[发明专利]一种室内机器人自动回桩充电系统及方法

权利要求书

1.一种室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：该系统基于激光特征实现，包括特征提取模块、特征匹配模块、回桩路径规划模块和控制底盘执行模块；特征提取模块用于获取雷达扫描数据，特征匹配模块用于为充电桩设计与特征提取模块获取的雷达扫描数据相匹配的形状，回桩路径规划模块用于回桩充电路径的规划，控制底盘执行模块用于控制机器人底盘按照规划的路径进行移动。

2.根据权利要求1所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：特征提取模块将雷达数据按照阈值分割成多段数据，判断每个线段是否为折线，并检测折线拐点，计算出折线的角度。

3.根据权利要求2所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：特征匹配模块通过特征提取模块获得的折线特征，设计充电桩结构，用来确定充电桩相对于机器人当前的位置和姿态。

4.根据权利要求3所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：所述回桩路径规划模块得到充电桩相对于机器人的位置和姿态后，进行回桩充电路径的规划。

5.根据权利要求4所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：所述控制底盘执行模块在获取规划处的路径后，生成控制指令，控制底盘按规划的路径进行移动。

6.一种室内机器人自动回桩充电方法，其特征在于：该方法基于权利要求1-5任意一项所述室内机器人自动回桩充电系统来实现，包括以下步骤：

S1、读取雷达扫描数据；

S2、对数据段进行拟合；

S3、进行特征匹配；

S4、重复步骤S1至步骤S3，循环获取多帧数据；

S5、标记机器人当前位置，规划处从机器人当前位置到充电桩的位置之间的路径；

S6、机器人按照规划好的路径，行进至充电桩位置。

7.根据权利要求6所述的室内机器人自动回桩充电方法，其特征在于：步骤S1中，对雷达扫描数据分割成数据段，并剔除数据段中无穷大的点、孤点或数量过少的数据段。

8.根据权利要求7所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：步骤S2中，对数据段进行直线拟合和折线拟合，先计算直线，若数据中的点到直线的距离超过阈值，则进行折线拟合，并提取拐点，计算拐点处的角度。

9.根据权利要求8所述的室内机器人自动回桩充电系统，其特征在于：步骤S3中，查找跨度为充电桩宽度，角度为充电桩角度的数据段，进行特征匹配，根据匹配特征计算出充电桩相对于机器人坐标系的位置和姿态。