[发明专利]一种机器人和充电座自动对接充电的控制方法

说明书

本发明公开了机器人和充电座自动对接的控制方法，机器人和充电座自动对接包括以下步骤：初步搜索充电座位置；根据机器人距离充电座的远近，判断机器人是否需要运行到充电参考点位置，运行到充电参考点位置后，再精确搜索充电座位置；计算机器人转到背对充电座的角度并控制机器人转动到背对充电座。本发明机器人通过初步搜索充电座位置和精确搜索充电座位置，确定充电座的位置范围，计算机器人转到背对充电座的角度并控制机器人转动到背对充电座，确定充电座的具体位置，就可以实现机器人和充电座的精确自动对接和充电，从而提高了充电座的搜寻效率。

技术领域

本发明涉及机器人无线充电技术领域，更具体地，涉及一种机器人和充电座自动对接充电的控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机智能控制技术和传感器技术的不断发展，服务机器人被越来越广泛地应用在人们的生活中，如扫地机器人、商场导购机器人、餐饮服务机器人等。由于市场上服务机器人基本都是由电池提供动力，当机器人电量耗尽时，需要人们把机器人移动到充电场所进行充电。人工干预充电方式不仅浪费人力时间，也导致机器人工作时间受限，降低了机器人的自主性和智能化。

现有技术的机器人通常使用检测红外信号实现机器人自动对接充电座进行充电，该充电方法需要在充电座上安装至少2个红外发射管，与之对应的，机器人上需要安装红外接收传感器。该充电方法需要在机器人上设置需要额外的结构设计并安装较多传感器，而且对接精度不高。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种机器人和充电座自动对接充电的控制方法；该方法不需要在充电座上额外安装其它传感器，只要充电座在激光雷达扫描高度区域上设计为特定的形状，就可以实现机器人和充电座的精确自动对接和充电。本发明的机器人自动充电技术可以减少人工投入，很大程度上提高机器人的智能化程度和体验感。

为实现上述目的，本发明提供了一种机器人和充电座自动对接充电的控制方法，所述机器人具有可360°旋转的底盘，所述底盘上固定安装有激光雷达，所述激光雷达发射激光束对周围环境中的障碍物进行探测，以获得与障碍物相关的激光雷达数据；所述充电座的前面板上开设有向内凹进的左凹槽和右凹槽，所述左凹槽和右凹槽对称设置在所述充电座的两侧，所述左凹槽和右凹槽的高度均与所述激光雷达的扫描高度平齐设置，所述左凹槽、右凹槽以及位于所述左凹槽和右凹槽之间的中间面板共同形成充电座特征；所述控制方法包括以下步骤：

S1、初步搜索充电座的特征：判断机器人是否搜索到充电座的特征，如果机器人搜索到充电座的特征，则执行步骤S2；如果机器人未搜索到充电座的特征，则控制机器人底盘旋转一定角度后再次搜索充电座的特征；

S2、计算充电座的初步位置：判断充电座位置的远近，如果机器人充电座距离机器人的位置近，则执行步骤S3；如果机器人充电座距离机器人的位置远，则控制机器人运行到充电座前方的充电参考点C，判断机器人到达参考点C后，则执行步骤S3；

S3、计算机器人转到背对充电座的角度并控制机器人转动到背对充电座，执行以下循环：

3.1、根据步骤S2中的充电座精确位置搜索方法，获取充电座的左特征点L和右特征点R；所述左凹槽与中间面板的交线为左特征线，所述左特征点L为激光雷达发射的激光束与左特征线的交点，所述右凹槽与中间面板的交线为右特征线，所述右特征点R为激光雷达发射的激光束与右特征线的交点；

3.2、计算当前机器人相对充电座的偏差角度ΔA，设定机器人后退速度为V₁，角度调整基数为B，角度调整最大速度值为V_max，机器人实时角度调整值V＝ΔA/B×V_max，得到机器人控制参数(V₁，V)，并根据机器人控制参数控制机器人运行；