一种基于编码标靶的移动充电机器人定位系统及方法

1.本发明涉及机器人导航定位领域，具体而言，涉及一种基于编码标靶的移动充电机器人定位系统及方法。


背景技术：

2.移动充电机器人已经在工业、商用、家用等领域得到了广泛使用，在完成物料转运、导购导览、扫地拖地等任务时具有非常重要的作用。
3.目前，移动充电机器人通过传感器感知周围环境和自身状态，进而实现在有障碍物的环境中向目标自主运动，这就是通常所提到的智能自主移动充电机器人的导航技术，而定位则是确定机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及基本姿态，是移动充电机器人导航的基本环节。
4.然而，在现有技术中，若机器人的系统关闭断电重启，或者机器人受到人为干预发生异常状态时，机器人就会丢失对当前的定位能力。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术缺陷，且提供了一种既能够满足移动充电机器人在复杂动态场景作业时的安全自主导航需求，且提高移动充电机器人环境的适应性和智能性的基于编码标靶的移动充电机器人定位系统及方法。
6.为解决上述问题，本发明提供一种基于编码标靶的移动充电机器人定位系统，包括机器人和控制器，还包括：
7.排序工作表单生成模块：用于接收用户上传的充电预约请求，且按照接收到充电预约请求的时间将各充电预设请求进行排序，生成工作表单；
8.有源标靶设置模块：用于在作业区域设置不同类型的有源标靶；
9.主控设备：用于将所述移动充电机器人的摄像头拍摄到的信息传至所述控制器；
10.驱动识别模块：用于驱动所述移动充电机器人给车辆进行智能充电活动。
11.采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明技术方案至少可以带来的有益效果有；通过排序工作表单生成模块能汇总用户上传的充电预约请求，再基于编码标靶定位，主控设备能驱动移动充电机器人运动至汽车位置进行充电。本方案采用的有源标靶设置模块在作业区域设置了多个两两不同的有源标靶的同时，依靠这些有源标靶可以定位出作业区域的形状，由于这些有源标靶的表示信息各不相同，当机器人的摄像头将拍摄到的有源标靶表示信息发送给控制器后，控制器就可以根据不同的表示信息分辨出不同的有源标靶，从而判断出移动充电机器人在作业区域中的方位。与此同时，通过将摄像头拍摄到的图片信息发送给控制器，控制器提取图片信息中有源标靶的数据和其他相关数据后，既可以判断出移动充电机器人与有源标靶的距离，又可以准确判断出移动充电机器人在作业区域中的准确位置，从而满足了移动充电机器人在复杂动态场景作业时的安全自主导航需求，提高了移动充电机器人环境的适应性和智能性。
12.作为优选，所述排序工作表单生成模块包括第一计算单元和第二计算单元，所述第一计算单元用于获取汽车充电信息，并计算出最少充电时间；所述第二计算单元对各充电预设请求进行排序，生成工作表，并结合所述第一计算单元获得的最少充电时间，计算出各汽车的充电完毕时间；当接收到了用户上传的充电预约请求后，由于有了第一计算单元的处理，获取了汽车充电功率以及充电电量的下限值信息，随后在第二计算单元的处理下，不仅计算出各汽车的充电完毕时间，而且能够根据接收到充电预约请求的时间的先后将各充电预设请求进行排序，生成工作表单，实现了工作的有序性。
13.作为优选，所述第二计算单元包括判断子单元，所述判断子单元用于判断充电完毕时间是否晚于车主的取车时间，并做出决断；所述做出决断包括：若充电完毕时间晚于车主的取车时间，则所述判断子单元会拒绝该充电预约请求；若充电完毕时间不晚于车主的取车时间，则所述判断子单元会在工作表单中将该充电预约请求设定为充电目标；这一环不仅确保机器人工作的有序进行，而且确保了工作效率的提高。
14.作为优选，所述主控设备包括位置确认单元，所述位置确认单元将所设出的至少一个有源标靶的位置信息以及编码信息发送给所述控制器；当有多个彼此互不相同的标靶在机器人工作区域被设定，并被机器人摄像头拍摄传递后，位置确认单元会将多个有源标靶的位置信息以及编码信息发送给控制器，当控制器接受到相关信号后，自然会根据表示信息和编码信息确认对应的有源标靶的位置信息，从而为机器人进一步工作打下基础。
15.因此同时，本发明还提供了一种基于编码标靶的移动充电机器人定位方法，具体包括如下步骤：
16.步骤一、沿作业区域设置用作确定作业区域形状的有源标靶，所述有源标靶的个数至少一个；
