移动机器人的回充方法、移动机器人及存储介质与流程

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种移动机器人的回充方法、移动机器人及存储介质。

背景技术：

清洁机器人的回充操作是维持清洁机器人持续工作的重要控制，然而在现有技术中，通过红外传感器的感应，可以实现了回充操作。但是目前的回充操作通过控制清洁机器人切换到回充模式，来实现对清洁机器人的回充控制。

对于特定结构，需要倒退回充的清洁机器人，在回充时常常会出现无法对准，被卡住的情况。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决现有的清洁机器人回充成功率低的技术问题。

本发明第一方面提供了一种移动机器人的回充方法，应用于移动机器人和充电桩，所述移动机器人的回充方法包括：

所述移动机器人处于回充工作状态时，接收所述充电桩发射的回充信号；

所述移动机器人根据所述回充信号向所述充电桩正向行驶；

当所述移动机器人确定所述移动机器人的前端与所述充电桩的位置对齐时，所述移动机器人执行掉头操作；

所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，在所述确定所述移动机器人的前端与所述充电桩的位置对齐之后，在所述移动机器人执行掉头操作之前，还包括：

在所述移动机器人正向行驶的过程中，通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息；

若所述实时位置信息位于所述充电桩的托盘的边缘处，则检测设于所述移动机器人的前端的若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到所述回充信号。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，若所述检测单元包括陀螺仪时，所述通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息包括：

采集所述陀螺仪的实时工作参数；

根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述实时工作参数包括俯仰角度值，所述根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息包括：

将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，若所述检测单元包括超声波传感器时，所述通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息包括：

采集所述超声波传感器实时接收到的回声信号；

根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息包括：

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

若所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述移动机器人执行掉头操作包括：

若检测所述若干组红外接收传感器都接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处，则确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间不存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，并获取掉头控制指令，控制所述移动机器人执行掉头操作；

若检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处，则确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，则控制所述移动机器人沿着远离所述充电桩的极片的方向后退行驶，并根据所述回充信号调整所述移动机器人的前端与所述充电桩的极片的对齐位置。

可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动包括：

通过设于所述移动机器人的后端的红外接收传感器接收所述充电桩发射的回充信号；

基于所述回充信号计算出所述充电桩的极片相对于所述移动机器人正向行驶时的方向的偏移量；

根据所述偏移量调整所述移动机器人的位置，并控制所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的极片的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

可选的，在本发明第一方面的第八种实现方式中，在所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动之后，还包括：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的轮子码盘距离数据和行进时间；

将所述轮子码盘距离数据和行进时间分别与对应的设定阈值进行比较；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间中有至少一个超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间均不超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充成功。

可选的，在本发明第一方面的第九种实现方式中，在所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动之后，还包括：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的运行速度和行进时间；

根据所述运行速度和所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离，计算出所述移动机器人从掉头操作的位置到接触所述充电桩的极片所消耗的总时间长度；

将所述总时间长度与所述行进时间进行比较；

若所述总时间长度不大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述总时间长度大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充成功。

可选的，在本发明第一方面的第十种实现方式中，所述方法还包括：

若检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号，则结束所述移动机器人的回充工作状态，并发出报警信息。

本发明第二方面提供了一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括：

信号接收模块，用于所述移动机器人处于回充工作状态时，接收所述充电桩发射的回充信号；

正向驱动模块，用于根据所述回充信号向所述充电桩正向行驶；

掉头驱动模块，用于当所述移动机器人确定所述移动机器人的前端与所述充电桩的位置对齐时，所述移动机器人执行掉头操作；

后退驱动模块，用于沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述移动机器人还包括检测模块，其具体用于：

在所述移动机器人正向行驶的过程中，通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息；

若所述实时位置信息位于所述充电桩的托盘的边缘处，则检测设于所述移动机器人的前端的若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到所述回充信号。

