一种机器人充电方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明实施例涉及智能充电技术，尤其涉及一种机器人充电方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

由于工业4.0的推进和发展，机器人开始逐步代替繁琐枯燥的劳动，因此对机器人自主化的要求越来越高，目前自动机器人已经出现了使用的局限性，室外巡逻机器人需要进行人工充电维护，因此为了提高室外巡逻机器人的自主能力，迫切地需要为机器人自动充电。

目前给机器人充电的方法分为人工充电和充电桩充电，人工充电需要工作人员时刻监测机器人剩余电量，费时费力；充电桩充电需要机器人自动感知充电桩的位置，自行前往，且与充电桩的接触不够充分，导致电量的浪费，整个充电过程都需要机器人单方完成，充电效率不高。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种机器人充电方法、装置、设备及存储介质，以节约充电时间，提高充电桩为机器人的充电效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种机器人充电方法，包括：

在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过所述充电桩上传感器检测所述机器人与所述充电桩的相对信息；

根据所述相对信息确定所述充电桩上充电极片的方位信息；

根据所述充电极片的方位信息控制所述充电极片移动，以与所述机器人的充电极接触并为所述机器人充电。

可选的，所述通过所述充电桩上传感器检测所述机器人与所述充电桩的相对信息，包括：

通过所述充电桩上的至少一个红外传感器，确定所述充电桩与所述机器人的相对距离；

通过所述充电桩上的至少两个红外传感器，确定所述充电桩与所述机器人所在直线的斜率，进而确定所述充电桩与所述机器人的相对角度。

可选的，所述根据所述充电极片的方位信息控制所述充电极片移动，包括：

根据所述相对距离，控制所述充电极片的伸缩长度；

根据所述相对角度，控制所述充电极片的转动角度。

可选的，所述根据所述相对距离，控制所述充电极片的伸缩长度，包括：

根据所述相对距离，控制驱动器通过电动推杆带动充电极片的伸缩长度。

可选的，所述方法还包括：

若检测到所述充电极片与所述机器人的充电极接触失败的次数大于次数阈值，则控制所述充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩；和/或，

若检测到所述机器人位于所述充电区域，且处于未充电状态的时间达到时间阈值，则控制所述充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩。

可选的，所述方法还包括：

在检测到停止为机器人充电后，若检测所述机器人离开所述充电区域，则控制收回所述充电极片。

第二方面，本发明实施例还提供了一种机器人充电装置，包括：

相对信息检测模块，用于在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过所述充电桩上传感器检测所述机器人与所述充电桩的相对信息；

方位信息确定模块，用于根据所述相对信息确定所述充电桩上充电极片的方位信息；

机器人充电模块，用于根据所述充电极片的方位信息控制所述充电极片移动，以与所述机器人的充电极接触并为所述机器人充电。

可选的，所述相对信息检测模块，包括：

相对距离确定单元，用于通过所述充电桩上的至少一个红外传感器，确定所述充电桩与所述机器人的相对距离；

相对角度确定单元，用于通过所述充电桩上的至少两个红外传感器，确定所述充电桩与所述机器人所在直线的斜率，进而确定所述充电桩与所述机器人的相对角度。

可选的，所述机器人充电模块，包括：

长度控制单元，用于根据所述相对距离，控制所述充电极片的伸缩长度；

角度控制单元，用于根据所述相对角度，控制所述充电极片的转动角度。

可选的，所述长度控制单元，具体用于：

根据所述相对距离，控制驱动器通过电动推杆带动充电极片的伸缩长度。

可选的，所述装置还具体用于：

若检测到所述充电极片与所述机器人的充电极接触失败的次数大于次数阈值，则控制所述充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩；和/或，

若检测到所述机器人位于所述充电区域，且处于未充电状态的时间达到时间阈值，则控制所述充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩。

可选的，所述装置还具体用于：

在检测到停止为机器人充电后，若检测所述机器人离开所述充电区域，则控制收回所述充电极片。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任意实施例所述的机器人充电方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所述的机器人充电方法。

