[发明专利]移动巡检极地机器人自主充电系统及其方法

权利要求书

1.移动巡检极地机器人自主充电系统，其特征在于：包括极地机器人（1）、设置进出口的充电仓仓体（2）和相应设于进出口外侧的坡道（3），极地机器人（1）设有充电头（4）、机器人主控芯片、接触传感器（5）、磁钉传感器（6）、电机、摄像机和摄像机云台（7），接触传感器（5）、磁钉传感器（6）、电机、摄像机和摄像机云台（7）均与机器人主控芯片电连接；所述摄像机设于摄像机云台（7）上；充电仓仓体（2）内设有电池和用于与充电头相接触并对极地机器人（1）充电的充电座（8），电池与充电座（8）电连接；坡道（3）的进入端的横向侧边设有第一目标物体（9），进出口处设有第二目标物体（10），充电座（8）的侧边设有第三目标物体（11），所述充电座（8）上设置磁钉（12）和触点。

2.如权利要求1所述的移动巡检极地机器人自主充电系统，其特征在于：所述充电座包括固设在充电仓仓体（2）内的座板（13）、一端与座板固定连接的横杆（14）、与座板（13）间隔设置的簧片安装板（15）和簧片安装板（15）上设置的充电簧片（16），所述横杆（14）另一端穿过簧片安装板（15）且固设有挡板（17），座板（13）与簧片安装板（15）之间设有套设在横杆（14）外圈的弹簧（18）。

3.基于权利要求 1所述的移动巡检极地机器人自主充电系统的移动巡检极地机器人自主充电方法,包括以下步骤：

步骤1：极地机器人搜索目标步骤如下：

步骤A1:对目标物体进行描述，即将目标物体的形状特征录入极地机器人的主控芯片中；

步骤B1:机器人主控芯片控制摄像机云台（7）匀速缓慢转动摄像机，使摄像机捕捉到极地机器人周边所有物体的图像；

步骤C1:机器人主控芯片通过多边形匹配算法对摄像机所捕捉到的所有物体的图像进行形状对比处理，找出符合所述目标物体形状的图像；

步骤D1:如未找出符合所述目标物体形状的图像则执行步骤B1；如已经找出符合所述目标物体形状的图像则执行步骤E1；

步骤E1：机器人主控芯片控制摄像机云台（7）使摄像机正对目标物体；

步骤F1：机器人主控芯片控制摄像机调整摄像焦距，使目标物体的成像大小适中，机器人主控芯片根据摄像机的焦距信息计算出极地机器人距离目标物体的大致距离；

步骤G1：机器人主控芯片停止摄像机云台（7）的运动，使摄像机正对目标物体；极地机器人完成搜索目标物体的步骤；

步骤2：极地机器人自动转向，使极地机器人的前方正对目标物体，具体步骤如下：

步骤A2：机器人主控芯片根据摄像机云台（7）偏转角度计算出极地机器人需要转动的方向、转角和转动速度；

步骤B2：机器人主控芯片控制极地机器人上的电机使极地机器人转向；

步骤C2：机器人主控芯片根据摄像机捕捉的图像来判断是否因转向过头而使摄像机丢失目标物体；是，则执行步骤A2；否则执行步骤D2；

步骤D2：执行步骤1极地机器人再次搜索目标物体；

步骤E2：判断极地机器人前方是否已经正对目标物体；是，则执行步骤F2；否，则执行步骤A2；

步骤F2：极地机器人完成自动转向，使极地机器人的前方正对目标物体的步骤；

步骤3：极地机器人向目标物体前进运动，具体步骤如下：

步骤A3:机器人主控芯片控制电机使极地机器人向前或者向后运动，调整极地机器人位置；

步骤B3：机器人主控芯片根据摄像机捕捉到的图像来判断是否丢失目标物体；是，则执行步骤C3；否，则执行步骤A3；

步骤C3:执行步骤1极地机器人再次搜索目标；

步骤D3：执行步骤2使极地机器人的前方正对目标物体；

步骤E3：机器人主控芯片判断摄像机焦距的放大倍数是否已经设置为最小；是，则执行步骤F3；否，则执行步骤A3；

步骤F3：极地机器人到达目标物体，完成极地机器人向目标物体前进运动的步骤；

步骤4：极地机器人判断需要进行充电动作，并开始执行充电步骤；

步骤5：极地机器人控制摄像机云台（7）搜索充电仓仓体（2）门口的第一目标物体（9）：首先执行步骤1极地机器人搜索第一目标物体（9）；其次执行步骤2极地机器人转向使极地机器人前方正对第一目标物体（9）；再次执行步骤3极地机器人向第一目标物体（9）前进；

步骤6：极地机器人到达第一目标物体（9），并更换目标物体为第二目标物体（10）：首先执行步骤1极地机器人搜索第二目标物体（10）；其次执行步骤2极地机器人转向使极地机器人前方正对第二目标物体（10）；再次执行步骤3极地机器人向第二目标物体（10）前进；

步骤7：极地机器人到达第二目标物体（10），并更换目标物体为第三目标物体（11）：首先执行步骤1极地机器人搜索第三目标物体（11）；其次执行步骤2极地机器人转向使极地机器人前方正对第三目标物体（11）；再次执行步骤3极地机器人向第三目标物体（11）前进；

步骤8：极地机器人尚未达第三目标物体（11）时，机器人主控芯片控制磁钉传感器（6）检测磁钉（12）的信号，如检测到磁钉（12）的信号则执行步骤9；如未检测到磁钉（12）的信号则继续执行步骤8；

步骤9：机器人主控芯片控制电机降低极地机器人的前进速度；

步骤10：极地机器人尚未达第三目标物体（11）时，机器人主控芯片控制接触传感器（5）检测触点接触信号，如检测到触点接触信号则执行步骤11；如未检测到触点接触信号则继续执行步骤10；

步骤11：极地机器人停止运动；

步骤12：机器人主控芯片将供电切换为外部电源供电；

步骤13：机器人主控芯片使能充电电路，开始对电池充电。