可选的，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述检测模块包括：

第一采集单元，用于在所述检测单元包括陀螺仪时，采集所述陀螺仪的实时工作参数；

第一确定单元，用于根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

第一匹配单元，用于根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述第一确定单元具体用于：

在所述实时工作参数包括俯仰角度值时，将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

可选的，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述检测模块包括：

第二采集单元，用于在所述检测单元包括超声波传感器时，采集所述超声波传感器实时接收到的回声信号；

第二确定单元，用于根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

第二匹配单元，用于根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，在本发明第二方面的第五种实现方式中，所述第二确定单元具体用于：

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

若所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

可选的，在本发明第二方面的第六种实现方式中，所述掉头驱动模块具体用于：

在检测所述若干组红外接收传感器都接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处时，确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间不存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，并获取掉头控制指令，控制所述移动机器人执行掉头操作；

在检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处时，确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，则控制所述移动机器人沿着远离所述充电桩的极片的方向后退行驶，并根据所述回充信号调整所述移动机器人的前端与所述充电桩的极片的对齐位置。

可选的，在本发明第二方面的第七种实现方式中，所述后退驱动模块包括：

红外接收单元，用于通过设于所述移动机器人的后端的红外接收传感器接收所述充电桩发射的回充信号；

计算单元，用于基于所述回充信号计算出所述充电桩的极片相对于所述移动机器人正向行驶时的方向的偏移量；

后退驱动单元，用于根据所述偏移量调整所述移动机器人的位置，并控制所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的极片的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

可选的，在本发明第二方面的第八种实现方式中，所述移动机器人还包括回充控制模块，其具体用于：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的轮子码盘距离数据和行进时间；

将所述轮子码盘距离数据和行进时间分别与对应的设定阈值进行比较；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间中有至少一个超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间均不超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充成功。

可选的，在本发明第二方面的第九种实现方式中，所述回充控制模块，其具体还用于：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的运行速度和行进时间；

根据所述运行速度和所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离，计算出所述移动机器人从掉头操作的位置到接触所述充电桩的极片所消耗的总时间长度；

将所述总时间长度与所述行进时间进行比较；

若所述总时间长度不大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述总时间长度大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充成功。

可选的，在本发明第二方面的第十种实现方式中，所述移动机器人还包括告警模块，其具体用于：

在检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号时，则结束所述移动机器人的回充工作状态，并发出报警信息。

本发明第三方面提供了一种移动机器人，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互联；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述移动机器人执行上述的移动机器人的回充方法。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的移动机器人的回充方法。

本发明提供的技术方案中，通过控制移动机器人在回充工作状态下接收充电桩发射的回充信号，并根据回充信号控制移动机器人向充电桩正向行驶，在确定移动机器人的前端与充电桩的位置对齐时，控制移动机器人执行掉头操作，并控制其沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩的极片所在的位置移动；本申请提供的方法基于回充信号进行充电桩位置的对齐计算，并且是先控制正向向充电桩行驶，并在正向行驶的过程中进行对齐的计算，在确定对齐后，控制移动机器人掉头进行后退向充电桩行驶，最终实现回充的控制，通过对齐的计算实现回充移动的控制，耗时更短，大大缩短了回充的控制时间，并且还避免了由于信号搜索所带来的信号干扰而降低回充成功率的问题，同时通过掉头行驶的方式控制移动机器人上桩，使得移动机器人能够快速对准充电极片，提高回充接触的成功率，提升用户的使用体验。

