激光点云为充电桩点云；使用奇异值分解法对所述充电桩点云与所述理想点云进行对齐，计算所述充电桩的位姿。根据本发明提供的机器人定位充电桩的方法及系统，使机器人可迅速完成精确对准充电桩。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人定位充电桩的方法及系统。

背景技术

服务机器人正逐步替代部分人工的工作。目前，已将机器人广泛应用于餐厅、酒店、医院、政府机构等场景中，提供配送、引导等服务。应用于上述场景中的机器人需要克服使用场地的限制，进行无轨道移动。机器人具有电源系统，当电量消耗后，需要对电源系统及时进行充电。常用的方式是，机器人自动寻找充电桩进行充电。然而，现有的自动回充方法，存在机器人对桩移动过程缓慢，对桩精度低的问题。

发明内容

本发明有鉴于上述的现有状况而完成的，其目的在于提供一种机器人定位充电桩的方法及系统，使机器人可迅速完成精确对准充电桩。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：

本发明提供一种机器人定位充电桩的方法，所述方法应用于机器人定位充电桩，所述机器人存储所述充电桩的特征信息，所述机器人包括激光雷达及定位模块，所述激光雷达扫描并获取激光点云，所述定位模块输出所述机器人的位姿，所述方法包括：

计算所述特征信息的理想点云及所述理想点云的距离图；

根据所述充电桩在世界坐标系下的位置与所述机器人在世界坐标系下的位姿，计算所述充电桩在激光坐标系下的位置信息，根据所述位置信息设定搜索范围，对所述搜索范围内的所述激光点云进行搜索；

采用滑动窗口对所述搜索范围内的所述激光点云进行搜索以输出若干段候选点云；

将每一段所述候选点云与所述理想点云进行粗略对齐，并采用所述距离图进行暴力搜索对齐，并输出对齐误差，选取对齐误差最小的所述激光点云为充电桩点云；

以所述充电桩点云为初值，使用奇异值分解法对所述充电桩点云与所述理想点云进行对齐，计算所述充电桩的位姿。

在这种情况下，基于定位模块输出的机器人的位姿及充电桩在世界坐标系下的位置进行融合来辅助确定搜索范围，既提升了充电桩点云的搜索计算效率，又提升了机器人对于充电桩的定位精度，并且基于理想点云的距离图进行对齐，可大幅减少计算量；结合粗略对齐与暴力搜索对齐，选取对齐误差最小的所述激光点云为充电桩点云，在此基础上与理想点云对齐，从而综合提升搜索准确率及效率；因此将多传感器融合于机器人识别充电桩的算法中，总体上使机器人可迅速完成精确对准充电桩。

其中，所述滑动窗口为第一特定宽度，所述滑动窗口的间隔为第二特定宽度，所述第一特定宽度与所述第二特定宽度之和不大于所述特征长度。

由此，并且滑动窗口搜索将搜索范围内的激光点云进行分段，在所述第一特定宽度与所述第二特定宽度之和不大于所述特征长度约束下，确保了候选点云被理想点云所包含。

其中，所述位置信息包括最大定位误差边界，所述设定搜索范围的步骤，具体包括：

以所述最大定位误差边界为中心设定所述搜索范围。

在这种情况下，搜索范围可以完全覆盖充电桩的点云，避免输出错误搜索结果。

其中，所述特征信息至少包括反光标识和特征立体结构中的一种。

在这种情况下，本发明涉及的机器人定位充电桩的方法具有广泛的通用性，不受充电桩特征的局限，可以根据实际使用场景灵活设定特征信息。