[发明专利]一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充装置及方法

说明书

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充装置及方法，该装置包括机器人和充电桩，所述机器人包括控制模块、激光雷达、上位机和电源接收端，所述上位机连接激光雷达并获取激光雷达传回的数据，所述控制模块分别与电源接收端和上位机相连，接受上位机下发的控制指令并向上位机反馈机器人状态，所述电源接收端包括机器人充电的电源触头和超声波接收模块；所述充电桩包括充电模块和超声波发射模块。本发明能够使机器人在没有先验地图，即机器人事先构建好的地图的情况下，自动寻找充电桩，实现远程回充。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充装置及方法。

背景技术

近年来，移动机器人越来越被广泛的应用在生产、生活中，比如扫地机器人、AGV等。以扫地机器人为例，在工作过程中存在电池续航不够等问题。当传统的机器人遇到电池没电的情况时，往往是使用者为机器人插上充电器，这就存在没有及时充电导致使用时电量不足等问题。

现在的智能扫地机器人的解决方法是将充电桩固定在某一位置，扫地机器人记录该位置，工作结束后回充，即回到充电地点。这种情况存在如下问题：当充电桩随意改变位置时，机器人很难找到充电桩。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充装置及方法，实现移动机器人在没有先验地图的情况下，自动寻找到充电桩，解决自动远程回充的问题，其具体技术内容如下：

一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充装置，包括机器人和充电桩，所述机器人包括控制模块、激光雷达、上位机和电源接收端，所述上位机连接激光雷达并获取激光雷达传回的数据，所述控制模块分别与电源接收端和上位机相连，接受上位机下发的控制指令并向上位机反馈机器人状态，所述电源接收端包括机器人充电的电源触头和超声波接收模块；所述充电桩包括充电模块和超声波发射模块。

进一步的，所述控制模块设有电机、里程计编码器和传感器组，其中传感器组中包含IMU，所述里程计编码器用于采集机器人里程数据，所述IMU用于检测机器人位姿。

进一步的，所述上位机采用Ubuntu系统。

进一步的，所述激光雷达传回的数据具体为：激光雷达向目标发射探测信号即激光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号即目标回波，与发射探测信号进行比较，获得目标信息，包括探测到的物体坐标、反射强度。

进一步的，所述充电模块用于与电源接收端表面的机器人充电的电源触头接触，实现电流传输；所述超声波发射模块发射超声波，由电源接收端内部的超声波接收模块接收。

一种基于雷达射线分割地图的机器人远程回充方法，包括如下步骤：

S201，通过激光雷达每旋转1°记录一次点坐标，获取周围环境地图；

S202，激光雷达某时刻旋转1°前、后坐标做差，取绝对值，判断是否大于预先设定的位置判断阈值，如果是，执行下一步，否则重新执行步骤S201；

S203，记录下该时刻旋转前、后点云块的坐标，称为突变点；

S204，取对应的点云块的连线中点，并记录中点；

S205，机器人前往连线中点并实时建图，到达后，判断电源接收端是否收到超声波信号，如果是，执行步骤S208，否则执行步骤S206；

S206，判断机器人移动前、后所建立的地图是否实现闭环，如果是则执行步骤S207，否则执行步骤S201；

S207，跳过已闭环的两组点，前往下一组突变点连线的中点，判断电源接收端是否收到超声波信号，如果是，执行步骤S208，否则执行步骤S201；