附图说明

图1为本发明第一个实施例提供的移动机器人的回充方法的流程图；

图2为移动机器人的前端与充电桩的位置对齐的位置示意图；

图3为本发明充电桩发射的回充信号的覆盖区域的划分示意图；

图4为本发明第二个实施例提供的移动机器人的回充方法的流程图；

图5为本发明第三个实施例提供的移动机器人的回充方法的流程图；

图6为本发明移动机器人的结构示意图；

图7为本发明充电桩的结构示意图；

图8为本发明第四个实施例提供的移动机器人的回充方法的流程图；

图9为本发明实施例中移动机器人的一个结构示意图；

图10为本发明实施例中移动机器人的另一个结构示意图；

图11为本发明实施例中移动机器人的一个实施例示意图。

具体实施方式

目前的移动机器人通过倒退回充时，由于移动机器人后端无碰撞传感器、距离传感器等检测装置，使得其倒退时无法获知充电桩的极片的具体位置，从而导致其回充的成功率极低，对此，本发明实施例提供了一种移动机器人的回充方法、移动机器人及存储介质，具体是通过接收充电桩发出的回充信号，基于回充信号确定充电桩的方向，并控制移动机器人进行正向行驶向充电桩靠近，在正向行驶过程中确定了充电桩的位置后，掉头，然后后退行驶，上桩进行充电，基于正向行驶、掉头控制和后退行驶的方式不仅提高了回充控制的精准度和减少回充耗时，基于后退行驶上桩，使得移动机器人的充电接触位与充电桩的充电极片对齐，便于移动机器人上桩后的精准控制，从而提高的回充的成功率，也提高了用户对移动机器人的使用体验感。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中移动机器人的回充方法的一个实施例包括：

101、移动机器人处于回充工作状态时，接收充电桩发射的回充信号；

可以理解的是，本发明的执行主体可以为移动机器人，具体是哪种类型的移动机器人此处不做限定。本发明实施例以清洁机器人为执行主体为例进行说明，该移动机器人包括行驶驱动装置、若干组红外接收传感器、超声波传感器和陀螺仪，其中若干组红外接收传感器分别设置在移动机器人的前端和后端。

在本实施例中，移动机器人通过该红外接收传感器接收充电桩发射的回充信号。对于回充工作状态的确定，具体是通过对清洁机器人中电量进行检测，若检测到电量低于预设电量值时，将所述清洁机器人从清洁工作状态切换至回充工作状态，该回充工作状态可以理解为是清洁机器人寻找充电桩的状态。

进一步的，还可以通过检测清洁接人是否接收到回充控制的指令，例如用户通过遥控器或者在清洁机器人上触控复位按键，从而触发发射出回座指令，这时所述清洁机器人将切换至回充工作状态，并搜索其所在环境中的回充信号，优选的，该回充信号为充电桩通过红外发射装置产生并外发的红外信号。

在实际应用中，在接收充电桩发射的回充信号时，具体的当在该环境中存在多个回充信号时，清洁机器人在接收到多个回充信号后，分别对每个回充信号进行分析，提取其中携带的标志信息，例如充电桩的型号或者编号，基于编号确定与清洁机器人对应的充电桩。当然可以通过提取回充信号的发射频率，根据发射频率与清洁机器人的接收频率范围进行匹配，选择在频率范围内的回充信号进行接收，若存在至少两个回充信号满足频率范围时，则计算回充信号的强度，选择强度最大的一个作为该清洁机器人的回充信号。

102、移动机器人根据回充信号向充电桩正向行驶；

在本实施例中，移动机器人在接收到回充信号后，还包括确定回充信号是由移动机器人的前端红外接收传感器还是后端的红外接收传感器，并基于接收到回充信号确定充电桩相对于移动机器人的方向，并控制所述移动机器人对着所述充电桩进行正向行驶。

在实际应用中，若检测到所述回充信号是前端的红外接收传感器接收时，确定所述移动机器人当前的正向行驶方向，将当前的正向行驶方向与充电桩的方向进行比对，根据比对的结果调整移动机器人，使得移动机器人的正向行驶方向与充电桩对齐，并控制移动机器人继续正向行驶。

若检测到后端的红外接收传感器接收时，控制所述移动机器人掉头操作，并将当前的正向行驶方向与充电桩的方向进行比对，根据比对的结果调整移动机器人，使得移动机器人的正向行驶方向与充电桩对齐，并控制移动机器人继续正向行驶。

