充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统

本技术涉及视觉定位的，尤其是充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统。

背景技术：

1、视觉测距是机器人领域的重要技术之一，在视觉定位、目标跟踪、视觉避障等方面具有广泛的应用。常用的视觉测距方法有单目测距，单目测距结构简单，运算速度快，从而具有广阔的应用前景。

2、现有技术公开的单目测距技术，一般是将单目视觉系统简化为摄像机投影模型，通过几何关系推导法建立测距模型，获得图像坐标与世界坐标系之间的转换关系，最后通过几何关系(包括小孔成像模型和相似三角形的几何比例关系)运算实现障碍物距离的测算，但该方案需要人工对准摄像头光轴，而且单目摄像头的焦距是固定，则摄像头采集物体图像时容易出现图像模糊的现象。

3、安装单目摄像头的机器人在充电座附近搜索充电接口的情况下，机器人为了对充电座进行定位或规划出回充路线，会保持运动状态，机器人在不同时刻从不同角度采集到同一充电座的充电接口的图像信息，摄像头容易产生测距误差，不利于准确地接触充电接口进行充电操作。

技术实现思路

1、本技术公开充电装置、基于标签识别的充电接口对接方法及充电系统，具体的技术方案如下：

2、充电装置，充电装置中设置有供机器人充电的充电接口，充电装置的表面设置一个目标图形标签和多个方向修正标签；目标图形标签用于表示充电装置的充电接口的标签，多个方向修正标签分布在目标图形标签的两侧，以引导机器人从两侧的方向修正标签往目标图形标签移动；其中，目标图形标签所在平面的垂直方向表示充电接口的朝向，以对应机器人对接充电接口的方向。从而充电装置通过其表面设置的多个方向修正标签和一个目标图形标签，为机器人设计好充电接口的位置信息，便于机器人通过其它标签图案的引导或修正作用后准确对接上充电接口，克服摄像头的测距误差影响，尤其是待测充电装置的表面与单目摄像头的光轴不垂直的情况下，机器人依靠目标图形标签和方向修正标签的特定排列顺序形成的引导方向逐步靠近充电接口，有利于提升单目摄像头对充电装置的测距精度。

3、进一步地，方向修正标签和目标图形标签沿着目标直线方向设置在充电装置的直立面；目标直线方向设置为充电装置的表面在水平地面的延伸方向，目标直线方向设置为与水平地面平行；所述充电装置放置在水平地面时，充电装置的直立面与水平地面成夹角设置。有利于对接上机器人机体侧面的充电电极。

4、进一步地，目标图形标签的一侧设置的方向修正标签的摆放形式与目标图形标签的另一侧设置的方向修正标签的摆放形式不同；目标图形标签的每侧设置的各个方向修正标签都是等间隔设置在充电装置的表面；其中，充电接口设置在目标图形标签的下方，以适应机器人的充电电极的高度。因而机器人可以保持沿着一直线方向有序识别每个方向修正标签，以区分出摆放形式相同的各个方向修正标签，进而可以确定各个方向修正标签在充电装置表面的位置。

5、进一步地，一个方向修正标签是由一个三角形标签组成，三角形标签的两个顶点连成三角形标签的一条边，连成三角形标签的边的数量是数值3；一个目标图形标签是由多个相同的矩形标签组成，矩形标签的垂直方向上相邻两个顶点连成矩形标签的竖直边缘线，矩形标签的水平方向上相邻两个顶点连成矩形标签的水平边缘线，其中，矩形标签的竖直边缘线和矩形标签的水平边缘线都属于矩形标签的边，连成矩形标签的边的数量是数值4；其中，所述目标直线方向与三角形标签的底边平行，所述目标直线方向与矩形标签的水平边缘线平行。从而可以排除掉矩形标签的对角线，且从垂直方向和水平方向来对机器人的位姿进行修正，以特定排列的矩形标签引导机器人靠近充电接口，从而实现机器人与特定位置的充电接口接触。

