[发明专利]室内移动机器人初步定位充电座的电子辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内移动机器人初步定位充电座的电子辅助系统，属于自动控制领域。

背景技术

室内移动机器人已经开始应用到实际家庭环境，以及公共场所，比如博物馆、展览馆、机场候机厅、火车站候车厅等。可以进行地面清扫，引导游客观光游览，或者提供信息服务和路径指引。但是因为室内移动机器人具有移动性，能源来自于自身携带的可充电电池，当电池耗尽时，需要找到充电座进行充电。目前，针对该问题所采取的方案，只能解决小区域范围内的充电座寻找问题。

比如，专利ZL 02138302.2是在充电座上设置条码，以帮助自动吸尘器确定自己的相对位置。该方案覆盖范围较大，但是对角度要求高，并且定位过程复杂，效率不高。专利ZL 200410014011.1在自动吸尘器的尾部设置充电电极和红外接收探头，侧面也设置红外接收探头，充电座设置了充电电极和红外发射装置。该方案方法简单，但是覆盖范围小，自动吸尘器找到充电座的平均时间很长。专利ZL 200520065314.6采用设置在充电座正前方的红外线发射管引导吸尘机器人与充电座进行对接。由于红外线发射管的功率和发射角的限制，该方案效率低，难以用于到实际应用中。而专利ZL 200510129650.7在清洁机器人上设置了拍摄充电座图像的摄像机单元，利用充电座的图像信息检测充电座的方向和位置，由此正确并迅速的返回充电座。该方案不仅系统成本高，受环境光线影响，并且随着距离的增加，分辨率不断降低。

在大环境下，室内移动机器人寻找相对很小的充电座，具有难度大、成功率低的特点。本专利采用覆盖范围大，并且功率可调的射频发射信号作为充电座的特征信号，引导室内移动机器人进入充电座的近距离位置。

发明内容

本发明的目的是为了克服室内移动机器人在实际应用中的回归充电问题，采用覆盖范围大的射频信号作为充电座的特征信号，并通过射频功率的动态变化，引导室内移动机器人靠近充电座，为后续进行对接充电做好准备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

室内移动机器人初步定位充电座的电子辅助系统，所述的室内移动机器人在前端设置充电电极公端，所述的充电座包括设置在前端的充电电极母端和侧面的电源插孔，所述的电子辅助系统包括设置在所述的室内移动机器人内部的主控电子装置和设置在所述的充电座内部的充电座电子装置，所述的主控电子装置设置充电电路与所述的充电电极公端连接，所述的充电电路输出连接所述的充电电池，所述的充电电池输出连接电源电路，所述电源电路输出系统电源为后续电路提供电源，还包括处理器，所述的处理器输出控制人机界面模块、障碍物检测模块、行走驱动模块和任务执行模块，所述的充电座电子装置设置进行集中控制的微控器，与所述的电源插孔连接的变压电路，与所述的变压电路连接的电流检测电路，与所述的电流检测电路连接的开关管，所述的开关管由所述的微控器控制，所述的开关管连接所述的充电电极母端，所述的主控电子装置，设置与所述的处理器连接的射频接收电路，以及设置在所述的处理器中的回归控制策略，所述的充电座电子装置，设置与所述的微控器连接的射频发射电路，所述的射频发射电路设置功率调节电路，射频的最大覆盖范围为L，最小覆盖范围为S。

所述的射频接收电路与所述的射频发射电路，设置相同的工作频率。

所述的室内移动机器人结束工作任务或者所述的充电电池需要充电的时候，所述的处理器启动所述的回归控制策略，所述的回归控制策略包括以下步骤：

（1）、所述的射频发射电路通过所述的功率调节电路不断调节发射功率，使覆盖范围从最大覆盖范围L逐渐变化为最小覆盖范围S，然后又从最大覆盖范围L逐渐变化为最小覆盖范围S，循环往复，时间周期为T；所述的室内移动机器人四处游走，所述的处理器开启所述的射频接收电路，当所述的处理器接收到所述的充电座电子控制装置发送的特征射频信号，则所述的处理器判断所述的充电座就在附近，控制所述的室内移动机器人原地等待；

（2）当所述的处理器不能接收到所述的特征射频信号时，所述的室内移动机器人开始向前、后后、向左和向右行行走，直到重新接收到所述的特征射频数据；

（3）、重复步骤（2）直到在所述的时间周期T中，所述的移动机器人都能接收到所述的特征射频信号，则所述的室内移动机器人处在所述的充电座附近，距离在所述的最小覆盖范围S以内。

实施本发明的积极效果是：1、射频信号覆盖范围广，可以帮助室内移动机器人迅速回到充电座的附近；2、射频信号覆盖动态变化，可精确定位充电座的具体位置。