[发明专利]四足机器人自主充电方法及自主充电四足机器人

说明书

本发明涉及四足机器人自主充电方法及自主充电四足机器人，包括步骤一、定位建图：机器人在陌生环境中通过其前置深度相机捕获周边环境的特点来实现定位，并从充电桩出发在环境中游走的过程中建立相应的稀疏地图；步骤二、当机器人处于电量不足状态时，机器人开始以充电桩为目的进行路径规划；步骤三、当机器人进入充电桩所在的区域后，机器人开启充电桩检测算法，得到充电桩在真实世界中的坐标位置；步骤四、当充电桩暴露在机器人的腹部相机视野中时，开启四足机器人充电桩精定位算法，获得充电桩在真实世界中的坐标。利用本发明，机器人可以实现精确定位和充电，实现充电的自主化和智能化，继而实现移动机器人长期全自主的独立运行。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及四足机器人自主充电方法及自主充电四足机器人。

背景技术

移动机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

移动机器人需要依靠自身携带的高容量电池，实现较长时间的无绳化运行。但是由于电池容量的限制，移动机器人依然需要频繁的返回充电。为真正实现移动机器人长期全自主的独立运行，必须解决移动机器人自主充电问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供四足机器人自主充电方法及自主充电四足机器人。

本发明通过下述技术方案实现：

四足机器人自主充电方法，包括以下步骤：

步骤一、机器人在陌生环境中通过其前置深度相机捕获周边环境的特点来实现定位，并从充电桩出发在环境中游走的过程中建立相应的稀疏地图；

步骤二、当机器人处于电量不足状态时，机器人开始以充电桩为目的进行路径规划，沿最优路径走向充电桩；

步骤三、当机器人进入充电桩所在的区域后，机器人开启充电桩检测算法，并检测充电桩在RGB图像中的位置；

然后配合RGB图像中的二维坐标信息和前置深度相机的深度信息得到充电桩在真实世界中的坐标位置及大小，并进一步靠近充电桩；

步骤四、当充电桩暴露在机器人的腹部相机视野中时，开启四足机器人充电桩精定位算法，获得充电桩在真实世界中的坐标，机器人调整位姿实现充电。

进一步的，所述步骤一还包括：当稀疏地图建立完成后，机器人将地图分成不同的凸包区域，并明确充电桩所在的凸包区域。

进一步的，步骤四中，当充电桩暴露在腹部相机视野中时，关闭步骤三中所述的充电桩检测算法。

进一步的，所述步骤三中使用的充电桩检测算法为四足机器人充电桩定位算法。

进一步的，所述四足机器人充电桩定位算法，包括：通过充电桩粗定位模型对前置深度相机拍摄的图像进行检测，获得充电桩在真实世界中的初步位置。进一步的，所述充电桩顶部有电极区和至少一个二维码，电极区与二维码在同一平面内；所述二维码编码了该二维码的ID、该二维码与电极区的中心距离，以及该二维码的两条相互垂直边相对于该二维码中心到电极区中心连线的角度信息。

当腹部相机视野中有至少一个二维码时，则认为充电桩暴露在机器人的腹部相机视野中。

进一步的，所述步骤四中使用的四足机器人充电桩精定位算法包括以下步骤：

S1，获取视野中的一个二维码的三个角点在相机坐标系中的坐标，获得在相机坐标系中该二维码的中心坐标及边长；

S2，根据已知的二维码真实边长、二维码中心与电极区中心的真实距离以及S1获得的数据，计算出电极区中心到二维码中心的中心向量，根据所述中心向量求得电极区中心在相机坐标系中的坐标；