6、进一步地，一个目标图形标签是以一个矩形标签为对称中心排列出来的规则多边形图形，在目标图形标签内，其对称中心的部分邻域没有分布矩形标签，以使其对称中心的外围分布的所有矩形标签不超出一圈；在该目标图形标签内，其对称中心的两侧邻域中分布的矩形标签的数量不同；其中，充电接口包括充电装置的充电电极，充电装置的充电电极包括正电极和负电极，分别设置在目标图形标签的正下方。使得机器人通过搜索四个以上角点位置及其相对于对称中心的分布关系可以确定为识别出一个所述目标图形标签，提高目标图形标签的定位精度和机器人对接充电的准确率，进而实现机器人对充电接口进行定位甚至指向充电接口。

7、进一步地，目标图形标签内设置三行矩形标签，经过对称中心的一行存在三个矩形标签，其中，目标图形标签的对称中心处设置的一个矩形标签且与充电装置的中轴线平行，另外两个矩形标签分居目标图形标签的对称中心的两侧；经过目标图形标签的对称中心的一行记为中间行，中间行的上方的一行设置两个矩形标签，而且分别与对称中心处的矩形标签及其一侧处的矩形标签同列设置；中间行的下方的一行设置两个矩形标签，而且分别与对称中心处的矩形标签及其另一侧处的矩形标签同列设置；目标图形标签的一侧设置的各个方向修正标签与目标图形标签的另一侧设置的各个方向修正标签关于目标图形标签的对称中心进行中心对称设置。可以区分出目标图形标签的左右两侧。

8、进一步地，在所述直立面内，一个三角形标签的覆盖面积大于一个矩形标签的覆盖面积；三角形标签的任意一条边都不与所述目标直线方向垂直，每个矩形标签都存在两条相互平行的边与所述目标直线方向垂直，以使多个三角形标签分布在矩形标签的两侧。在所述目标直线方向平行于摄像头的针孔平面但所述直立面不平行于摄像头的针孔平面的情况下，通过三角形标签作为机器人的移动方向修正的标签，将机器人从两侧的三角形标签对应的位置引导向位于中间位置的矩形标签对应的位置(矩形标签中与所述目标直线方向垂直的边无畸变)，减少三角形标签在摄像头中发生畸变所带来的测距误差影响。因此，在引导机器人由远及近地接触充电接口的过程中，从识别三角形标签到识别到矩形标签，由存在测距误差到不存在测距误差，以实现高精度地拉近机器人与矩形标签代表的充电接口的距离并对准充电接口。

9、基于标签识别的充电接口对接方法，充电接口对接方法用于控制机器人对所述充电装置进行定位和对接上所述充电装置的充电接口；充电接口对接方法包括：步骤a、机器人对其摄像头采集的图像进行预处理，再在预处理后的图像内搜索出标签图案的图形属性和顶点，其中，所述标签图案是目标图形标签或方向修正标签；步骤b、基于标签图案的图形属性和顶点，利用单目测距原理计算标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度；步骤c、根据标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度，设置预测位置点；步骤d、机器人移动至预测位置点，再使用摄像头采集标签图案的图像，然后重复执行步骤a至步骤d，直至最新设置出的预测位置点是充电接口在机器人行走平面中占据的位置点，机器人的移动方向是平行于所述目标图形标签所在平面的垂直方向以使机器人对接上充电接口。与现有技术相比，机器人使用所识别到标签图案的顶点进行相应的标签相对于同一摄像头的距离和角度信息的测算，进而预测出充电接口与摄像头的相对位置关系，为机器人导航回充电装置进行对接充电提供精准的定位信息；在在迭代处理标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度的过程中，纠正机器人的移动方向为目标图形标签所代表的充电接口朝向，使机器人接近充电接口的过程中提升摄像头的视觉定位精度和对接充电的准确度。

10、进一步地，步骤c具体包括：判断标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度是否满足预设定位条件，是则不设置新的预测位置点，否则设置新的预测位置点；预设定位条件包括最新设置出的预测位置点是充电接口在机器人行走平面中占据的位置点，以及机器人的移动方向是平行于所述目标图形标签所在平面的垂直方向且指向所述目标图形标签。从而基于所述预设定位条件调节控制机器人依靠标签图案的特定排列顺序形成的引导方向逐步靠近待定位装置。