17.步骤二、接收用户上传的充电预约请求，并按根据收到充电预约请求的时间将各充电预设请求进行排序，生成工作表单；
18.步骤三、通过移动充电机器人的摄像头拍摄图片信息或有源标靶的表示信息，并传输给所述控制器，所述控制器根据表示信息或图片信息控制移动充电机器人运动；
19.步骤四、驱动移动充电机器人运动至汽车位置，并识别汽车车牌，对汽车进行充电；
20.步骤五、判断正在充电的汽车的充电电量是否达到下限值，若是，则停止充电并返回充电桩。
21.采用上述技术方案，与现有技术相比，本方法至少可以带来的有益效果有；通过采用多个有源标靶定位出作业区域的形状，可以判断出移动充电机器人与有源标靶的距离。由于多个有源标靶彼此之间表示信息互不相同，当机器人上的摄像头将拍摄到的有源标靶的表示信息发送给控制器后，控制器可以根据不同的表示信息分辨出不同的有源标靶，从而判断出移动充电机器人在作业区域中的方位。通过将摄像头拍摄到的图片信息发送给控制器，控制器提取图片信息中有源标靶的数据和相关数据，准确判断出移动充电机器人在作业区域中的准确位置。
22.作为优选，所述步骤二包括：
23.步骤2.1、根据汽车型号获取汽车充电功率，并根据充电功率以及充电电量的下限值计算最少充电时间；
24.步骤2.2、按根据收到充电预约请求的时间的先后顺序将各充电预设请求进行排序，同时根据最少充电时间以及排列顺序计算各汽车的充电完毕时间；这样的智能计算，提高了机器人工作的精确度。
25.作为优选，所述步骤2.2包括：
26.步骤2.2—1、判断充电完毕时间是否晚于与汽车对应的充电预约请求中的取车时间；若是，则拒绝该充电预约请求；若否，则将工作表单中排序第一的汽车设定为充电目标；这样大大提高了工作效率。
27.作为优选，所述步骤三包括：
28.步骤3.1、将至少一个有源标靶的位置信息以及编码信息发送给控制器，控制器根据表示信息和编码信息确认对应的有源标靶的位置信息；这样，在满足移动充电机器人在复杂动态场景作业时的安全自主导航需求的同时，提高了移动充电机器人对环境的适应性和智能性。
附图说明
29.图1为本发明实施例提供的基于编码标靶的移动充电机器人定位方法流程图一；
30.图2为本发明实施例提供的基于编码标靶的移动充电机器人定位方法流程图二；
31.图3为本发明实施例提供的基于编码标靶的移动充电机器人定位系统结构图。
32.其中，图中所标注的数字分别代表；1、排序工作表单生成模块；2、有源标靶设置模块；3、主控设备；4、驱动识别模块；11、第一计算单元；12、第二计算单元；12—1、判断子单元；31、位置确认单元。
具体实施方式
33.面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案(系统和方法)进行清楚、完整地描述。需要说明的是，本实施例中所说的“有源标靶”为附着于汽车车位的信息提供源，具体表现为位于车位的有信息提供功能的有形物件或无形(如软件)设备。
34.本实施例先阐述一种基于编码标靶的移动充电机器人定位系统，该系统包括移动充电机器人和控制器，还包括：
35.排序工作表单生成模块1：该模块用于接收用户上传的充电预约请求，且按照接收到充电预约请求的时间将各充电预设请求进行排序，生成工作表单；
36.有源标靶设置模块2：该模块用于在作业区域设置不同类型的有源标靶；该模块能够在作业区域的边沿依次设置多个彼此互不相同的有源标靶，这些有源标靶由于表示信息均不相同，可以定位出作业区域的形状；
37.主控设备3：用于将所述移动充电机器人的摄像头拍摄到的信息传至所述控制器；该设备通过移动充电机器人的摄像头将拍摄到的图片信息和有源标靶的表示信息传输给控制器，控制器则根据表示信息和图片信息控制移动充电机器人运动；
38.驱动识别模块4：用于驱动所述移动充电机器人给汽车进行智能充电活动，这种智能充满电活动在本实施例中是指该模块能驱动移动充电机器人运动至汽车位置，并识别汽车车牌，对汽车进行充电；判断正在充电的汽车的充电电量是否达到下限值；若是，则停止充电并返回充电桩。
39.本实施例中的排序工作表单生成模块1包括第一计算单元11和第二计算单元12，第一计算单元11用于获取汽车充电信息(功率、充电下限值)，并计算出最少充电时间。第二计算单元12对各充电预设请求进行排序，生成工作表，并结合第一计算单元11获得的最少充电时间，计算出各汽车的充电完毕时间。第二计算单元包括判断子单元12—1，判断子单元12—1用于判断充电完毕时间是否晚于车主的取车时间，若是，则会拒绝该充电预约请求；若否，则会在工作表单中将该充电预约请求设定为充电目标。
