[發明專利]機器人定位充電樁的方法及系統

有效

• 申請號: 202011183134.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112327842B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 朱俊安;張濤;郭璁
• 申請（專利權）人: 深圳市普渡科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市恒和大知識產權代理有限公司 44479
• 代理人: 鄧燕

本發明提供了一種機器人定位充電樁的方法及系統，包括：計算所述特征信息的理想點云及所述理想點云的距離圖；對所述搜索范圍內的所述激光點云進行搜索；采用滑動窗口對所述搜索范圍內的所述激光點云進行搜索以輸出若干段候選點云，選取對齊誤差最小的所述激光點云為充電樁點云；使用奇異值分解法對所述充電樁點云與所述理想點云進行對齊，計算所述充電樁的位姿。根據本發明提供的機器人定位充電樁的方法及系統，使機器人可迅速完成精確對準充電樁。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種機器人定位充電樁的方法及系統。

背景技術

服務機器人正逐步替代部分人工的工作。目前，已將機器人廣泛應用于餐廳、酒店、醫院、政府機構等場景中，提供配送、引導等服務。應用于上述場景中的機器人需要克服使用場地的限制，進行無軌道移動。機器人具有電源系統，當電量消耗后，需要對電源系統及時進行充電。常用的方式是，機器人自動尋找充電樁進行充電。然而，現有的自動回充方法，存在機器人對樁移動過程緩慢，對樁精度低的問題。

發明內容

本發明有鑒于上述的現有狀況而完成的，其目的在于提供一種機器人定位充電樁的方法及系統，使機器人可迅速完成精確對準充電樁。

為了實現上述目的，本發明實施方式提供如下技術方案：

本發明提供一種機器人定位充電樁的方法，所述方法應用于機器人定位充電樁，所述機器人存儲所述充電樁的特征信息，所述機器人包括激光雷達及定位模塊，所述激光雷達掃描并獲取激光點云，所述定位模塊輸出所述機器人的位姿，所述方法包括：

計算所述特征信息的理想點云及所述理想點云的距離圖；

根據所述充電樁在世界坐標系下的位置與所述機器人在世界坐標系下的位姿，計算所述充電樁在激光坐標系下的位置信息，根據所述位置信息設定搜索范圍，對所述搜索范圍內的所述激光點云進行搜索；

采用滑動窗口對所述搜索范圍內的所述激光點云進行搜索以輸出若干段候選點云；

將每一段所述候選點云與所述理想點云進行粗略對齊，并采用所述距離圖進行暴力搜索對齊，并輸出對齊誤差，選取對齊誤差最小的所述激光點云為充電樁點云；

以所述充電樁點云為初值，使用奇異值分解法對所述充電樁點云與所述理想點云進行對齊，計算所述充電樁的位姿。

在這種情況下，基于定位模塊輸出的機器人的位姿及充電樁在世界坐標系下的位置進行融合來輔助確定搜索范圍，既提升了充電樁點云的搜索計算效率，又提升了機器人對于充電樁的定位精度，并且基于理想點云的距離圖進行對齊，可大幅減少計算量；結合粗略對齊與暴力搜索對齊，選取對齊誤差最小的所述激光點云為充電樁點云，在此基礎上與理想點云對齊，從而綜合提升搜索準確率及效率；因此將多傳感器融合于機器人識別充電樁的算法中，總體上使機器人可迅速完成精確對準充電樁。

其中，所述滑動窗口為第一特定寬度，所述滑動窗口的間隔為第二特定寬度，所述第一特定寬度與所述第二特定寬度之和不大于所述特征長度。

由此，并且滑動窗口搜索將搜索范圍內的激光點云進行分段，在所述第一特定寬度與所述第二特定寬度之和不大于所述特征長度約束下，確保了候選點云被理想點云所包含。

其中，所述位置信息包括最大定位誤差邊界，所述設定搜索范圍的步驟，具體包括：

以所述最大定位誤差邊界為中心設定所述搜索范圍。

在這種情況下，搜索范圍可以完全覆蓋充電樁的點云，避免輸出錯誤搜索結果。

其中，所述特征信息至少包括反光標識和特征立體結構中的一種。

在這種情況下，本發明涉及的機器人定位充電樁的方法具有廣泛的通用性，不受充電樁特征的局限，可以根據實際使用場景靈活設定特征信息。