[发明专利]一种基于辅助定位的机器人自动回充系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于辅助定位的机器人自动回充系统及方法，自动回充系统包括辅助定位系统、充电桩和移动机器人；本发明申请设置的辅助定位系统在机器人上设置有两个定位发射单元，在充电桩上设置有两个定位接收单元，并通过定位发射单元与定位接收单元之间的通信测得其间距离，构建发射单元‑接收单元为顶点的三角形，基于三角形计算获得定位发射单元坐标，进而得到机器人的位置及方向，基于PID实时调整机器人的运动方向和距离，达到机器人自动回到充电桩进行充电的目的；本发明基于辅助定位实现机器人自动回充，精度高、受环境影响因素小，极大提升了机器人回充效率。

技术领域

本发明属于机器人自动回充技术领域，涉及一种基于辅助定位的机器人自动回充系统及方法。

背景技术

目前随着AI技术，特别是智能移动机器人的落地步伐不断加快，智能移动机器人在生活中越来越普及；智能移动机器人中最重要的功能是自主定位导航和自主回充，自主导航可以通过惯性、视觉、激光等传感器融合完成，自主回充由于对机器人定位精度要求高，需要基于自主导航功能下，再通过外部辅助装置的方法完成。

机器人回充时，首先，通过自动定位导航功能行驶到充电座附近，然后，利用外部辅助装置引导到充电座正前方，接着通过辅助装置调整方向完成回座充电。市面上辅助装置的方法一般在充电座上安装红外传感器或超声传感器，配合移动机器人本体上的传感器完成充电。但该类辅助装置方法精度较差，受环境影响较大，回充效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于辅助定位的机器人自动回充系统及方法，解决传统定位技术定位精度差、定位不稳定、回充效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于辅助定位的机器人自动回充系统，所述自动回充系统包括辅助定位系统、移动机器人和用于所述移动机器人充电的充电桩；其中：

所述辅助定位系统包括设置于所述移动机器人上的定位发射单元和设置于所述充电桩上的定位接收单元，所述定位发射单元有两组，包括第一定位发射单元和第二定位发射单元，两组所述定位发射单元相对设置于所述移动机器人两侧，所述定位接收单元有两组，包括第一定位接收单元和第二定位接收单元，两组所述定位接收端单元相对设置于所述充电桩两侧，所述定位发射单元与所述定位接收单元进行通信连接。

作为优选地，所述辅助定位系统包括UWB测距定位、蓝牙、WiFi、ZigBee、射频识别技术中的其中一种。

作为优选地，所述机器人包括移动底盘，所述移动底盘用于实现所述移动机器人线速度和角速度的控制。

一种基于辅助定位的机器人自动回充方法，所述方法包括：

定义回充坐标系，划分坐标系象限，分别测量第一定位发射单元到第一定位接收单元与第二定位发射单元到第二定位接收单元的距离值；

构建三角关系，基于测得的所述距离值，利用三角余弦、正弦定理计算获得所述第一定位发射单元与所述第二定位发射单元的坐标值；

构建机器人向量，计算所述机器人向量与坐标轴的夹角及所述机器人向量的中点坐标，获得所述机器人向量的方向及位置；

结合机器人移动底盘，调整所述机器人的移动方向，并实时测量所述第一定位发射单元到所述第一定位接收单元与所述第二定位发射单元到所述第二定位接收单元的距离的距离差，保持所述距离差为零，完成机器人自动对齐充电桩，所述机器人移动至所述充电桩进行充电。

作为优选地，所述定义回充坐标系，划分坐标系象限包括：

以第一定位接收单元和第二定位接收单元连线的中点为原点，沿所述第一定位接收单元的延伸方向为Y轴正方向，沿所述第二定位接收单元的延伸方向为Y轴负方向，垂直所述原点设置X轴正方向。