11、进一步地，机器人在步骤a中基于标签图案的图形属性识别出方向修正标签，以使当前识别出的方向修正标签代表所述标签图案,并用于重复执行步骤a至步骤d；机器人在最后一次设置出的预测位置点处识别出目标图形标签，以使当前识别出的目标图形标签代表所述标签图案，并用于执行步骤d，以实现在最新设置出的预测位置点是充电接口在机器人行走平面中占据的位置点，机器人的移动方向是平行于所述目标图形标签所在平面的垂直方向且指向所述目标图形标签的情况下，确定完成对充电接口的视觉定位，在从识别到方向修正标签到识别到目标图形标签的过程中，提高对充电接口中对应的目标图形标签的视觉定位精度。

12、进一步地，在识别目标图形标签之前，机器人执行步骤a至步骤d的过程中，依次遍历已识别出的各个方向修正标签，以引导机器人从两侧的已识别的方向修正标签往中间的未识别区域移动；机器人在最后一次确定的预测位置点处识别到目标图形标签的中心位置处的矩形标签，并确定该矩形标签与摄像头之间的距离满足预设定位条件，使中间的未识别区域内被确定存在目标图形标签，并确定存在多个方向修正标签分布在目标图形标签的两侧，目标图形标签是由多个矩形标签排列组成；而且，机器人通过调整位姿，以使机器人的移动方向是平行于所述目标图形标签所在平面的垂直方向且指向所述目标图形标签。则机器人的移动方向对准所述充电接口，并确定完成对充电装置或充电接口的定位修正。

13、进一步地，机器人在识别出方向修正标签时，没有识别出矩形标签，进而没有识别到目标图形标签，此时，机器人处于第一预测位置点；机器人在识别出矩形标签时，没有识别出方向修正标签，此时，机器人处于第二预测位置点；其中，第一预测位置点与充电接口的距离大于第二预测位置点与充电接口的距离；方向修正标签内不包括矩形标签；其中，一个方向修正标签在充电装置表面的标签尺寸大于目标图形标签内包括的任一个矩形标签在充电装置表面的标签尺寸。

14、因此，摄像头远离充电装置的场景中，机器人在重复执行步骤a至步骤d的过程中，在开始识别目标图形标签之前，依次识别过各个方向修正标签，在接近矩形标签，例如与其中一个矩形标签的距离都小于或等于焦距的位置处，可以识别到所有矩形标签，进而确认识别到一个目标图形标签，也可以理解为每当机器人连续识别过多个矩形标签后，机器人可以确认当前识别到目标图形标签；实现引导机器人从两侧的已识别的方向修正标签往中间的未识别图像区域靠拢。

15、进一步地，机器人在步骤a中基于标签图案的图形属性一次性从多个标签图案中识别出方向修正标签和/或目标图形标签，以获得被识别出的标签图案的顶点和被识别出的标签图案的图形属性；每当识别出多个方向修正标签，则在步骤b中基于各个方向修正标签的图形属性和顶点，利用单目测距原理计算各个方向修正标签与摄像头之间的距离、以及各个方向修正标签相对于摄像头的偏转角度；然后依次遍历已识别出的各个方向修正标签与摄像头之间的距离；当机器人判断到分居中间位置两侧且距离最近的摆放形式不同的两个方向修正标签与摄像头之间的距离不是已识别出的各个方向修正标签与摄像头之间的距离当中数值最小的两组距离时，确定当前识别的各个标签图案与摄像头之间的距离不满足预设定位条件。因此，本技术方案较为准确地排除不适合定位的位置，将后续设置的预测位置点引导向分居中间位置两侧距离最近的两个方向修正标签之间的区域。

16、进一步地，在所述步骤c中，机器人在所述分居中间位置两侧且距离最近的摆放形式不同的两个方向修正标签的前方设置预测位置点，然后机器人依据当前设置的预测位置点相对于摄像头的偏转角度调整位姿并移动至当前设置的预测位置点，以拉近机器人与目标图形标签之间的距离；机器人通过重复执行步骤a至步骤c，直至判断到所述分居中间位置两侧且距离最近的摆放形式不同的两个方向修正标签与摄像头之间的距离是已识别出的各个方向修正标签与摄像头之间的距离当中数值最小的两组距离后，机器人移动至当前设置的预测位置点，然后在步骤a中识别出目标图形标签；其中，机器人在步骤a中识别出目标图形标签之前，不允许当前识别的各个标签图案与摄像头之间的距离满足所述预设定位条件。因而，多个方向修正标签则起到机器人的移动方向的修正作用。