40.本实施例中，主控设备3包括位置确认单元31，位置确认单元31将所设出的至少一个有源标靶的位置信息以及编码信息发送给控制器，控制器根据表示信息和编码信息确认对应的有源标靶的位置信息。
41.本系统根据排序工作表单生成模块接收用户上传的充电预约请求，基于编码标靶定位并通过驱动识别模块驱动移动充电机器人运动至汽车位置进行充电；通过有源标靶设置模块将多个有源标靶定位出作业区域的形状，由于多个有源标靶中的各个有源标靶的表示信息均不相同，当摄像头将拍摄到的有源标靶的表示信息发送给主控设备后，主控设备可以根据不同的表示信息分辨出不同的有源标靶，从而判断出移动充电机器人在作业区域中的方位。通过将摄像头拍摄到的图片信息发送给主控设备，主控设备提取图片信息中有源标靶的数据和相关数据，可以判断出移动充电机器人与有源标靶的距离，准确判断出移动充电机器人在作业区域中的准确位置。从而满足移动充电机器人在复杂动态场景作业时的安全自主导航需求，提高移动充电机器人环境的适应性和智能性。
42.那么，如果基于编码标靶的移动充电机器人工作时候需要定位的话，该如何实现的呢？为此，本实施了还提供一种基于编码标靶的移动充电机器人定位方法，包括如下步骤：
43.步骤一、沿作业区域设置用作确定作业区域形状的有源标靶，所述有源标靶的个数至少有一个；通常情况下，车位至少有一个，所以，有缘标靶的数量也至少有一个，然而，在多数情况下需要多个有源标靶，而且有源标靶彼此互不相同。
44.步骤二、接收用户上传的充电预约请求，并按根据收到充电预约请求的时间将各充电预设请求进行排序，生成工作表单；具体来看，该步骤又有如下两个子步骤；
45.步骤2.1、根据汽车型号获取汽车充电功率信息以及充电量的下线信息，并根据充电功率以及充电电量的下限值计算最少充电时间；
46.步骤2.2、按根据收到充电预约请求的时间的先后顺序将各充电预设请求进行排序，同时根据最少充电时间以及排列顺序计算各汽车的充电完毕时间；与此同时，判断充电完毕时间是否晚于与汽车对应的充电预约请求中的取车时间；若是，则拒绝该充电预约请求；若否，则将工作表单中排序第一的汽车设定为充电目标。
47.当停止充电时，向用户发送汽车电量提示信息，且根据下限值以及预约请求中包括的汽车剩余电量计算充入电量，依据充入电量进行收费，同时，向用户发送汽车电量提示信息。在对汽车进行充电时，会核对预约请求中包括的汽车剩余电量，若汽车剩余电量不准确，则在于用户核对完毕后再进行充电，若无法核对，则放弃充电。
48.步骤三、通过移动充电机器人的摄像头拍摄图片信息或有源标靶的表示信息，并传输给所述控制器，控制器根据表示信息或图片信息控制移动充电机器人运动。具体来说，就是将至少一个有源标靶的位置信息以及编码信息发送给控制器，控制器根据表示信息和
编码信息确认对应的有源标靶的位置信息。
49.步骤四、驱动移动充电机器人运动至汽车位置，并识别汽车车牌，对汽车进行充电；
50.步骤五、判断正在充电的汽车的充电电量是否达到下限值，若是，则停止充电并返回充电桩。
51.当然，上述步骤只是完成任务的的代表，不能完全代表先后顺序，比如，可以先进行步骤一，后进行步骤二(如图2)。与此同时，不限于汽车，还可以是电瓶车。本实施例中具体排序表现在工作时，若工作表单中存在预约请求a、b、c,当汽车a充电至下限值时，工作表单变化为b、c、a1,当汽车b充电至下限值时，工作表单变化为c、a1、b1，若此时接收到新预约请求d，则工作表单变换为c、d、a1、b1。当工作表单中汽车均充电至下限值时，则对二次排序的汽车进行充电。当所有汽车均充电至下限值时，充电表单变化为a1、b1、c1、d1，提取出排序第一的a1，若是用户a1的取车时间晚于当前时间，则进一步判断当前时间距离对应的取车时间是否小于或等于预设时间，若否，则表明距离取车时间尚且富足，足够将汽车充电至上限值，因为在充电至下限值时就向用户发送电量提示信息，用户可提前取车，为了避免用户早于取车时间取车，向用户发送充电询问信息，若是用户选择继续充电，充电机器人再次对汽车a1充电至上限值，当充电至上限值时，再次向用户发送电量提示信息，并重新计算充电费用，将预约请求a1从工作表单中删除。
52.总之，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对本实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。