103、当移动机器人确定移动机器人的前端与充电桩的位置对齐时，移动机器人执行掉头操作；

该步骤中，这里的对齐指的是移动机器人的前部的红外接收传感器与充电桩的红外发射装置对齐，或者说移动机器人位于充电桩中心位置(前端两个红外发射端连线的中垂线上)对应的直线上，具体如图2所示。在此位置上掉头(旋转180度)再后退可以使得移动机器人的后端的充电极片刚好与充电桩的极片对准。

在本实施例中，在执行掉头操作之前，还包括实时检测所述移动机器人在正向行驶过程中的实时位置信息，基于实时位置信息确定是否达到执行掉头操作的条件，若达到，则执行掉头，反之，则进行向所述充电桩行驶。

在本实施例中，在所述移动机器人正向行驶的过程中，通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息；其中，所述检测单元可以是陀螺仪、超声波传感器等。

若所述实时位置信息位于所述充电桩的托盘的边缘处，则检测设于所述移动机器人的前端的若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到所述回充信号，其中，这里的托盘的边缘处是指机器人的前轮刚上托盘。

104、移动机器人沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩的极片所在的位置移动。

该步骤中，在掉头之后，在后退行驶之前，还包括通过所述移动机器人的后端的红外接收传感器接收充电桩发射的回充信号，根据回充信号调整所述移动机器人在掉头后，移动机器人上的充电极片和充电桩中的极片的对齐位置，在调整对齐后控制所述移动机器人的行驶驱动装置进行后退行驶，以向所述充电桩的极片靠近。

在实际应用中，对于判断所述移动机器人是否达到掉头操作的标准，除了根据上述检测移动机器人的实时位置信息与托盘之间的关系来确定之外，还可以通过实时位置信息与充电桩发射的回充信号的覆盖区域之间的关系来确定，具体的，根据移动机器人的移动区域进行区域划分，以充电桩位中心进行信号区域划分，优选分为三大区域，分别是依次按照距离充电桩的距离从远到近排序的第一区域、第二区域和第三区域，如图3所示，在移动机器人接收到回充信号后，通过移动机器人的定位单元进行实时位置的定位，然后判断定位到的位置信息与第一区域、第二区域和第三区域的关系，若位置信息位于第一区域时，则根据移动机器人的当前行驶方向进行一定的调整，并控制移动机器人向充电桩进行移动，例如当前行驶方向为远离充电桩的方向，则控制移动机器人后退行驶，直到进入第二区域后，执行位置对齐。

若当前行驶方向为靠近充电桩的方向，则控制移动机器人继续前进行驶，直到进入第二区域后，执行位置对齐并掉头操作。

在实际应用中，当移动机器人的实时位置位于第三区域时，则控制所述移动机器人向第二区域进行移动。

在实际应用中，该三大区域的划分具体可以根据充电桩发射的三级的近卫信号进行划分，三级近卫信号的分布分别为第一级信号发射最远距离近4m，第二级信号发射距离在45cm左右，第三级信号发射距离20cm；第二级信号刚好覆盖托盘边缘处；而第三级信号仅20cm，执行掉头动作会撞充电桩，且20cm的距离不足以调整机身姿态；所以本申请中选择最佳低头的信号覆盖区为第二级信号区，同时对应的是第二区域。

本发明实施例中，通过根据回充信号控制移动机器人向充电桩正向行驶，在确定移动机器人的前端与充电桩的位置对齐时，控制移动机器人执行掉头操作，并控制其沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩的极片所在的位置移动；将基于正向行驶、掉头控制和后退行驶的方式不仅提高了回充控制的精准度和减少回充耗时，基于后退行驶上桩，使得移动机器人的充电接触位与充电桩的充电极片对齐，便于移动机器人上桩后的精准控制，从而提高的回充的成功率，也提高了用户对移动机器人的使用体验感。