17、进一步地，机器人在步骤a中识别出目标图形标签后，进而识别到组成目标图形标签的各个矩形标签；然后在步骤b中基于各个矩形标签的图形属性和顶点，利用单目测距原理计算各个矩形标签与摄像头之间的距离、以及各个矩形标签相对于摄像头的偏转角度；然后依次遍历已识别出的各个矩形标签与摄像头之间的距离；当机器人通过步骤c来判断到目标图形标签的中心位置处的矩形标签与摄像头之间的距离不是已识别出的各个已识别出的矩形标签与摄像头之间的距离当中数值最小的一组距离，确定当前识别的目标图形标签与摄像头之间的距离不满足预设定位条件；然后在步骤d中，机器人往靠近所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的方向移动，移动至所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签与摄像头之间的距离是已识别出的各个矩形标签与摄像头之间的距离当中数值最小的一组距离，并确定当前识别的目标图形标签与摄像头之间的距离满足预设定位条件，其中，当前移动到的位置点是最新确定出的预测位置点；然后在最新确定的预测位置点处调整机器人的移动方向为平行于所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的垂直方向，并确定当前识别的目标图形标签与摄像头之间的距离、以及当前识别的目标图形标签相对于摄像头的偏转角度满足都预设定位条件。综上，本技术方案先基于识别的方向修正标签确定能够识别目标图形标签的位置，起到对充电接口粗定位的效果，然后通过目标图形标签内设的矩形标签不断改变机器人所需导航的位置，不断拉近机器人与充电接口的距离，直至最新计算出的相应距离和角度满足预设定位条件，才完成对充电接口的精准定位，提高机器人返回充电装置对接充电的精度。

18、进一步地，机器人将一个方向修正标签识别为由一个三角形标签组成，并通过三角形标签的顶点确定三角形标签的边长；目标图形标签的一侧设置的方向修正标签的摆放形式与目标图形标签的另一侧设置的方向修正标签的摆放形式不同；目标图形标签的每侧设置的各个方向修正标签都是沿着一直线方向等间隔设置在充电装置表面；机器人将一个目标图形标签识别为由多个相同的矩形标签排列组成，并通过矩形标签的顶点确定矩形标签的边长；一个目标图形标签是以一个矩形标签为中心位置排列出来的规则多边形图形，在该目标图形标签内，其中心位置的两侧邻域中分布所述矩形标签的数量不同，以区分目标图形标签的两侧。

19、进一步地，基于标签图案的图形属性一次性从多个标签图案中识别出方向修正标签和/或目标图形标签的方法包括：机器人在预处理后的图像内搜索出标签图案的图形属性和顶点时，机器人检测围成闭合图形的边的数量；其中，标签图案的图形属性是闭合图形的边缘线特征，闭合图形的边缘线特征包括围成闭合图形的边的数量和闭合图形的顶点的数量；在闭合图形的边缘线中，机器人将相邻两个顶点的连线识别为围成闭合图形的一条边；当机器人检测到围成闭合图形的边的数量是3条时，将当前检测到的闭合图形识别为三角形标签，并确定识别出方向修正标签；当机器人检测到围成闭合图形的边的数量是4条、且存在两组边相互垂直时，将当前检测到的闭合图形识别为矩形标签，其中，每组设置有两条相互平行的边；若机器人在同一帧图像内累计检测到的矩形标签的数量是组成一个所述目标图形标签所需的所有矩形标签的总数量，而且累计检测到的矩形标签是以其中一个矩形标签为中心位置进行对称设置，而且中心位置的两侧邻域中分布矩形标签的数量不同，则确定识别出一个目标图形标签。从而实现根据标签图案的图形属性来区分出不同形状的标签，进而结合不同形状的标签图案的数量及其分布位置来识别出目标图形标签和方向修正标签。

20、进一步地，所述标签图案中，机器人将与目标直线方向成一定倾斜角度的边记为该标签图案的待测边；步骤b中所述的标签图案与摄像头之间的距离包括第一检测点所在的待测边到摄像头的距离和第二检测点所在的待测边到摄像头的距离；步骤b中所述的单目测距原理包括小孔成像模型；利用小孔成像模型计算标签图案与摄像头之间的距离的方法包括：预先获得摄像头的镜头焦距f、待测边的边长w、以及该待测边在摄像头的成像平面内形成的像素宽度p；通过以下公式计算该待测边与摄像头之间的距离：

