[发明专利]充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统

说明书

本申请公开充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统，充电装置中设置有供机器人充电的充电接口，充电装置的表面设置一个目标图形标签和多个方向修正标签；目标图形标签用于表示充电装置的充电接口的标签，多个方向修正标签分布在目标图形标签的两侧，以引导机器人从两侧的方向修正标签往目标图形标签移动；目标图形标签所在平面的垂直方向表示充电接口的朝向，以对应机器人对接充电接口的方向。所述充电接口对接方法用于控制机器人对所述充电装置进行定位和对接上所述充电装置的充电接口。所述充电系统包括机器人与所述充电装置。

技术领域

本申请涉及视觉定位的技术领域，尤其是充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统。

背景技术

视觉测距是机器人领域的重要技术之一，在视觉定位、目标跟踪、视觉避障等方面具有广泛的应用。常用的视觉测距方法有单目测距，单目测距结构简单，运算速度快，从而具有广阔的应用前景。

现有技术公开的单目测距技术，一般是将单目视觉系统简化为摄像机投影模型，通过几何关系推导法建立测距模型，获得图像坐标与世界坐标系之间的转换关系，最后通过几何关系(包括小孔成像模型和相似三角形的几何比例关系)运算实现障碍物距离的测算，但该方案需要人工对准摄像头光轴，而且单目摄像头的焦距是固定，则摄像头采集物体图像时容易出现图像模糊的现象。

安装单目摄像头的机器人在充电座附近搜索充电接口的情况下，机器人为了对充电座进行定位或规划出回充路线，会保持运动状态，机器人在不同时刻从不同角度采集到同一充电座的充电接口的图像信息，摄像头容易产生测距误差，不利于准确地接触充电接口进行充电操作。

发明内容

本申请公开充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统，具体的技术方案如下：

充电装置，充电装置中设置有供机器人充电的充电接口，充电装置的表面设置一个目标图形标签和多个方向修正标签；目标图形标签用于表示充电装置的充电接口的标签，多个方向修正标签分布在目标图形标签的两侧，以引导机器人从两侧的方向修正标签往目标图形标签移动；其中，目标图形标签所在平面的垂直方向表示充电接口的朝向，以对应机器人对接充电接口的方向。从而充电装置通过其表面设置的多个方向修正标签和一个目标图形标签，为机器人设计好充电接口的位置信息，便于机器人通过其它标签图案的引导或修正作用后准确对接上充电接口，克服摄像头的测距误差影响，尤其是待测充电装置的表面与单目摄像头的光轴不垂直的情况下，机器人依靠目标图形标签和方向修正标签的特定排列顺序形成的引导方向逐步靠近充电接口，有利于提升单目摄像头对充电装置的测距精度。

进一步地，方向修正标签和目标图形标签沿着目标直线方向设置在充电装置的直立面；目标直线方向设置为充电装置的表面在水平地面的延伸方向，目标直线方向设置为与水平地面平行；所述充电装置放置在水平地面时，充电装置的直立面与水平地面成夹角设置。有利于对接上机器人机体侧面的充电电极。

进一步地，目标图形标签的一侧设置的方向修正标签的摆放形式与目标图形标签的另一侧设置的方向修正标签的摆放形式不同；目标图形标签的每侧设置的各个方向修正标签都是等间隔设置在充电装置的表面；其中，充电接口设置在目标图形标签的下方，以适应机器人的充电电极的高度。因而机器人可以保持沿着一直线方向有序识别每个方向修正标签，以区分出摆放形式相同的各个方向修正标签，进而可以确定各个方向修正标签在充电装置表面的位置。