本申请公开了一种自动回充上桩定位方法、装置及设备，基于霍尔感应原理，只需要在充电桩周围布设磁条，无需任何有源器件，借助磁条在不同方位角的磁场强度变化，机器人与充电桩的位姿关系可以得到精确的测量，成本低且可靠性高，兼容家居环境，解决了现有技术中激光雷达方案对分辨率和精度的要求比较高，而视觉方案的开发难度较大，红外方案原理简单，成本适中，但需要在充电桩和机器人本体上分别布设专门的发射和接收装置，不利于系统的小型化和轻量化的技术问题。量化的技术问题。量化的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种自动回充上桩定位方法、装置及设备
[0001]本申请涉及机器人控制
，尤其涉及一种自动回充上桩定位方法、装置及设备。
技术介绍
[0002]对于移动机器人来说，当其电量不足时，需要返回充电桩进行充电，这个过程称之为自动回充。自动回充的效率以开始回充到回充成功所需要的时间来衡量，它直接影响机器人的工作时间。若回充效率较低，则机器人需要在自动回充前预留较多的电量，以避免在回充成功前将机器人的电量耗尽。
[0003]自动回充包括激光雷达、视觉、红外等多种实现方案。其中激光雷达和视觉方案可直接借助本体传感器来实现，而不需在充电桩上布设额外的装置；但激光雷达方案对分辨率和精度的要求比较高，而视觉方案的开发难度较大。红外方案原理简单，成本适中，但需要在充电桩和机器人本体上分别布设专门的发射和接收装置，不利于系统的小型化和轻量化。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种自动回充上桩定位方法、装置及设备，解决了现有技术中激光雷达方案对分辨率和精度的要求比较高，而视觉方案的开发难度较大，红外方案原理简单，成本适中，但需要在充电桩和机器人本体上分别布设专门的发射和接收装置，不利于系统的小型化和轻量化的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种自动回充上桩定位方法，所述方法包括：
[0006]S1、构建机器人底盘坐标系，定义机器人回充时的行进方向为第一方向，机器人的向上方向为第三方向，第二方向为根据右手坐标系从第三方向到第一方向的旋转来定义，其中，机器人底盘布设有一组线性霍尔传感器；
[0007]S2、当触发自动回充条件时，移动至充电桩的第一位置点，并记录机器人的第一位姿，充电桩周围布设有同心圆弧状的磁条；
[0008]S3、基于第一位姿，沿第一方向前进直到机器人底盘的一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第二位姿；
[0009]S4、基于第二位姿执行旋转动作，直到机器人底盘的另一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第三位姿；
[0010]S5、分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压，得到机器人相对于充电桩的第一方向角α；
[0011]S6、基于第一方向角α构建机器人至充电桩的上桩路径，并执行上桩路径直到机器人本体与充电桩处于充电接口接触或无线充电区域重合的状态。
[0012]可选地，所述步骤S1中，机器人底盘布设的一组线性霍尔传感器具体设置于机器人的第二方向的坐标轴上。
[0013]可选地，所述步骤S3具体包括：
[0014]基于第一位姿沿第一方向前进，当机器人底盘的一个线性霍尔传感器的电压值由小变大达到峰值后开始降低时，确定机器人底盘的一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第二位姿。
[0015]可选地，所述步骤S3还包括：
[0016]若机器人底盘的线性霍尔传感器均未检测到位于磁条的正上方，则退回第一位姿并原地旋转机器人后，重新执行步骤S3。
[0017]可选地，所述步骤S4具体包括：
[0018]基于第二位姿，执行以一个线性霍尔传感器为旋转中心的绕第三方向对应轴正向旋转，直到机器人底盘的另一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第三位姿。
[0019]可选地，所述步骤S5具体包括：
[0020]分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压；
[0021]根据电压确定机器人底盘的两个线性霍尔传感器在磁条上的位置；
[0022]根据机器人底盘的两个线性霍尔传感器在磁条上的位置确定机器人相对于充电桩的第一方向角α。
[0023]可选地，所述步骤S6具体包括：
[0024]S61、基于第三位姿，确定机器人底盘坐标系的坐标原点距磁条圆心的第一距离L1；
[0025]S62、基于第三位姿，沿第一方向后退第二距离L2，记录第四位姿；
[0026]S63、基于第四位姿，机器人绕底盘坐标系原点执行旋转动作，旋转角为(Π/2
‑
α)，记录第五位姿；
[0027]S64、基于第五位姿，沿第一方向前进第三距离L3，L3＝(L1+L2)*sinα，记录第六位姿；
[0028]S65、基于第六位姿，机器人绕底盘坐标系原点执行旋转动作，旋转角为(Π/2
‑
α)，记录第七位姿；
[0029]S66、基于第七位姿，沿第一方向前进直到机器人底盘的两个线性霍尔传感器位于磁条正上方，分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压，得到机器人相对于充电桩的第二方向角，当第二方向角小于预设阈值时，记录第八位姿；
[0030]S67、基于第八位姿，沿第一方向前进第四距离L4后，达到最终位姿，使得机器人本体与充电桩处于充电接口接触或无线充电区域重合的状态，其中，第四距离L4为磁条相对于充电桩的距离。
[0031]可选地，还包括：