21、

22、若该待测边的一端点是所述第一检测点，则该待测边是第一检测点所在的待测边，然后将d设置为等于摄像头到第一检测点所在的待测边的距离dx1；若该待测边的一端点是所述第二检测点，则该待测边是第二检测点所在的待测边，然后将d设置为等于摄像头到第二检测点所在的待测边的距离dx2；其中，待测物体平面是标签图案所在的充电装置表面；待测物体平面与摄像头的针孔平面不平行时，待测物体平面与摄像头的针孔平面的交线与所述目标直线方向垂直设置。本技术方案可以视为从侧视图的视角在待测物体平面、摄像头的针孔平面、摄像头的成像平面之间构建小孔成像模型(实际上是从各个平面侧视视角(优选为垂直于水平地面的方向)来运用相似三角形的几何关系)，计算出摄像头到第一检测点或第二检测点所在的待测边的垂线段的长度，可以在忽略垂直方向或水平方向所带来的畸变影响的前提下利用小孔成像模型进行距离计算，节省标签图案与摄像头之间距离的计算量。

23、进一步地，在所述步骤b中，利用单目测距原理计算标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度的方法包括：机器人将目标直线方向设置为待测物体平面在水平面上的延伸方向，并将目标直线方向设置为与机器人的行走平面平行；机器人将一个标签图案中的沿着目标直线方向分布的两个顶点设置为待测物体平面中的相邻两个目标检测点；其中，待测物体平面中的相邻两个目标检测点之间的距离ux是预先获得；待测物体平面表示标签图案所在的充电装置表面以垂直于水平地面或机器人的行走平面；在该相邻两个目标检测点当中，机器人将其中一个目标检测点记为第一检测点，并利用小孔成像模型计算第一检测点所在的待测边到摄像头的距离dx1；机器人将另一个目标检测点记为第二检测点，并利用小孔成像模型计算第二检测点所在的待测边到摄像头的距离dx2；基于三角形的边角关系，通过以下公式来求得标签图案相对于摄像头的偏转角度：

24、

25、dx2*sin(bx21)＝ux*sin(ax)+dx1*sin(bx11)；

26、ux*cos(ax)＝dx2*cos(bx21)+dx1*cos(bx11)；

27、bx12＝90-bx11；

28、bx22＝90-bx21；

29、其中，摄像头到第一检测点所在的待测边的垂线段与摄像头的针孔平面在目标直线方向的反方向上所成的夹角的角度记为bx11，摄像头到第二检测点所在的待测边的垂线段与摄像头的针孔平面在目标直线方向上所成的夹角的角度记为bx21；机器人将待测物体平面与摄像头的针孔平面在目标直线方向上所成的夹角的角度设置为待测物体平面的倾斜角度，ax是待测物体平面的倾斜角度；所述标签图案所在平面的倾斜角度是待测物体平面的倾斜角度；标签图案相对于摄像头的偏转角度包括摄像头到第一检测点所在的待测边的垂线段与光轴的夹角角度bx12、摄像头到第二检测点所在的待测边的垂线段与光轴的夹角角度bx22；步骤b中所述的标签图案与摄像头之间的距离包括第一检测点所在的待测边到摄像头的距离和第二检测点所在的待测边到摄像头的距离；步骤b中所述的单目测距原理包括小孔成像模型。综上，本技术方案在计算标签图案相对于摄像头的偏转角度时，会依次从垂直和水平方向两种视角对相应的目标检测点及所在的边构建三角几何计算公式，保证角度计算的全面性和代表性。