请参阅图4，本发明实施例中移动机器人的回充方法的第二个实施例，该移动机器人的回充方法，该方法具体包括以下步骤：

201、在移动机器人处于回充工作状态时，接收充电桩发射的回充信号；

202、移动机器人根据回充信号向充电桩正向行驶；

203、在移动机器人正向行驶的过程中，通过设于控制移动机器人上的检测单元检测移动机器人的实时位置信息；

该步骤中，具体是通过移动机器人上的陀螺仪采集移动机器人在垂直方向上的角度，采集到角度后，将其与预设的移动机器人行驶水平角度值进行比较，若角度与预设的行驶水平角度值比较为上仰，则确定所述移动机器人已上桩或者是在充电桩的托盘的边缘处。同理下仰，也可以确定所述移动机器人已上桩或者是在充电桩的托盘的边缘处，利用陀螺仪的采集方式具体如下：

采集所述陀螺仪的实时工作参数；

根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

所述实时工作参数包括俯仰角度值，所述根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息包括：

将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

在本实施例中，除了通过陀螺仪采集之外，还可以通过超声波传感器采集，在实际应用中，充电桩的托盘使用的材料与移动区域的材料是不相同的，而不同的材料对于超声信号的反射也是不同的，基于该原理，利用超声传感器可以确定移动机器人的实时位置，具体的实现步骤包括：

采集所述超声波传感器实时接收到的回声信号；

根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

所述根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息包括：

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

若所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

204、若实时位置信息位于所述充电桩的托盘的边缘处，则检测设于移动机器人的前端的若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到回充信号；

205、当检测若干组红外接收传感器都接收到回充信号，控制移动机器人的前端与充电桩的位置对齐时，移动机器人执行掉头操作；

206、当检测若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到回充信号，控制移动机器人沿着远离充电桩的极片的方向后退行驶，并根据回充信号调整移动机器人的前端与充电桩的极片的对齐位置，并执行掉头操作；

在本实施例中，若检测所述若干组红外接收传感器都接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处，则确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间不存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求。

若检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处，则确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求。

为了进一步保证控制移动机器人在执行掉头操作时的位置是否满足掉头操作的条件，本实施例在执行掉头操作之前，还包括：

计算所述移动机器人在实时位置信息与所述回充座之间的距离；

判断所述距离是否满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离范围内；

若是，则控制所述移动机器人执行掉头操作；

若否，则控制所述移动机器人沿着远离所述充电桩极片的方向后退行驶。

207、控制移动机器人沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩的极片所在的位置移动。

在本实施例中，在确定所述移动机器人当前时刻所处的环境信息还包括通过陀螺仪和超声波传感器同时确定，具体的实现步骤为：

将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

根据所述第一比较结果和第二比较结果，确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息。

进一步的，若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值和/或所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的区域内。

本发明实施例中，通过陀螺仪、超声波传感器数据，结合红外信号及结构来检测充电桩托盘位置及充电桩与托盘间是否存在障碍物，回充时先正面执行回充，通过传感器数据融合判断移动机器人到达充电桩正前方托盘处且无障碍物后，再旋转180度后退上座充电；进一步提高回充效率及成功率。

在本实施例中，如图5-7所示，为本申请提供的第三个实施例，其中所述移动机器人的结果具体包括陀螺仪、超声波传感器和若干组分别设于移动机器人前端位置1和后端位置上的红外接收传感器2，所述充电桩包括托盘3、红外发射装置和设有充电桩极片的回充座，其实现步骤如下：

301、在移动机器人处于回充工作状态时，接收红外发射装置发射的回充信号，并基于红外信号控制移动机器人沿着靠近充电桩的方向进行正向行驶；

302、在正向行驶的过程中，通过陀螺仪和超声波传感器检测移动机器人的实时位置信息；

该步骤中，具体通过采集所述陀螺仪的实时工作参数；

采集所述超声波传感器实时接收到的回声信号；

根据所述实时工作参数和回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

根据所述环境信息与所述移动机器人的清扫区域进行匹配，得到实时位置信息。

其中，所述实时工作参数包括俯仰角度值，所述根据所述实时工作参数和回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息包括：

将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

在实际应用中，当移动机器人正向行驶到充电桩托盘边缘处时，由于托盘具有一定高度，设备会微微翘起，陀螺仪俯仰角数值会在一定范围内变化。

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值和/或所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的区域内。

