[发明专利]一种移动机器人及其自主充电方法和系统

权利要求书

1.一种移动机器人的自主充电方法，所述移动机器人包括摄像头，其特征在于，该移动机器人的自主充电方法包括：

获取所述摄像头采集的图像，识别所述图像中的信息；

当所述信息中包括二维码时，基于所述二维码得到所述移动机器人的第一位姿，当所述信息中包括环境特征时，基于所述环境特征得到所述移动机器人的第二位姿；

利用所述第一位姿和/或所述第二位姿确定所述移动机器人的当前位姿；

基于当前位姿控制所述移动机器人移动至与充电桩对接，执行充电操作。

2.根据权利要求1所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，基于所述二维码得到所述移动机器人的第一位姿的过程包括：

获取所述二维码与所述摄像头的相对位姿；

利用所述移动机器人的机器人参数和所述相对位姿计算所述移动机器人的第一位姿。

3.根据权利要求2所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，获取所述二维码与所述摄像头的相对位姿的过程包括：

确定所述二维码在所述图像中的ROI区域；

识别所述ROI区域中的二维码图像；

对所述二维码图像进行投影变换，并基于所述二维码的基础特征得到二维码坐标系；

利用所述二维码坐标系确定所述二维码与所述摄像头的相对位姿。

4.根据权利要求1所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，基于所述环境特征得到所述移动机器人的第二位姿的过程包括：

获取每一环境特征对应的位置；

基于所有所述环境特征对应的位置计算所述移动机器人的第二位姿。

5.根据权利要求4所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，所述获取每一环境特征对应的位置之前，该移动机器人的自主充电方法还包括：

预先控制所述移动机器人在所述充电桩周围移动，获取所述移动机器人的移动过程中所述摄像头采集的图像；

从每一所述图像中提取环境特征，并记录每一所述环境特征的标识和位置；

基于所有所述环境特征的标识和位置构建特征辞典；

相应的，获取每一环境特征对应的位置的过程包括：

利用识别到的每一环境特征的标识在所述特征辞典中进行匹配，确定所述环境特征对应的位置。

6.根据权利要求1所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，利用所述第一位姿和/或所述第二位姿确定所述移动机器人的当前位姿的过程包括：

基于所述第一位姿、所述第二位姿、二维码特征方差、环境特征方差、二维码因子、环境特征因子建立第一关系式，并利用所述第一关系式确定所述移动机器人的当前位姿。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，所述移动机器人还包括测距传感器，所述基于当前位姿控制所述移动机器人移动至与充电桩对接的过程包括：

利用当前位姿和目标位姿计算移动机器人的控制参数；

按所述控制参数控制所述移动机器人移动到预充电位置；

获取所述测距传感器的检测数据；

基于所述检测数据控制所述移动机器人从所述预充电位置移动至与充电桩对接。

8.根据权利要求7所述的移动机器人的自主充电方法，其特征在于，所述利用当前位姿和目标位姿计算移动机器人的控制参数的过程包括：

基于当前位姿和目标位姿得到位置偏差和角度偏差；

将所述位置偏差输入第一PID控制器得到位置控制量；

将所述角度偏差输入第二PID控制器得到角度控制量；

基于所述位置控制量、所述角度控制量、位置控制因子和角度控制因子建立第二关系式，并利用所述第二关系式计算移动机器人的控制参数。