30、进一步地，标签图案表示为三角形标签时，所述相邻两个目标检测点是三角形标签的底边的两个顶点，其中，每个三角形标签对应的目标检测点都是沿着所述目标直线方向分布在待测物体平面中；一个三角形标签中的沿着与所述目标直线方向成第一夹角分布的两个顶点的连线记为第一检测点所在的待测边，同一个三角形标签中的沿着与所述目标直线方向成第二夹角分布的两个顶点的连线记为第二检测点所在的待测边，其中，第二夹角与第一夹角的角度和值等于180度；标签图案内包括矩形标签时，所述相邻两个目标检测点是矩形标签中与所述目标直线方向平行的边中的两个顶点，矩形标签中与所述目标直线方向垂直的两条边分别是第一检测点所在的待测边和第二检测点所在的待测边。从而基于已经被机器人识别出的相邻两个目标检测点在同一三角形标签内提取出第一检测点所在的待测边和第二检测点所在的待测边。也基于已经被机器人识别出的相邻两个目标检测点在同一矩形标签内提取出待测边，提供给机器人进行标签图案与摄像头之间的距离计算。

31、进一步地，若三角形标签的任意一条待测边不与目标直线方向不垂直，则三角形标签的任意一条待测边在摄像头中畸变，以使机器人利用小孔成像模型计算出的三角形标签与摄像头之间的距离存在测距误差；若矩形标签的任意一条待测边垂直于所述目标直线方向，则矩形标签的任意一条待测边在摄像头中不畸变；因此，在所述目标直线方向平行于摄像头的针孔平面但所述直立面不平行于摄像头的针孔平面的情况下，通过三角形标签作为机器人的移动方向修正的标签，机器人先识别并定位三角形标签，再识别并定位矩形标签，使得机器人从两侧的三角形标签对应的位置引导向位于中间位置的矩形标签对应的位置(矩形标签中与所述目标直线方向垂直的边无畸变)，减少三角形标签在摄像头中发生畸变所带来的测距误差影响。因此，在引导机器人由远及近地接触充电接口的过程中，从识别三角形标签到识别到矩形标签，由存在测距误差到不存在测距误差，以实现高精度地拉近机器人与矩形标签代表的充电接口的距离并对准充电接口。

32、若标签图案的第一检测点所在的待测边的长度和同一标签图案的第二检测点所在的待测边的长度都是预先设置为小于预设畸变误差值，则机器人利用小孔成像模型计算出的标签图案与摄像头之间的距离被设置为不存在测距误差。因此，步骤b计算摄像头到矩形标签或三角形标签的距离可以利用小孔成像模型进行计算，节省计算量，保证测距准确度。

33、进一步地，三角形标签的任意一条待测边不与目标直线方向不垂直，矩形标签的任意一条待测边垂直于所述目标直线方向的情况下，机器人通过重复执行步骤a至步骤d，先识别位于矩形标签两侧的各个三角形标签，并计算各个三角形标签与摄像头之间的距离、以及三角形标签相对于摄像头的偏转角度，再识别矩形标签，并计算矩形标签与摄像头之间的距离、以及矩形标签相对于摄像头的偏转角度。因此，在引导机器人由远及近地接触充电接口的过程中，机器人从识别三角形标签到识别到矩形标签，使用单目测距原理计算距离由存在测距误差到不存在测距误差，以实现高精度地拉近机器人与矩形标签代表的充电接口的距离并对准充电接口。

34、进一步地，在所述步骤c中，机器人从经过摄像头分别到未识别区域两侧的已识别的摆放形式不同的三角形标签的待测边的垂线段所成的夹角当中，选择出角度最小的夹角所成的区域，再在当前选择出的角度最小的夹角所成的区域内设置所述预测位置点；在每次执行步骤c时，机器人选择出的角度最小的夹角被更新，以使所述预测位置点被更新，可以持续为机器人提供灵活的图像采集位置。进而引导机器人从两侧的已识别的三角形标签往中间的未识别区域靠拢。

35、其中，一个三角形标签与摄像头之间的距离包括摄像头到该三角形标签的第一检测点所在的待测边的距离、和摄像头到该三角形标签的第二检测点所在的待测边的距离，构成一个三角形标签的一组距离。