303、若实时位置信息位于托盘的区域内，则检测若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到数据；

在实际应用中，如果托盘上有障碍物，会导致移动机器人部分红外接收传感器接收不到信号，进而判断移动机器人在托盘边缘处与充电桩间有障碍物；进一步的，可以执行停止后续上桩动作，并报错提醒用户“清理充电桩托板上障碍物”。

结合以上陀螺仪和超声波传感器的检测结果可以判断此时移动机器人已经行驶到充电桩的托盘边缘处，通过移动机器人的后端的红外接收传感器可以判断托盘边缘处与充电极片间有无障碍物；

通过以上条件可以判断此时移动机器人掉头后退回充是安全可靠且高效的，进而执行掉头后退上桩充电；此时已知移动机器人与充电桩之间距离为托板长度。

304、若不存在，则控制移动机器人执行掉头操作；

305、通过设于移动机器人的后端的红外接收传感器接收红外发射装置发发的回充信号；

306、基于回充信号计算出充电桩的极片相对于移动机器人正向行驶时的方向的偏移量；

307、根据偏移量调整移动机器人的位置，并控制移动机器人沿着靠近充电桩的极片的方向进行后退行驶，向充电桩极片所在的位置移动。

在本实施例中，在控制移动机器人向充电桩的极片移动之后，还包括根据“机器运行速度”、“轮子码盘距离数据”、“机器行进时间”，可准确算得机器是否正确接触到充电桩；如果“轮子码盘距离数据”、“机器行进时间”超出设定阀值，即可判断移动机器人回充失败，执行重新上桩或报错提示。

综上，通过陀螺仪、超声波传感器数据，结合红外信号及结构来检测充电桩托盘位置及充电桩与托盘间是否存在障碍物，回充时先正面执行回充，通过传感器数据融合判断移动机器人到达充电桩正前方托盘处且无障碍物后，再旋转180度后退上座充电；使得移动机器人的充电接触位与充电桩的充电极片对齐，便于移动机器人上桩后的精准控制，从而提高的回充的成功率，也提高了用户对移动机器人的使用体验感。

请参阅图8，本发明实施例中移动机器人的回充方法的第四个实施例，该移动机器人的回充方法，该方法具体包括以下步骤：

401、在移动机器人处于回充工作状态时，接收红外发射装置发射的回充信号，并基于红外信号控制移动机器人沿着靠近充电桩的方向进行正向行驶；

402、在正向行驶的过程中，通过陀螺仪和超声波传感器检测移动机器人的实时位置信息；

该步骤中，通过陀螺仪采集移动机器人在正向行驶过程中产生的俯仰角度值，基于俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，若所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

通过超声波传感器接收移动机器人经过每个位置的回声信号，计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，若所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

在实际应用中，当移动机器人的俯仰角度值和回声信号的振幅均满足预设条件时，则确定所述移动机器人在托盘的边缘处，满足移动机器人执行掉头操作的条件。

403、若实时位置信息位于托盘的区域内，则检测若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到数据；

在该步骤中，通过检测红外接收传感器中是否存在没有接收到数据的，若存在，则说明移动机器人在该位置或者是在移动机器人与充电桩上的极片之间存在障碍物，需要进行障碍物避让处理或者是提示用户清除。

在实际应用中，当检测到存在没有接收到数据的传感器时，则控制所述移动机器人沿着远离所述充电桩的极片的方向后退行驶，并根据所述回充信号调整所述移动机器人的前端与所述充电桩的极片的对齐位置。

404、若检测若干组红外接收传感器中不存在红外接收传感器未接收到数据，则控制移动机器人执行掉头操作；

405、若检测若干组红外接收传感器中存在红外接收传感器未接收到数据，则结束移动机器人的回充工作状态，并发出报警信息；

406、根据红外信号控制移动机器人沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩极片所在的位置移动；

