[發明專利]一種移動機器人自動回充電的方法

在審

• 申請號: 202110372631.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113325833A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 鄭濤;王進;陸國棟;李正剛;王浩吉;劉偉隆;于歡;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
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發明屬于移動機器人技術領域，尤其是涉及一種移動機器人自動回充電的方法，充電基座采用數量大于三路的紅外發射二極管，對紅外發射端進行合理的約束與布置，融合多個傳感器數據，判斷機器人相對紅外發射端的位置，融合后的數據將與機器人速度控制關聯對應，機器人不斷運動，最終若觸碰到充電的電極則完成，沒有觸碰到充電電極同時沒有移動空間余量再靠近時，采取其它策略，最終能觸碰到電極為止。本發明應用低成本的發光二極管的紅外發射端融合移動機器人常用的低成本傳感器，實現更細化、更精準和更穩定的移動機器人自動回充電效果。

技術領域

本發明屬于移動機器人技術領域，尤其是涉及一種移動機器人自動回充電的方法。

背景技術

隨著智能化的發展，機器人已經越來越多的應用與生產、生活中，而移動機器人作為一種穩定成熟的機器人應用分支，已經能可靠的應用與掃地機、AGV小車等各種實用的場合。并且已經有眾多的硬件被生產出，移動的特性決定其多數應用場合是帶電池工作的，加之智能化的要求，如何在低電量或者需要充電維護的情況下自動回充成為研究的必要方向。

目前，機器人自動回充的主要方法有：基于紅外的自動回充、基于激光雷達的自動回充、基于激光的自動回充以及基于視覺的自動回充方法。其中,基于紅外的自動回充應用最為廣泛,基于紅外的自動回充原理是在充電基座上安裝紅外發射器，在移動機器人上安裝有紅外接收器,移動機器人上的紅外接收器通過接收紅外信號,進行定位移動至充電基座。

現有紅外自動回充方式,在不對紅外發射器做定制改造加工的情況下，一般應用的紅外發射頭為發光二極管的圓凸形，主要應用于需要廣范圍收發的遙控場合。這種紅外發射器應用于需要較為精確定位機器人位置的回充場合會出現光束范圍模糊、光束強度不可靠、光束發出的幅角邊界不準確等問題，導致多個發射端光束頭組合的區域分界不明晰，影響機器人的定位效果。僅靠單一安裝該紅外傳感器很難實現較好的效果。而定制發射的燈頭來約束廣范圍散射的光束研發與制造成本較高，也不適用于批量生產。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種移動機器人自動回充電的方法，用低成本的發光二極管的紅外發射端融合移動機器人常用的低成本傳感器，實現更穩定的移動機器人自動回充電效果，其具體技術方案如下：

一種移動機器人自動回充電的方法，包括如下步驟：

第1步，利用能感知深度環境信息的傳感器，得到大于充電基座發射端發射的紅外信號覆蓋區域范圍的空間地圖，機器人定位移動到紅外信號覆蓋的區域；

第2步，機器人進入紅外信號覆蓋區域后進行自轉，通過機器人紅外接收端識別的紅外信號，判斷機器人主體位于充電基座紅外信號覆蓋區域的左部或右部；

第3步，確定位于紅外信號覆蓋區域的左部或右部后，使機器人紅外接收端左部對應紅外信號覆蓋區域的左部，紅外接收端右部對應紅外信號覆蓋區域的右部，此時機器人朝紅外信號覆蓋區域的中部方向運動；

第4步，運動過程中，機器人自轉，根據紅外接收端接收到的紅外信號，判斷出朝向發射端的方向，穩定方向后，執行第5步，若機器人自轉過程中無法判斷出紅外信號覆蓋區域的中部方向，則返回第2步；

第5步，機器人利用發射端的信號進行調整來輔助精準的對正充電基座后直行，若超出了預設的對準情況，則返回第4步，重新找到朝向發射端的方向；

第6步，在近距離靠近充電基座后，安裝在機器人底部的測距傳感器收到距離反饋信息，根據距離反饋信息設置不同的速度調整幅度，靠近發射端；

第7步，通過測距傳感器和碰撞傳感器，不斷的位姿微調，靠近發射端，若最終觸碰到充電基座的電極，則機器人回充電成功，若無法調整移動且未觸碰到電極，則回充電失敗，返回第2步。

進一步的，所述充電基座采用數量大于三路的紅外發射二極管發射端，所述多路發射端設有物理遮擋進行光線約束后排列組合，所述排列組合后的多路發射端中部為約束光束，左右兩部為沒有約束的光束。

進一步的，所述發射端采用編碼方式發送整型數據信號。