[發明專利]移動巡檢極地機器人自主充電系統及其方法

有效

• 申請號: 201610076488.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105573326B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳思;徐洪彬
• 申請（專利權）人: 南京聚立科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 翁斌

1.移動巡檢極地機器人自主充電系統，其特征在于：包括極地機器人（1）、設置進出口的充電倉倉體（2）和相應設于進出口外側的坡道（3），極地機器人（1）設有充電頭（4）、機器人主控芯片、接觸傳感器（5）、磁釘傳感器（6）、電機、攝像機和攝像機云臺（7），接觸傳感器（5）、磁釘傳感器（6）、電機、攝像機和攝像機云臺（7）均與機器人主控芯片電連接；所述攝像機設于攝像機云臺（7）上；充電倉倉體（2）內設有電池和用于與充電頭相接觸并對極地機器人（1）充電的充電座（8），電池與充電座（8）電連接；坡道（3）的進入端的橫向側邊設有第一目標物體（9），進出口處設有第二目標物體（10），充電座（8）的側邊設有第三目標物體（11），所述充電座（8）上設置磁釘（12）和觸點。

2.如權利要求1所述的移動巡檢極地機器人自主充電系統，其特征在于：所述充電座包括固設在充電倉倉體（2）內的座板（13）、一端與座板固定連接的橫桿（14）、與座板（13）間隔設置的簧片安裝板（15）和簧片安裝板（15）上設置的充電簧片（16），所述橫桿（14）另一端穿過簧片安裝板（15）且固設有擋板（17），座板（13）與簧片安裝板（15）之間設有套設在橫桿（14）外圈的彈簧（18）。

3.基于權利要求 1所述的移動巡檢極地機器人自主充電系統的移動巡檢極地機器人自主充電方法,包括以下步驟：

步驟1：極地機器人搜索目標步驟如下：

步驟A1:對目標物體進行描述，即將目標物體的形狀特征錄入極地機器人的主控芯片中；

步驟B1:機器人主控芯片控制攝像機云臺（7）勻速緩慢轉動攝像機，使攝像機捕捉到極地機器人周邊所有物體的圖像；

步驟C1:機器人主控芯片通過多邊形匹配算法對攝像機所捕捉到的所有物體的圖像進行形狀對比處理，找出符合所述目標物體形狀的圖像；

步驟D1:如未找出符合所述目標物體形狀的圖像則執行步驟B1；如已經找出符合所述目標物體形狀的圖像則執行步驟E1；

步驟E1：機器人主控芯片控制攝像機云臺（7）使攝像機正對目標物體；

步驟F1：機器人主控芯片控制攝像機調整攝像焦距，使目標物體的成像大小適中，機器人主控芯片根據攝像機的焦距信息計算出極地機器人距離目標物體的大致距離；

步驟G1：機器人主控芯片停止攝像機云臺（7）的運動，使攝像機正對目標物體；極地機器人完成搜索目標物體的步驟；

步驟2：極地機器人自動轉向，使極地機器人的前方正對目標物體，具體步驟如下：

步驟A2：機器人主控芯片根據攝像機云臺（7）偏轉角度計算出極地機器人需要轉動的方向、轉角和轉動速度；

步驟B2：機器人主控芯片控制極地機器人上的電機使極地機器人轉向；

步驟C2：機器人主控芯片根據攝像機捕捉的圖像來判斷是否因轉向過頭而使攝像機丟失目標物體；是，則執行步驟A2；否則執行步驟D2；

步驟D2：執行步驟1極地機器人再次搜索目標物體；

步驟E2：判斷極地機器人前方是否已經正對目標物體；是，則執行步驟F2；否，則執行步驟A2；

步驟F2：極地機器人完成自動轉向，使極地機器人的前方正對目標物體的步驟；

步驟3：極地機器人向目標物體前進運動，具體步驟如下：

步驟A3:機器人主控芯片控制電機使極地機器人向前或者向后運動，調整極地機器人位置；

步驟B3：機器人主控芯片根據攝像機捕捉到的圖像來判斷是否丟失目標物體；是，則執行步驟C3；否，則執行步驟A3；

步驟C3:執行步驟1極地機器人再次搜索目標；

步驟D3：執行步驟2使極地機器人的前方正對目標物體；

步驟E3：機器人主控芯片判斷攝像機焦距的放大倍數是否已經設置為最?。皇牵瑒t執行步驟F3；否，則執行步驟A3；

步驟F3：極地機器人到達目標物體，完成極地機器人向目標物體前進運動的步驟；

步驟4：極地機器人判斷需要進行充電動作，并開始執行充電步驟；

步驟5：極地機器人控制攝像機云臺（7）搜索充電倉倉體（2）門口的第一目標物體（9）：首先執行步驟1極地機器人搜索第一目標物體（9）；其次執行步驟2極地機器人轉向使極地機器人前方正對第一目標物體（9）；再次執行步驟3極地機器人向第一目標物體（9）前進；

步驟6：極地機器人到達第一目標物體（9），并更換目標物體為第二目標物體（10）：首先執行步驟1極地機器人搜索第二目標物體（10）；其次執行步驟2極地機器人轉向使極地機器人前方正對第二目標物體（10）；再次執行步驟3極地機器人向第二目標物體（10）前進；

步驟7：極地機器人到達第二目標物體（10），并更換目標物體為第三目標物體（11）：首先執行步驟1極地機器人搜索第三目標物體（11）；其次執行步驟2極地機器人轉向使極地機器人前方正對第三目標物體（11）；再次執行步驟3極地機器人向第三目標物體（11）前進；

步驟8：極地機器人尚未達第三目標物體（11）時，機器人主控芯片控制磁釘傳感器（6）檢測磁釘（12）的信號，如檢測到磁釘（12）的信號則執行步驟9；如未檢測到磁釘（12）的信號則繼續執行步驟8；

步驟9：機器人主控芯片控制電機降低極地機器人的前進速度；

步驟10：極地機器人尚未達第三目標物體（11）時，機器人主控芯片控制接觸傳感器（5）檢測觸點接觸信號，如檢測到觸點接觸信號則執行步驟11；如未檢測到觸點接觸信號則繼續執行步驟10；

步驟11：極地機器人停止運動；

步驟12：機器人主控芯片將供電切換為外部電源供電；

步驟13：機器人主控芯片使能充電電路，開始對電池充電。