407、采集移动机器人在后退行驶状态下的轮子码盘距离数据、行进时间和运行速度；

408、根据轮子码盘距离数据、行进时间和运行速度，确定移动机器人回充控制是否成功。

在本实施例中，该步骤在判断回充控制是否成功的实现步骤具体如下：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的轮子码盘距离数据和行进时间；

将所述轮子码盘距离数据和行进时间分别与对应的设定阈值进行比较；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间中有至少一个超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间均不超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充成功。

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的运行速度和行进时间；

根据所述运行速度和所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离，计算出所述移动机器人从掉头操作的位置到接触所述充电桩的极片所消耗的总时间长度；

将所述总时间长度与所述行进时间进行比较；

若所述总时间长度不大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述总时间长度大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充成功。

综上，基于回充信号进行充电桩位置的对齐计算，并且是先控制正向向充电桩行驶，并在正向行驶的过程中进行对齐的计算，在确定对齐后，控制移动机器人掉头进行后退向充电桩行驶，最终实现回充的控制，通过对齐的计算实现回充移动的控制，耗时更短，大大缩短了回充的控制时间，并且还避免了由于信号搜索所带来的信号干扰而降低回充成功率的问题，同时通过掉头行驶的方式控制移动机器人上桩，使得移动机器人能够快速对准充电极片，提高回充接触的成功率，提升用户的使用体验。

上面对本发明实施例中移动机器人的回充方法进行了描述，下面对本发明实施例中移动机器人进行描述，请参阅图9，本发明实施例中移动机器人一个实施例包括：

信号接收模块501，用于所述移动机器人处于回充工作状态时，接收所述充电桩发射的回充信号；

正向驱动模块502，用于根据所述回充信号向所述充电桩正向行驶；

掉头驱动模块503，用于当所述移动机器人确定所述移动机器人的前端与所述充电桩的位置对齐时，所述移动机器人执行掉头操作；

后退驱动模块504，用于沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

本发明实施例中，通过控制移动机器人在回充工作状态下接收充电桩发射的回充信号，并根据回充信号控制移动机器人向充电桩正向行驶，在确定移动机器人的前端与充电桩的位置对齐时，控制移动机器人执行掉头操作，并控制其沿着靠近充电桩的方向进行后退行驶，向充电桩的极片所在的位置移动；耗时更短，大大缩短了回充的控制时间，并且还避免了由于信号搜索所带来的信号干扰而降低回充成功率的问题，同时通过掉头行驶的方式控制移动机器人上桩，使得移动机器人能够快速对准充电极片，提高回充接触的成功率，提升用户的使用体验。

请参阅图10，本发明实施例中移动机器人的另一个实施例包括：

信号接收模块501，用于所述移动机器人处于回充工作状态时，接收所述充电桩发射的回充信号；

正向驱动模块502，用于根据所述回充信号向所述充电桩正向行驶；

掉头驱动模块503，用于当所述移动机器人确定所述移动机器人的前端与所述充电桩的位置对齐时，所述移动机器人执行掉头操作；

后退驱动模块504，用于沿着靠近所述充电桩的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

在本实施例中，所述移动机器人还包括检测模块505，其具体用于：

在所述移动机器人正向行驶的过程中，通过设于控制所述移动机器人上的检测单元检测所述移动机器人的实时位置信息；

若所述实时位置信息位于所述充电桩的托盘的边缘处，则检测设于所述移动机器人的前端的若干组红外接收传感器中是否存在红外接收传感器未接收到所述回充信号。

其中，所述检测模块505包括：

第一采集单元5051，用于在所述检测单元包括陀螺仪时，采集所述陀螺仪的实时工作参数；

第一确定单元5052，用于根据所述实时工作参数确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

第一匹配单元5053，用于根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，所述第一确定单元5052具体用于：

在所述实时工作参数包括俯仰角度值时，将所述俯仰角度值与预设的俯仰角度阈值进行比较，得到第一比较结果，其中所述俯仰角度阈值为所述移动机器人在非托盘区域行驶时所述陀螺仪的俯仰角度值；

