[发明专利]基于摄像头与激光引导定位的机器人自主充电系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于摄像头与激光引导定位的机器人自主充电系统及方法，其系统包括激光引导式充电桩和机器人充电控制电路，激光引导式充电桩包括底座、激光引导控制电路板、第一齿轮、第二齿轮、舵机、电源插入挡板、激光发射器和充电接口；激光引导控制电路板上集成有激光引导控制电路，激光引导控制电路包括充电桩微控制器、充电桩无线通信模块、源电路和激光发射驱动电路；机器人充电控制电路包括机器人微控制器、机载无线通信模块、摄像头、超声波传感器、电池电量检测电路、激光接收器、电池充电电路和充电插头；其方法包括步骤：一、摄像头定位，二、激光引导定位。本发明能够快速有效地给机器人电池进行充电，工作可靠性高，实用性强。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种基于摄像头与激光引导定位的机器人自主充电系统及方法。

背景技术

随着移动机器人技术不断的发展，自主移动机器人由于其良好的智能性、自主性已成为了机器人研究领域的热点之一，被赋予了多种多样的任务，如今自主机器人已经被广泛的应用到了各个行业，如清扫机器人、引导机器人、运输机器人、水下无缆机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等。尽管机器人的功能在不断地扩展，应用也越来越广泛，但是所有的这一切都离不开电能的支持。随着机器人功能的不断扩展，机器人对电能的要求量也不断的增加，如何实现长时间的、有效的供电成为了机器人产业化必须面对和解决的问题，自主充电技术是解决机器人自主性的关键。

目前,移动机器人都是使用高质量的机载可充电蓄电池组来给自身供电,但是一般只能维持几个小时,一旦电能耗尽,必须采用人工干预的方式来给机器人充电。如果采用人工充电,那么机器人就处于一种非连续的任务环,这阻碍了机器人的长期自治。如果要实现真正意义上的长期自治,机器人必须能在所处的环境中实现自我支持,实现连续任务环。机器人连续任务环被简单地定义为使机器人以自主充电的方式来继续完成它所分配到的任务。一旦开始运行,机器人便进入连续任务环,即不再需要人的帮助,在此系统中,启动和停止是由机器人自动完成的。对于煤矿井下自主移动机器人来说，煤矿井下发生瓦斯、煤尘等爆炸事故后，如果存在着火点，容易发生二次爆炸等事故，人员进入具有高危险性，抢险人员在第一时间难以进入，而井上专家和决策者又急需获得井下情况，以便做出判断和决策。由机器人先行进入井下，探测井下事故破坏和环境情况，以声像和数据的形式将信息反馈到控制中心无疑是最有效而且安全的方案。由于常见的移动机器人动力能源的无缆化主要依赖高品质的机载蓄电池组,如何让机器人在无人工干预环境下安全可靠、快速高效地实现自动充电是实现机器人长期自治的一项关键技术。