[0032]若充电桩周围布设有两个或两个以上同心圆弧状的磁条，则重复执行S61至S66。
[0033]本申请第二方面提供一种自动回充上桩定位装置，所述装置包括：
[0034]构建单元，用于构建机器人底盘坐标系，定义机器人回充时的行进方向为第一方向，机器人的向上方向为第三方向，第二方向为根据右手坐标系从第三方向到第一方向的旋转来定义，其中，机器人底盘布设有一组线性霍尔传感器；
[0035]第一执行单元，用于当触发自动回充条件时，移动至充电桩的第一位置点，并记录
机器人的第一位姿，充电桩周围布设有同心圆弧状的磁条；
[0036]第二执行单元，用于基于第一位姿，沿第一方向前进直到机器人底盘的一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第二位姿；
[0037]第三执行单元，用于基于第二位姿执行旋转动作，直到机器人底盘的另一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第三位姿；
[0038]方向角确定单元，用于分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压，得到机器人相对于充电桩的第一方向角α；
[0039]路径执行单元，用于基于第一方向角α构建机器人至充电桩的上桩路径，并执行上桩路径直到机器人本体与充电桩处于充电接口接触或无线充电区域重合的状态。
[0040]本申请第三方面提供一种自动回充上桩定位设备，所述设备包括处理器以及存储器：
[0041]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0042]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的自动回充上桩定位方法的步骤。
[0043]本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的方法。
[0044]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0045]本申请中，提供了一种自动回充上桩定位方法、装置及设备，基于霍尔感应原理，只需要在充电桩周围布设磁条，无需任本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动回充上桩定位方法，其特征在于，包括：S1、构建机器人底盘坐标系，定义机器人回充时的行进方向为第一方向，机器人的向上方向为第三方向，第二方向为根据右手坐标系从第三方向到第一方向的旋转来定义，其中，机器人底盘布设有一组线性霍尔传感器；S2、当触发自动回充条件时，移动至充电桩的第一位置点，并记录机器人的第一位姿，充电桩周围布设有同心圆弧状的磁条；S3、基于第一位姿，沿第一方向前进直到机器人底盘的一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第二位姿；S4、基于第二位姿执行旋转动作，直到机器人底盘的另一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第三位姿；S5、分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压，得到机器人相对于充电桩的第一方向角α；S6、基于第一方向角α构建机器人至充电桩的上桩路径，并执行上桩路径直到机器人本体与充电桩处于充电接口接触或无线充电区域重合的状态。2.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，机器人底盘布设的一组线性霍尔传感器具体设置于机器人的第二方向的坐标轴上。3.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：基于第一位姿沿第一方向前进，当机器人底盘的一个线性霍尔传感器的电压值由小变大达到峰值后开始降低时，确定机器人底盘的一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第二位姿。4.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：若机器人底盘的线性霍尔传感器均未检测到位于磁条的正上方，则退回第一位姿并原地旋转机器人后，重新执行步骤S3。5.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：基于第二位姿，执行以一个线性霍尔传感器为旋转中心的绕第三方向对应轴正向旋转，直到机器人底盘的另一个线性霍尔传感器位于磁条的正上方，记录机器人的第三位姿。6.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：分别获取机器人底盘的两个线性霍尔传感器的电压；根据电压确定机器人底盘的两个线性霍尔传感器在磁条上的位置；根据机器人底盘的两个线性霍尔传感器在磁条上的位置确定机器人相对于充电桩的第一方向角α。7.根据权利要求1所述的自动回充上桩定位方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：S61、基于第三位姿，确定机器人底盘坐标系的坐标原点距磁条圆心的第一距离L1；S62、基于第三位姿...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨梦琳，王兴，李宏伟，尚永亮，张国旗，魏强，周玉黍，
申请(专利权)人：北京萌友智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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