本发明实施例通过设计一种被动感知自主充电桩，充电桩处于固定位置不动，当机器人移动到充电区域时，自动感知机器人的位置，通过推杆驱动器调整充电极片的方位，推动充电极片与机器人的充电极充分接触，提高充电效率，避免电量浪费。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种机器人充电方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二中的一种机器人充电方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三中的一种机器人充电装置的结构框图；

图4是本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种机器人充电方法的流程示意图，本实施例可适用于给可移动机器人充电的情况，该方法可以由机器人充电装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在计算机设备上。如图1所示，机器人充电方法具体包括如下步骤：

步骤110、在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过充电桩上传感器检测机器人与充电桩的相对信息。

其中，以充电桩为圆心向四周扩展一定范围为充电区域，示例的，充电区域可以是以充电桩为圆心向外5米的范围。当机器人移动到充电区域内，充电桩上的传感器开始检测机器人与充电桩的相对信息。具体的，机器人与充电桩的相对信息可以包括：充电桩与机器人的相对距离和/或充电桩与机器人的相对角度。具体的，相对距离可以通过距离传感器，基于视觉的距离识别技术进行识别；相对角度可以根据在不同时刻，机器人与充电桩之间的至少两个相对距离确定。

在一种可选实施方式中，通过充电桩上的至少一个tof(timeofflight，飞行时间)红外传感器，确定充电桩与机器人的相对距离；通过充电桩上的至少两个tof红外传感器，确定充电桩与机器人所在直线的斜率，进而确定充电桩与所述机器人的相对角度。例如，机器人距充电桩4米，机器人与充电桩所在直线斜率为1，即相对角度为45°。

步骤120、根据相对信息确定充电桩上充电极片的方位信息。

其中，充电极片的方位信息包括充电极片相对机器人的方向和位置。充电极片的方位信息根据机器人与充电桩的相对信息，以及充电极片在充电桩上的位姿确定。例如充电桩与充电极片之间的距离和角度忽略不计时，当机器人距充电桩4米，在充电桩东北方向45°时，可以认为充电极片在位于机器人西南方45°，距离4米的地方。

步骤130、根据充电极片的方位信息控制充电极片移动，以与机器人的充电极接触并为机器人充电。

其中，依据充电极片的方位信息，控制充电极片移动，例如，伸缩和转动等，根据机器人与充电极片的相对距离，控制充电极片的伸缩长度；根据机器人与充电极片的相对角度，控制充电极片的转动角度。具体的，通过控制推杆驱动器推动电动推杆，从而带动充电极片进行伸缩和转动，与机器人的充电极接触。只有当充电桩的充电极片与机器人的充电极完全接触时，推杆带动充电极片与充电极之间产生压力，控制用于充电的直流接触器上的行程开关打开，从而为机器人充电；当充电极片与充电极没有完全接触时，不能产生足以打开行程开关的压力，无法为机器人充电，避免发生漏电的现象；当人为地将充电极片与充电极接触时，充电极片与充电极之间无法产生打开行程开关的压力，有效防止人为接触充电极片和充电极时，发生触电等现象的发生。

本实施例的技术方案，通过检测机器人的位置，确定充电桩上充电极片的方位信息，从而控制充电极片移动，与机器人的充电极完全接触，为机器人充电，实现了充电桩自动感应机器人的位置，精准地与机器人充电极接触，避免充电桩上充电极片与机器人充电极接触不良导致无法充电或浪费电能的情况，提高机器人的充电效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种机器人充电方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行进一步的优化，该方法可以由机器人充电装置来执行。如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤210、在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过充电桩上传感器检测机器人与充电桩的相对信息。

步骤220、根据相对信息确定充电桩上充电极片的方位信息。

步骤230、根据充电极片的方位信息控制充电极片移动，以与机器人的充电极接触并为机器人充电。

其中，推杆驱动器推动充电极片移动，例如，伸缩和转动等，当充电桩的充电极片移动到与机器人的充电极完全接触时，充电极片与充电极之间产生压力，压迫用于充电的直流接触器上的行程开关打开，从而为机器人充电；当充电极片与充电极没有完全接触时，不能产生足以打开行程开关的压力，无法为机器人充电。

