[发明专利]一种基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法

说明书

本发明特别涉及一种基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法。该基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法，基于激光雷达、惯性测量单元IMU和轮式里程计实现，先以充电桩位置为起点对工作环境进行建图；然后根据机器人对工作环境建好的地图进行机器人定位，获取机器人与充电桩的相对位置；最后调用机器人自主回桩充电程序，对转向角和行进距离进行计算；并根据计算结果进行机器人运动的转向角和行进距离的调节与控制，使机器人移动至充电桩位置进行自动充电。该基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法，简单高效，易于实现，无需人工干预，使机器人在电量即将耗尽时能够自动回到充电桩进行充电，提高了机器人自动化水平，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及智能机器人应用技术领域，特别涉及一种基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法。

背景技术

随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。

随着机器人技术的普及，机器人正被广泛应用于人们的生活中。目前机器人的动力主要由蓄电池提供，随着人们对机器人自动化要求的提高，机器人在电量即将耗尽时能够自动回到充电桩进行充电是提高机器人自动化水平必然要求。

基于这一情况，本发明提出了一种基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于多传感器的机器人自动回桩充电的方法，其特征在于：基于激光雷达、惯性测量单元IMU(Inertial measurement unit)和轮式里程计实现，包括以下步骤：

第一步，确定机器人充电桩位置，并以充电桩位置为起点对工作环境进行建图；

第二步，根据机器人对工作环境建好的地图进行机器人定位，获取机器人与充电桩的相对位置；

第三步，调用机器人自主回桩充电程序，对转向角和行进距离进行计算；并根据计算结果进行机器人运动的转向角和行进距离的调节与控制，使机器人移动至充电桩位置进行自动充电。

所述第一步中，采用激光SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，同步定位与建图)方法对工作环境进行建图。

所述第一步中，以充电桩位置为地图原点，以充电桩正面朝向为y轴建图。

所述第二步中，利用激光雷达获取机器人与充电桩的相对位置，实现机器人的实时定位。

所述第三步中，先对转向角进行计算，并根据计算结果发布转向速度指令调整机器人行进方向，使其朝向y轴的方向移动；移动到x＝0的位置后调整运动方向至y轴的正方向，对移动距离进行计算，根据计算结果直线移动至充电桩位置即可。

所述第三步中，惯性测量单元IMU根据机器人与充电桩的相对位置对转向角进行计算。

所述第三步中，轮式里程计根据机器人与充电桩的相对位置对移动距离进行计算。

所述机器人自主回桩充电程序包括定位模块，转向角计算模块，行进距离计算模块和运动模块；