[發明專利]一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充裝置及方法

有效

• 申請號: 202110346556.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113282076B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王進;于歡;鄭濤;陸國棟;李正剛;王浩吉;張建明
• 申請（專利權）人: 浙江大學;寧波新松機器人科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S17/06;G01S17/88
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明涉及機器人控制領域，尤其涉及一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充裝置及方法，該裝置包括機器人和充電樁，所述機器人包括控制模塊、激光雷達、上位機和電源接收端，所述上位機連接激光雷達并獲取激光雷達傳回的數據，所述控制模塊分別與電源接收端和上位機相連，接受上位機下發的控制指令并向上位機反饋機器人狀態，所述電源接收端包括機器人充電的電源觸頭和超聲波接收模塊；所述充電樁包括充電模塊和超聲波發射模塊。本發明能夠使機器人在沒有先驗地圖，即機器人事先構建好的地圖的情況下，自動尋找充電樁，實現遠程回充。

技術領域

本發明涉及機器人控制領域，尤其涉及一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充裝置及方法。

背景技術

近年來，移動機器人越來越被廣泛的應用在生產、生活中，比如掃地機器人、AGV等。以掃地機器人為例，在工作過程中存在電池續航不夠等問題。當傳統的機器人遇到電池沒電的情況時，往往是使用者為機器人插上充電器，這就存在沒有及時充電導致使用時電量不足等問題。

現在的智能掃地機器人的解決方法是將充電樁固定在某一位置，掃地機器人記錄該位置，工作結束后回充，即回到充電地點。這種情況存在如下問題：當充電樁隨意改變位置時，機器人很難找到充電樁。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充裝置及方法，實現移動機器人在沒有先驗地圖的情況下，自動尋找到充電樁，解決自動遠程回充的問題，其具體技術內容如下：

一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充裝置，包括機器人和充電樁，所述機器人包括控制模塊、激光雷達、上位機和電源接收端，所述上位機連接激光雷達并獲取激光雷達傳回的數據，所述控制模塊分別與電源接收端和上位機相連，接受上位機下發的控制指令并向上位機反饋機器人狀態，所述電源接收端包括機器人充電的電源觸頭和超聲波接收模塊；所述充電樁包括充電模塊和超聲波發射模塊。

進一步的，所述控制模塊設有電機、里程計編碼器和傳感器組，其中傳感器組中包含IMU，所述里程計編碼器用于采集機器人里程數據，所述IMU用于檢測機器人位姿。

進一步的，所述上位機采用Ubuntu系統。

進一步的，所述激光雷達傳回的數據具體為：激光雷達向目標發射探測信號即激光束，然后將接收到的從目標反射回來的信號即目標回波，與發射探測信號進行比較，獲得目標信息，包括探測到的物體坐標、反射強度。

進一步的，所述充電模塊用于與電源接收端表面的機器人充電的電源觸頭接觸，實現電流傳輸；所述超聲波發射模塊發射超聲波，由電源接收端內部的超聲波接收模塊接收。

一種基于雷達射線分割地圖的機器人遠程回充方法，包括如下步驟：

S201，通過激光雷達每旋轉1°記錄一次點坐標，獲取周圍環境地圖；

S202，激光雷達某時刻旋轉1°前、后坐標做差，取絕對值，判斷是否大于預先設定的位置判斷閾值，如果是，執行下一步，否則重新執行步驟S201；

S203，記錄下該時刻旋轉前、后點云塊的坐標，稱為突變點；

S204，取對應的點云塊的連線中點，并記錄中點；

S205，機器人前往連線中點并實時建圖，到達后，判斷電源接收端是否收到超聲波信號，如果是，執行步驟S208，否則執行步驟S206；

S206，判斷機器人移動前、后所建立的地圖是否實現閉環，如果是則執行步驟S207，否則執行步驟S201；

S207，跳過已閉環的兩組點，前往下一組突變點連線的中點，判斷電源接收端是否收到超聲波信號，如果是，執行步驟S208，否則執行步驟S201；