[实用新型]一种机器人自主充电系统

说明书

本实用新型公开了一种机器人自主充电系统，属于机器人自主定位和导航技术领域。系统包括对外交互模块、ROS导航模块、运动控制模块和短距离控制模块；对外交互模块为人机交互提供平台，在自主充电过程中接收外界充电命令、控制系统开始进行自主充电并对外界反馈充电结果；ROS导航模块在自主充电过程中将机器人导航到充电桩前1.5m范围内；运动控制模块在自主充电过程中，接收ROS导航模块的控制命令，控制电机做相应的导航动作，当机器人到达充电桩前1.5m左右后，根据短距离定位模块的数据控制机器人完成与充电桩的精确对接；本实用新型在实现自主充电过程中能够自动避开障碍物以及完成对外交互。

技术领域

本实用新型涉及机器人自主定位和导航技术领域，具体涉及一种机器人自主充电系统。

背景技术

近些年来机器人行业发展迅猛，机器人的市场需求也越来越大，同时对机器人的智能化要求也越来越高。越来越多的应用场景需要机器人具有自主充电功能，要实现自主充电必须先确定机器人相对于充电座的实时位置信息，并根据实时位置信息将其导航到充电座。在众多的定位技术里面，利用“基于激光雷达的ROS导航系统”和“基于超声和红外的近距离定位系统”能够完整、高效的实现任意位置的自主充电功能。目前该技术方案已经被使用到多种类型的机器人，比如商场导购机器人、银行迎宾机器人、机房巡检机器人、小区安保机器人等。

现有的机器人自主充电方案一般采用红外定位和导航系统，此方案的原理为：在充电桩上安装红外发射装置，机器人上安装红外接收装置。充电桩上的红外发射装置不断地向外发射红外线，当机器人检查到电量较低后，开始控制机器人按照一定的方式不断地运动，直到机器人运动到充电桩附近并接收到红外线信号，然后利用接收的红外线信息，将机器人导航到充电桩，进行充电。

采用红外定位和导航系统进行自主充电有以下三点缺陷：

1.此方案效率低，开始阶段机器人没有明确的路径规划，要不断地走来走去寻找红外线，多走很多的冤枉路；

2.此方案成功率低，因为红外线无法穿透物体，使得使用红外线只能够在视距范围内定位，就像我们的电视机遥控器用的红外线一样，如果有东西遮挡就失去了信号，那么机器人将无法找到红外线信号，自主充电功能将失效；

3.此方案智能化低，应用场合范围小，因为此方案开始阶段机器人要不断地走来走去以寻找红外线，智能度太低，因此这种方案只能被应用到低端的机器人上，如扫地机器人。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种机器人自主充电系统，该系统在实现自主充电过程中能够自动避开障碍物以及完成对外交互。

一种机器人自主充电系统，该系统包括对外交互模块、ROS导航模块、运动控制模块和短距离控制模块；

对外交互模块为人机交互提供平台，通过“麦克”或“液晶屏”接收用户的交互命令，通过“功放”和“液晶屏”对外输出机器人的回应信息；在自主充电过程中接收外界充电命令、控制系统开始进行自主充电并对外界反馈充电结果；

ROS导航模块规划机器人的行走路径，为机器人导航，在自主充电过程中将机器人导航到充电桩前1.5m范围内；

运动控制模块用于控制机器人电机运动，在自主充电过程中，接收ROS导航模块的控制命令，控制电机做相应的导航动作，当机器人到达充电桩前1.5m左右后，根据短距离定位模块的数据控制机器人完成与充电桩的精确对接；

短距离定位模块计算出机器人相对于充电桩的精确坐标，并将坐标信息传送给运动控制模块。

进一步地，所述对外交互模块采用安卓控制核心通过USB和UART接口分别与ROS导航模块和运动控制模块实现信息交互。