[发明专利]移动机器人归位充电及支付系统

说明书

技术领域

本发明涉及可移动服务机器人技术领域，尤其涉及一种移动机器人归位充电及支付系统。

背景技术

具有自主行为的电驱动移动机器人，在连续执行任务时，会遇到电池电量不足情况，此时需要自主返回充电基座补充电量。对于家庭服务机器人必须是后部进入充电基座，在充电过程中机器人仍然可以执行视觉安防检测任务。目前主要有几种自动归位充电方法：基于红外接收器和陀螺仪；基于红外接收器和视觉传感器；以及基于红外接收器。

基于红外接收器和陀螺仪的方法在调整机器人的姿态时需要用到陀螺仪提供的航向角度，陀螺仪传感器自身存在漂移，测量角度会产生误差，即使有磁力计进行矫正，需要复杂的卡尔曼滤波算法，在外界存在磁场干扰时，测量误差更大。

基于红外与视觉传感器的方法中，用视觉采集的图像进行处理来调整机器人的姿态，虽然图像处理理论很成熟但是需要昂贵的硬件支持，使用成本较高。基于红外接收器的方法中，用红外接收器和外设辅助装置引导机器人归位充电，需要额外成本；或用红外接收器引导机器人，可以任意角度与充电座接触，但对于室内用的机器人来说，考虑充电空间的限制，需规定对机器人与充电座的相对角度；利用红外接收器和里程计来计算充电座发射的红外范围，用里程计计算自身移动距离，再调整机器人与充电座之间的位置，此方法充电过程复杂，效率不高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种快速稳定的移动机器人自动归位充电方法。

本发明提供的移动机器人归位充电及支付系统，包括：一个红外发射器，布置于充电基座内部，用于产生扇形的红外信号区域；五个红外接收器，用于检测所述红外发射器发射的信号，其包括分别位于机器人两侧的两个红外接收器，以及位于所述机器人前部的三个红外接收器；所述位于机器人前部的三个红外接收器其中之一位于所述机器人前部中心，另外两个分别位于其两侧；一个超声波传感器，用于检测机器人与充电基座之间的距离；一第一无线通信模块，布置于机器人内，用于向充电基座发出充电请求信号；一控制模块，布置于充电基座内部，用于通过一第二无线通信模块接收第一无线通过模块发出的充电请求信号，并在接收到充电请求信号后控制所述红外发射器产生所述扇形的红外信号区域；移动机构，用于驱动机器人移动或转动；主控制器，用于根据所述超声波传感器检测到的距离以及所述五个红外接收器接收红外发射器信号的情况，控制所述移动机构动作，以驱动所述机器人转向或者前移；一限行模块，布置在充电基座上，在机器人充电完成后对机器人限行；以及一支付模块，布置于机器人内，机器人通过在线支付的方式获取离开权限。

本发明设计了一种快速稳定的自动归位充电系统，不需要额外的辅助传感器，如视觉传感器、陀螺仪、里程计等。本发明通过安装在机器人周围的多个红外接收器，接受充电座发射出的红外信号，即可调整机器人的姿态，完成自身姿态的调整，实现自动归位充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的组成示意图。

图2是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统在充电对接时的示意图。

图3是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的机器人充电极板的示意图。

图4是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的控制流程图。

图5是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的归位调整方向示意图。

图6是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统以轮距为转向半径示意图。

图7是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的零转向半径示意图。

图8是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的近充电基座范围直行示意图。

图9是本发明实施方式提供的移动机器人归位充电及支付系统的归位完成的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。