[发明专利]基于无线信号强度梯度的移动机器人定位充电基座的智能方法

摘要

公开基于无线信号强度梯度的移动机器人定位充电基座的智能方法，移动机器人包括驱动轮和与驱动轮连接的驱动电机，设置在移动机器人前端的充电电极公端以及主控电子装置设置，充电基座包括设置充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，充电控制电子装置设置控制器和与控制器连接的第一WIFI模块，主控电子装置设置处理器和与处理器连接的第二WIFI模块，以及设置在处理器中的充电基座定向智能方法，所述的充电座定向智能方法包括十个步骤，分别进行位置与方向计算，无线信号强度采集，移动距离计算，数据存储，无线信号强度梯度计算，以及当前位置无线信号强度梯度最大值的计算，从而获取移动机器人方向与充电基座的夹角，为寻找充电座提供指导。

主权项

1.基于无线信号强度梯度的移动机器人定位充电基座的智能方法，所述的移动机器人包括驱动轮和与所述的驱动轮连接的驱动电机以及设置在所述的移动机器人前端的充电电极公端，所述的移动机器人内部设置主控电子装置，所述的主控电子装置包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的电机驱动电路，所述的电机驱动电路与所述的驱动电机连接，与所述的处理器连接的障碍物检测电路，用于进行避障和路径规划，与所述的处理器连接的标志信号接收装置，用于接收充电基座发出的特征信号，与所述的处理器连接的惯性导航系统，用于计算所述的移动机器人的位置(x,y)和方向θ，还包括与所述的处理器连接的充电电路，所述的充电电路与所述的充电电极公端连接，所述的充电电路输出连接所述的充电电池，所述充电电池输出连接第二电源电路，所述的第二电源电路为后续电路提供电源；所述的充电基座包括充电电极母端、电源插孔，以及充电控制电子装置，所述的充电控制电子装置设置了进行集中控制的控制器，与所述电源插孔连接的第一电源电路和滤波电路，与所述的滤波电路连接的开关管，所述的开关管由所述的控制器控制，输出连接电流检测电路，所述的电流检测电路连接所述的充电电极母端，所述的电流检测电路将电流信号转换成电压信号给所述的控制器，还包括与所述的控制器连接的标志信号发射装置，用于发射特征信号，其特征在于：所述的充电控制电子装置，设置与所述的控制器连接的第一WIFI模块，所述的第一WIFI模块设置为AP模式，所述的主控电子装置设置与所述的处理器连接的第二WIFI模块，所述的第二WIFI模块设置为STA模式，所述的处理器可获取所述的第二WIFI模块接收到的无线信号强度值RSSI，记为R，以及设置在所述的处理器中的充电基座定向智能方法，所述的充电座定向智能方法包括以下步骤：（1）设置链表L0={a0，a1，a2}，其中ai=Ri，i=0,1,2,3，Ri为不同时刻存储的无线信号强度值；设置链表L1={b0，b1}，其中bj=ΔRj=aj+1‑aj，j=0,1，即为无线信号强度的梯度值；设置变量P0(x0,y0)用于存储初始位置坐标；（2）所述的处理器控制所述的第二WIFI模块接入所述的第一WIFI模块的网络，所述的处理器实时获取所述的第二WIFI模块接收到的无线信号强度值R；所述的惯性导航系统实时计算所述的移动机器人的坐标(x,y)和方向θ；（3）所述的移动机器人直线前进，同时初始P0，即x0=x，y0=y；（4）当所述的移动机器人遇到障碍物或者需要转向时，返回步骤3；如果移动距离d=>10cm时，执行步骤5；当任务完成或者电量不足时，执行步骤6；否则，继续执行步骤4；（5）储存当前数据：x0=x，y0=y；a0=a1，a1=a2，a2=R；b0=b1，计算当前位置的无线信号强度梯度值b1=ΔR=(a2‑a1)/0.01，返回步骤4；（6）采用数据处理算法，计算所述的移动机器人与所述的充电基座的方向夹角β0；（7）所述的移动机器人向右旋转角度β0，直线前进，同时初始P0，即x0=x，y0=y；（8）当移动距离d=>10cm时，执行步骤9；（9）储存当前数据：x0=x，y0=y；a0=a1，a1=a2，a2=R；b0=b1，计算当前位置的无线信号强度梯度值b1=ΔR=(a2‑a1)/0.01；（10）采用所述的数据处理算法，计算所述的移动机器人与所述的充电基座的方向夹角β1，如果β1<δ,其中δ设置为接近于零的阈值，则确认所述的充电基座的方向正确，进入与所述的充电基座对接的过程；否则，向左旋转角度β1，并进入与所述的充电基座对接的过程。