在本实施例中，设定在时间阈值内充电极片与充电极接触失败的次数阈值，若检测到充电极片与机器人的充电极接触失败的次数大于次数阈值，则控制充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩；若检测到机器人位于充电区域，且处于未充电状态的时间达到时间阈值，则控制充电极片收回，以为机器人重新选择充电桩，有效节约充电时间，避免机器人停留在同一个充电桩处不充电的情况发生。

步骤240、在检测到停止为机器人充电后，若检测机器人离开充电区域，则控制收回充电极片。

其中，停止充电后，检测机器人是否离开充电区域，预设一个离开时间阈值，若机器人离开充电区域到达安全位置，则收回充电极片；若机器人还没有到达安全位置，则不收回充电极片，直至机器人到达安全位置再收回；若机器人没有到达安全位置，但已经到达离开时间阈值，则收回充电极片。有效提醒工作人员，当机器人还处于充电区域中时，不要随意进入充电区，防止发生危险。

本实施例通过设定充电极片与充电极接触失败的次数阈值和未充电的时间阈值，有效避免了机器人停留在一个充电桩处浪费时间，提高充电效率，同时采用行程开关，防止充电极片漏电产生危险，当检测到机器人离开后再收回充电极片，有效提醒工作人员当机器人还在充电区域时，不要随意在充电区域走动，防止触电及被充电极片碰伤。

实施例三

图3是本发明实施例三所提供的一种机器人充电装置的结构框图，可执行本发明任意实施例所提供的机器人充电方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图3所示，该装置包括：

相对信息检测模块301，用于在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过充电桩上传感器检测机器人与充电桩的相对信息。

可选的，相对信息检测模块301，包括：

相对距离确定单元，用于通过充电桩上的tof红外传感器，确定充电桩与机器人的相对距离；

相对角度确定单元，用于通过充电桩上的两个tof红外传感器，确定充电桩与机器人所在直线的斜率，进而确定充电桩与机器人的相对角度。

方位信息确定模块302，用于根据相对信息确定充电桩上充电极片的方位信息。

机器人充电模块303，用于根据充电极片的方位信息控制充电极片移动，以与机器人的充电极接触并为机器人充电。

可选的，机器人充电模块303，包括：

长度控制单元，用于根据相对距离，控制驱动器通过电动推杆带动充电极片，控制充电极片的伸缩长度；

角度控制单元，用于根据相对角度，控制充电极片的转动角度。

本发明实施例通过提供一种机器人充电装置，使机器人移动到可充电区域后，充电桩自动感应机器人的位置，调整充电极片的位置，与机器人的充电极充分接触，为机器人充电，有效提高充电效率，节约电能，防止漏电现象的发生。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备400的框图。图4显示的计算机设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，计算机设备400以通用计算设备的形式表现。计算机设备400的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元401，系统存储器402，连接不同系统组件(包括系统存储器402和处理单元401)的总线403。

总线403表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

计算机设备400典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备400访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器402可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)404和/或高速缓存存储器405。计算机设备400可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统406可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线403相连。存储器402可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块407的程序/实用工具408，可以存储在例如存储器402中，这样的程序模块407包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块407通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备400也可以与一个或多个外部设备409(例如键盘、指向设备、显示器410等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备400交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口411进行。并且，计算机设备400还可以通过网络适配器412与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器412通过总线403与计算机设备400的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备400使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元401通过运行存储在系统存储器402中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的机器人充电方法，包括：

在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过充电桩上传感器检测机器人与充电桩的相对信息；

根据相对信息确定充电桩上充电极片的方位信息；

根据充电极片的方位信息控制充电极片移动，以与机器人的充电极接触并为机器人充电。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的机器人充电方法，包括：

在检测到机器人移动到充电桩的充电区域时，通过充电桩上传感器检测机器人与充电桩的相对信息；

根据相对信息确定充电桩上充电极片的方位信息；

根据充电极片的方位信息控制充电极片移动，以与机器人的充电极接触并为机器人充电。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。