若所述第一比较结果为所述俯仰角度值不等于所述俯仰角度阈值，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

在本实施例中，所述检测模块505包括：

第二采集单元5054，用于在所述检测单元包括超声波传感器时，采集所述超声波传感器实时接收到的回声信号；

第二确定单元5055，用于根据所述回声信号确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息；

第二匹配单元5056，用于根据所述环境信息与所述移动机器人的可移动区域进行匹配，得到实时位置信息。

可选的，所述第二确定单元5055具体用于：

计算所述回声信号的振幅，并将所述振幅与所述超声波传感器产生的超声波信号的特定振幅进行比较，得到第二比较结果；

若所述第二比较结果为所述振幅小于所述特定振幅，则确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处。

可选的，所述掉头驱动模块503具体用于：

在检测所述若干组红外接收传感器都接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处时，确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间不存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，并获取掉头控制指令，控制所述移动机器人执行掉头操作；

在检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号且确定所述移动机器人在当前时刻所在的环境信息为所述托盘的边缘处时，确定所述移动机器人与所述充电桩的极片之间存在障碍物，且所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离满足预设的所述移动机器人掉头控制的距离要求，则控制所述移动机器人沿着远离所述充电桩的极片的方向后退行驶，并根据所述回充信号调整所述移动机器人的前端与所述充电桩的极片的对齐位置。

其中，所述后退驱动模块504包括：

红外接收单元5041，用于通过设于所述移动机器人的后端的红外接收传感器接收所述充电桩发射的回充信号；

计算单元5042，用于基于所述回充信号计算出所述充电桩的极片相对于所述移动机器人正向行驶时的方向的偏移量；

后退驱动单元5043，用于根据所述偏移量调整所述移动机器人的位置，并控制所述移动机器人沿着靠近所述充电桩的极片的方向进行后退行驶，向所述充电桩的极片所在的位置移动。

在本实施例中，所述移动机器人还包括回充控制模块506，其具体用于：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的轮子码盘距离数据和行进时间；

将所述轮子码盘距离数据和行进时间分别与对应的设定阈值进行比较；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间中有至少一个超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述轮子码盘距离数据和行进时间均不超过对应的设定阈值，则判断所述移动机器人回充成功。

可选的，所述回充控制模块506，其具体还用于：

采集所述移动机器人在后退行驶状态下的运行速度和行进时间；

根据所述运行速度和所述移动机器人与所述充电桩的极片之间的距离，计算出所述移动机器人从掉头操作的位置到接触所述充电桩的极片所消耗的总时间长度；

将所述总时间长度与所述行进时间进行比较；

若所述总时间长度不大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充失败，并重新执行回充操作；

若所述总时间长度大于所述行进时间，则判断所述移动机器人回充成功。

在本实施例中，所述移动机器人还包括告警模块507，其具体用于：

在检测所述若干组红外接收传感器中任一红外接收传感器未接收到所述回充信号时，则结束所述移动机器人的回充工作状态，并发出报警信息。

上面图9和图10从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的移动机器人进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中移动机器人进行详细描述。

图11是本发明实施例提供的一种移动机器人的结构示意图，该移动机器人900可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessingunits，cpu)910(例如，一个或一个以上处理器)和存储器920，一个或一个以上存储应用程序933或数据932的存储介质930(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器920和存储介质930可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质930的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对移动机器人900中的一系列指令操作。更进一步地，处理器910可以设置为与存储介质930通信，在移动机器人900上执行存储介质930中的一系列指令操作。

移动机器人900还可以包括一个或一个以上电源940，一个或一个以上有线或无线网络接口950，一个或一个以上输入输出接口960，和/或，一个或一个以上操作系统931，例如windowsserve，macosx，unix，linux，freebsd等等。本领域技术人员可以理解，图11示出移动机器人结构并不构成对移动机器人的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种移动机器人，所述计算机设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时，使得处理器执行上述各实施例中的所述移动机器人的回充方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述移动机器人的回充方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。