[发明专利]桌面机器人的回充控制方法

权利要求书

1.一种桌面机器人的回充控制方法，该桌面机器人包括设有摄像头的机器人本体以及集成充电和调制发射无线信标功能的底座，其特征在于，所述回充控制方法包括：

步骤A、当桌面机器人的机器人本体接收到回充模式的充电指令时，调用摄像头采集桌面环境的图像，并控制采集的连续两帧图像进行特征匹配，计算出机器人本体的位置变化量，进而构建出相对应的栅格地图；

步骤B、控制桌面机器人的机器人本体接收底座调制发射的无线信标，并根据无线信标的强度信息解析出底座的初始方位指向；

步骤C、结合机器人本体的位置的变化及解析得到的初始方位指向，在栅格地图中规划回充路径；

步骤D、控制桌面机器人的机器人本体沿着回充路径移动；

步骤E、当接收的无线信标的强度处于预设阈值范围内时，控制采集的连续两帧图像进行特征匹配，计算出机器人本体的当前位置的矢量值，进而根据计算得到矢量值继续搜寻底座；

其中，底座上设置有用于发射所述无线信标的信源，预设阈值范围是信源发射的无线信标的信号强度的最大值的80％至90％；前述的连续两帧图像是同一物体在摄像头的不同视角下的成像平面上的图像；

所述步骤A和所述步骤E中，所述特征匹配的方法是：选定所述摄像头采集的图像的中心点作为环境图像的特征点，再与所述桌面机器人内置的桌面地图数据库中的环境图像进行特征描述符匹配，找到匹配度最大的图像，其中，桌面地图数据库存储的是所述机器人本体活动的桌面上，以所述底座的中心为圆心，预定长度为半径的回充圆周上各个位置以及圆心位置对应的环境图像特征描述符，以及在实际环境中预先测定的桌面坐标值；

其中，预定长度的数值不超过20cm。

2.根据权利要求1所述回充控制方法，其特征在于，所述计算出机器人本体的位置的变化，进而构建出与图像中的实际环境相对应的局部地图的方法为：

所述采集的连续两帧图像的特征点经过前述特征匹配得到匹配度最大的两幅环境图像后，从所述桌面地图数据库中提取这两幅环境图像对应的实际环境的桌面坐标值；

根据提取的桌面坐标值计算出机器人本体的位置的变化，进而建立与实际地形相对应的局部二值地图；

在离线工作方式下，对局部二值地图进行标记得到所述栅格地图。

3.根据权利要求1所述回充控制方法，其特征在于，所述步骤C中，在栅格地图中规划回充路径还包括：

调用摄像头采集所述初始方位指向上的图像，实时监测所述桌面机器人的机器人本体接收所述无线信标的强度信息；

通过与所述桌面地图数据库内置的障碍物地标图像进行特征匹配，判断是否存在障碍物；

当所述初始方位指向上存在障碍物时，则以其当前位置为起点、所述初始方位指向为前进方向，在所述栅格地图中规划出绕过障碍物且沿着所述无线信标的信号强度的梯度分布方向移动至所述底座的回充路径；

其中，所述桌面地图数据库还存储有障碍物地标图像。

4.根据权利要求3所述回充控制方法，其特征在于，所述回充路径中，所述无线信标的信号强度的梯度分布为梯度增强。

5.根据权利要求1所述回充控制方法，其特征在于，所述步骤E中，所述计算出机器人本体的当前位置的矢量值的方法包括：

所述采集的连续两帧图像在所述特征匹配过程中得到所述匹配度最大的图像后，根据所述匹配度最大的图像的特征点和所述摄像头的内参数，计算所述采集的连续两帧图像的单应矩阵；

根据单应矩阵对应的约束关系，将所述采集的连续两帧图像的特征点的坐标值统一到同一坐标系中；

根据小孔成像原理和上述统一处理的坐标值，结合单应矩阵和所述摄像头的内参数，计算采集当前环境图像时所述桌面机器人的机器人本体与所述回充圆周上相应位置的距离，进而计算出所述机器人本体的当前位置的矢量值。

6.根据权利要求1所述回充控制方法，其特征在于，所述步骤B中，具体包括：

控制所述桌面机器人的机器人本体自转，同时接收底座调制发射的无线信标；

分析自转过程中各个方向上的所述无线信标的强度信息，并滤除RSSI值小于50dBm的无线信标信号；获取上述无线信标中强度最大的方向信息，通过解析得出所述底座相对于所述桌面机器人的机器人本体的初始方位指向；其中，所述无线信标的强度信息包括RSSI值。