[发明专利]机器人自动回充方法、装置及机器人系统

权利要求书

1.一种机器人自动回充方法，其特征在于，包括：

在机器人满足回充条件时，通过搭载在所述机器人上的激光雷达发射激光信号；

根据反射的激光信号确定目标位置，控制所述机器人移动到所述目标位置；所述目标位置为与充电座在预设相对位置关系的位置；

在所述目标位置进行第一ICP匹配，根据第一ICP匹配结果计算误差函数是否小于第一阈值，若是，获取最佳匹配参数；其中，所述最佳匹配参数为在所述误差函数小于第一阈值时，根据此时的所述第一ICP匹配得到的机器人的位姿；

控制所述机器人沿与所述充电座相平行的方向平移，在所述平移后的位置进行第二ICP匹配，根据第二ICP匹配结果计算误差函数是否小于第二阈值，若是，则控制机器人沿与所述充电座相垂直的方向平移预设距离，并判断所述机器人是否成功充电，若是，则所述机器人回充成功。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一ICP匹配、第二ICP匹配具体包括：

通过所述激光雷达在预设位置收集所述充电座的所有点云数据，得到当前周期的第一帧数据作为参考点云；

控制所述机器人调整姿态，利用激光雷达再次收集所述充电座的所有点云数据，得到第二帧数据作为目标点云；其中，所述第一帧数据和第二帧数据包括点云数据的强度信息或深度信息；

将所述参考点云与目标点云进行比较，确定点云数据变化关系，并根据获取的最佳匹配参数确定所述机器人姿态调整前后的相互变换关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一ICP匹配结果计算误差函数是否小于第一阈值的步骤之后，还包括：

当根据第一ICP匹配结果计算误差函数不小于第一阈值时，重新返回至所述根据反射的激光信号确定目标位置，控制所述机器人移动到所述目标位置的步骤，重新确定目标位置后，重复计算误差函数是否小于第一阈值；

当计算误差函数的次数大于预设值时，则确定机器人回充异常，并在所述充电座的参考点云关键帧的基础上复制多个参考点云关键帧；其中，所述参考点云关键帧通过激光雷达扫描充电座的标识部后得到；

根据所述多个参考点云关键帧进行第三ICP匹配，根据第三ICP匹配结果计算误差函数是否小于第三阈值，若是，则继续执行获取最佳匹配参数的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述充电座的参考点云关键帧的基础上复制多个参考点云关键帧的步骤，包括：

从所述充电座的参考点云关键帧中选取出关键帧点集；

以所述关键帧点集为中心位置，在所述中心位置的左右两侧各复制一个相同的所述关键帧点集，得到所述多个参考点云关键帧。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断机器人是否成功充电的步骤之后，还包括：

当所述机器人未成功充电时，控制所述机器人沿与所述充电座相垂直的方向远离所述预设距离，重新返回至所述控制所述机器人沿与所述充电座相平行的方向平移的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述机器人满足以下条件中的至少一种时，则判定所述机器人满足回充条件：

所述机器人的电池电量低于预设电量值；

所述机器人执行完所有当前任务后；

所述机器人接收到回充指令；

所述机器人的充电过程被动中断。