36、进一步地，机器人识别出目标图形标签中的矩形标签后，机器人通过执行步骤d往靠近所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的方向移动的过程中，若依据当前识别矩形标签相对于摄像头的偏转角度检测到机器人是位于所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的左侧，则机器人向右移动至新的预测位置点处；或者；若依据当前识别矩形标签相对于摄像头的偏转角度检测到机器人是位于所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的右侧，则机器人向左移动至新的预测位置点处；直至在最新确定的预测位置点处判断到所述位于目标图形标签的中心位置处的矩形标签与摄像头之间的距离是已识别出的各个矩形标签与摄像头之间的距离当中数值最小的一组距离，并确定当前识别的目标图形标签与摄像头之间的距离满足预设定位条件；机器人确定当前识别的目标图形标签与摄像头之间的距离满足预设定位条件的同时，机器人通过旋转的方式将摄像头的光轴调整为垂直于所述待测物体平面，以使机器人的移动方向变为平行于所述目标图形标签的中心位置处的矩形标签的垂直方向且指向矩形标签，进而确定当前识别的目标图形标签相对于摄像头的偏转角度满足预设定位条件；其中，一个矩形标签与摄像头之间的距离包括摄像头到该矩形标签的第一检测点所在的待测边的距离、和摄像头到该矩形标签的第二检测点所在的待测边的距离，构成一个矩形标签的一组距离；目标图形标签与摄像头之间的距离包括组成该目标图形标签所需的所有矩形标签与摄像头之间的距离。以使机器人通过调整移动方向来克服图像畸变带来的测距误差干扰，直至机器人的移动方向对准所述充电接口，实现对机器人回充方向的修正作用，减少回充过程的误差，提高回充效率。

37、进一步地，当机器人从待测物体平面中识别到所述相邻两个目标检测点，则计算待测物体平面中的相邻两个目标检测点之间的距离ux与待测物体平面的倾斜角度的正弦值的乘积ux*sin(ax)，再将ux*sin(ax)设置为相邻两个目标检测点的连线在摄像头中畸变所产生的测距误差；若机器人检测到标签图案中存在一条边不与摄像头的针孔平面平行，则确认该条与摄像头的针孔平面不平行的边在摄像头中产生畸变，进而确定标签图案与摄像头的针孔平面不平行，且标签图案在摄像头中产生畸变；若机器人检测到标签图案中存在一条边与摄像头的针孔平面平行，则确认该条与摄像头的针孔平面平行的边不在摄像头中产生畸变。从而实现检测待测物体平面中的标签图案在摄像头中是否产生畸变。

38、进一步地，机器人通过执行所述步骤d来更新所述预测位置点，并移动至最新的预测位置点，以使机器人在获取到的所述标签图案畸变所产生的测距误差变小；直至最新设置出的预测位置点是充电接口在机器人行走平面中占据的位置点，以及机器人的移动方向是平行于所述目标图形标签所在平面的垂直方向且指向所述目标图形标签时，相邻两个目标检测点的连线在摄像头中畸变所产生的测距误差落入预先设定的目标误差范围内，其中，预先设定的目标误差范围内包括数值0。从而抑制所述标签图案畸变所产生的误差影响，提高步骤b对距离和角度计算的准确度，进而提高预测位置点的定位准确度。

39、进一步地，机器人获得的所述相邻两个目标检测点之间的距离小于0.5*(dx1+dx2)时，机器人将相邻两个目标检测点的连线在摄像头中畸变所产生的测距误差设置为等于数值0。综上，在执行所述充电接口对接方法之前可以将待测物体平面的标签图案设置得比较小，进而在待测物体平面与摄像头的成像平面不平行的情况下尽可能地减小畸变带来的测距误差，即抑制由于角度变化导致的距离误差。

40、一种充电系统，该充电系统包括机器人与所述充电装置，机器人被配置为执行所述基于标签识别的充电接口对接方法，以使机器人对接上充电接口并进行充电；其中，机器人装配单目摄像头，用于采集充电装置表面设置的多个标签。与现有技术相比，该充电系统控制机器人使用所识别到标签图案的顶点进行相应的标签相对于同一摄像头的距离和角度信息的测算，进而预测出充电接口与摄像头的相对位置关系，为机器人导航回充电装置进行对接充电提供精准的定位信息；当机器人朝着单一方向有序地遍历过各个方向修正标签时，可以区分出机器人在靠近充电接口或远离充电接口，可以起到对机器人的移动方向的修正作用，因此在迭代处理标签图案与摄像头之间的距离、以及标签图案相对于摄像头的偏转角度的过程中，纠正机器人的移动方向为目标图形标签所代表的充电接口朝向，使机器人接近充电接口的过程中提升摄像头的视觉定位精度和对接充电的准确度。