[实用新型]移动巡检极地机器人自主充电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于极地机器人领域。

背景技术

目前针对移动极地机器人自主充电技术采用多种传感器融合的方案。比如，家庭扫地极地机器人实现自主充电功能的技术方案需要激光传感器、红外传感器、超声波传感器等；室外移动极地机器人自主充电方案除了需要上述传感器外还需要加装GPS，有的需要在地面上铺设引导线。

上述方案针对结构化的应用场景，需要对应用环境做比较大的改造。部分进口传感器价格昂贵，而且在恶劣环境中，效果很差。激光传感器测量距离有限，要求工作环境中一定距离内有结构化的物体能够反射传感器发射的激光，在空旷地带没有反射物时无法工作。室外高精度激光传感器价格十分昂贵，其体积和重量也比较大，其应用是需要将传感器固定应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供移动巡检极地机器人自主充电系统及其方法，能够应用在南极科考站的电力系统巡检。与常见的电站巡检系统相比，本实用新型工作环境温度极低，最低可到-40摄氏度；本实用新型应用多边形匹配算法对摄像机所捕捉到的所有物体的图像进行形状对比处理，找出符合所述目标物体形状的图像，可以很好的应用在巡检路线空旷的环境下，不用设定固定的物体反射激光、超声波、红外等传感器发出的信号。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

移动巡检极地机器人自主充电系统，其特征在于：包括极地机器人、设置进出口的充电仓仓体和相应设于进出口外侧的坡道，极地机器人设有充电头、机器人主控芯片、接触传感器、磁钉传感器、电机、摄像机和摄像机云台，接触传感器、磁钉传感器、电机、摄像机和摄像机云台均与机器人主控芯片电连接；所述摄像机设于摄像机云台上；充电仓仓体内设有电池和用于与充电头相接触并对极地极地机器人充电的充电座，电池与充电座电连接；坡道的进入端的横向侧边设有第一目标物体，进出口处设有第二目标物体，充电座的侧边设有第三目标物体。

所述充电座包括固设在充电仓仓体内的座板、一端与座板固定连接的横杆、与座板间隔设置的簧片安装板和簧片安装板上设置的充电簧片，所述横杆另一端穿过簧片安装板且固设有挡板，座板与簧片安装板之间设有套设在横杆外圈的弹簧。

基于所述的移动巡检极地机器人自主充电系统的移动巡检极地机器人自主充电方法,包括以下步骤：

步骤1：极地机器人搜索目标步骤如下：

步骤A1:对目标物体进行描述，即将目标物体的形状特征录入极地机器人的主控芯片中；

步骤B1:机器人主控芯片控制摄像机云台匀速缓慢转动摄像机，使摄像机捕捉到极地机器人周边所有物体的图像；

步骤C1:机器人主控芯片通过多边形匹配算法对摄像机所捕捉到的所有物体的图像进行形状对比处理，找出符合所述目标物体形状的图像；

步骤D1:如未找出符合所述目标物体形状的图像则执行步骤B1；如已经找出符合所述目标物体形状的图像则执行步骤E1；

步骤E1：机器人主控芯片控制摄像机云台使摄像机正对目标物体；

步骤F1：机器人主控芯片控制摄像机调整摄像焦距，使目标物体的成像大小适中，机器人主控芯片根据摄像机的焦距信息计算出极地机器人距离目标物体的大致距离；

步骤G1：机器人主控芯片停止摄像机云台的运动，使摄像机正对目标物体；极地机器人完成搜索目标物体的步骤；

步骤2：极地机器人自动转向，使极地机器人的前方正对目标物体，具体步骤如下：

步骤A2：机器人主控芯片根据摄像机云台偏转角度计算出极地机器人需要转动的方向、转角和转动速度；

步骤B2：机器人主控芯片控制极地机器人上的电机使极地机器人转向；

步骤C2：机器人主控芯片根据摄像机捕捉的图像来判断是否因转向过头而使摄像机丢失目标物体；是，则执行步骤A2；否则执行步骤D2；

步骤D2：执行步骤1极地机器人再次搜索目标物体；

步骤E2：判断极地机器人前方是否已经正对目标物体；是，则执行步骤F2；否，则执行步骤A2；

步骤F2：极地机器人完成自动转向，使极地机器人的前方正对目标物体的步骤；

步骤3：极地机器人向目标物体前进运动，具体步骤如下：

步骤A3:机器人主控芯片控制电机使极地机器人向前或者向后运动，调整极地机器人位置；

步骤B3：机器人主控芯片根据摄像机捕捉到的图像来判断是否丢失目标物体；是，则执行步骤C3；否，则执行步骤A3；

步骤C3:执行步骤1极地机器人再次搜索目标；

步骤D3：执行步骤2使极地机器人的前方正对目标物体；