充电方法、系统、可读存储介质及智能终端设备与流程

1.本发明属于自主导航机器人的充电技术领域，具体地涉及一种充电方法、系统、可读存储介质及智能终端设备。


背景技术：

2.移动机器人的应用，解决了制造业车间各工位工件之间运输的耗时难题，为真正实现智能化工厂提供了装备支持。自主导航机器人是基于激光导航技术的移动机器人，相较于传统磁导航agv平台和固定传送带转运具有更加灵活的机动性，可以无需改变车间现场布局的情况下，完全依靠自身及借助调度软件实现不同工位之间的工件快速执行运输任务。
3.为了实现长期的无人职守，即自主导航机器人在无人干预下的持续工作，自主导航机器人需要依靠自身携带的储能电池，以使其在较长时间的自主运行；然而，由于储能电池的容量限制，自主导航机器人依然需要频繁的返回充电。为真正实现移动机器人长期全自主的独立运行，必须解决自主导航机器人自主充电问题。目前，基于激光导航的自主导航机器人自主充电已研究多年，其大多采用充电逻辑简单的方案，无法实现执行任务与自动充电之间操作的智能切换，存在任务执行效率低、电量效能利用率低等弊端，仍然无法真正实现移动机器人长期全自主的独立运行。
4.故此，在不增加储能电池容量的基础上，如何实现高效的任务执行效率及电量效能利用率，以使自主导航机器人能长期全自主独立运行是一个亟待解决的研究课题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充电方法、系统、可读存储介质及智能终端设备，实现执行任务状态与充电状态之间的自主切换，确保高效利用充电时间，实现高效的任务执行效率及电量效能利用率。
6.本发明实施例提供一种充电方法，具体技术方案如下：
7.一种充电方法，用于自主导航机器人的智能充电，所述充电方法包括：
8.当储能电池电量小于第一预设阀值，且大于或等于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成任务；其中，所述第一预设阀值大于所述第二预设阀值；
9.若任务列表中存在未完成任务，则在执行完任务列表中的未完成任务后，返回充电；
10.在执行任务列表中的未完成任务过程中，当储能电池电量小于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成的当前任务；
11.若任务列表中存在未完成的当前任务，则在执行完当前任务后，返回充电，同时保存任务列表中的未完成任务，并且在接收到新发任务时，对任务列表中的任务进行优先级排序；
12.当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；
将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务。
13.相对于现有技术而言，本发明的有益效果为：通过自主导航机器人在充电状态时，仅接收新发任务并将其保存至任务列表中，且对任务列表中未完成任务及新发任务进行优先级排序；同时，在执行任务状态时，根据储能电池电量消耗至第一预设阀值及第二预设阀值的不同情况下，及在充电状态时，根据储能电池电量升至第三预设阀值时，判断任务列表中是否存在任务，以使自主导航机器人在执行任务状态和充电状态的自主无缝切换，以使自主导航机器人高效利用充电时间，确保高效的任务执行效率，提高电量效能利用率。
14.较佳地，所述充电方法还包括：
15.当储能电池电量小于第三预设阀值，且大于或等于第一预设阀值，判断任务列表中是否存在未完成任务；
16.当任务列表中不存在未完成任务，则执行储能电池空闲时间充电程序。
17.其中，当其储能电池电量处于小于第三预设阀值，且不低于第一预设阀值的范围内，根据对任务列表中是否存在未完成任务的判断，具有存在未完成任务及不存在未完成任务的两种情况，以使自主导航机器人在执行任务状态或充电状态的自主无缝切换，以使自主导航机器人高效利用充电时间。
18.较佳地，所述当储能电池电量小于第三预设阀值，且大于或等于第一预设阀值，判断任务列表中是否存在未完成任务；当任务列表中不存在未执行任务，则执行储能电池空闲时间充电程序的步骤之后，所述充电方法还包括：
19.判断任务列表中是否存在接收的新发任务；
20.若任务列表中不存在接收的新发任务，则返回继续充电，以使储能电池电量充满，充满之后将储能电池的充电状态切换至待命状态。
21.其中，当其储能电池电量处于小于第三预设阀值，且不低于第一预设阀值的范围内，在任务列表中不存在未执行任务，执行储能电池空闲时间充电程序的过程中，根据对任务列表中是否存在接收的新发任务，具有存在接收的新发任务及不存在接收的新发任务的两种情况，以使自主导航机器人在充电状态或待命状态的自主无缝切换，以使自主导航机器人的自主充电位置和待命位置为同一位置，可实现高效任务执行效率。
22.较佳地，所述判断任务列表中是否存在接收的新发任务；若任务列表中不存在接收的新发任务，则返回继续充电，以使储能电池电量充满的步骤之后，该充电方法还包括：
23.判断任务列表中是否存在接收的新发任务；
24.若任务列表中不存在接收的新发任务，则继续保持待命状态。
25.其中，当其储能电池电量处于充满状态时，根据对任务列表中是否存在接收的新发任务，具有存在接收的新发任务及不存在接收的新发任务的两种情况，以使自主导航机器人在待命状态或执行任务状态的自主无缝切换，保证自主导航机器人高效利用充电时间。
26.较佳地，自主导航机器人包括充电板，所述充电板与充电刷配合充电，其中，所述将储能电池的充电状态切换至待命状态的步骤为：充电板内置的电路输入高信号，以使充电板内置的开关线圈km带电，带动常闭开关km断开，即充电刷与充电板的电连接断开，使得充电状态切换至待命状态。
27.其中，当储能电池的电量充满后，通过自动断开充电板内的常闭开关km，实现自主
导航机器人内置充电板与外置充电刷电连接断开，以使自主导航机器人充电状态自动切换至待命状态。
28.本发明的另一个实施例提供一种充电系统，用于自主导航机器人的智能充电，所述充电方法包括：
29.第一判断模块，用于当储能电池电量小于第一预设阀值，且大于或等于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成任务；其中，所述第一预设阀值大于所述第二预设阀值；
30.第一返回模块，用于若任务列表中存在未完成任务，则在执行完任务列表中的未完成任务后，返回充电；
31.第二判断模块，用于在执行任务列表中的未完成任务过程中，当储能电池电量小于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成的当前任务；
32.第二返回模块，用于若任务列表中存在未完成的当前任务，则在执行完当前任务后，返回充电，同时保存任务列表中的未完成任务，并且在接收到新发任务时，对任务列表中的任务进行优先级排序；
33.第一切换模块，用于当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务。
34.其中，通过自主导航机器人在充电状态时，仅接收新发任务并将其保存至任务列表中，且对任务列表中未完成任务及新发任务进行优先级排序；同时，在执行任务状态时，根据储能电池电量处于以第一预设阀值及第二预设阀值为分界点的不同情况下，及在充电状态时，根据储能电池电量达到以第三预设阀值为分界点的不同情况下，第一判断模块用于判断任务列表中是否存在任务，第一返回模块用于以使自主导航机器人在执行任务状态和充电状态的自主无缝切换，以使自主导航机器人高效利用充电时间，确保高效的任务执行效率，提高电量效能利用率。
35.较佳地，第三判断模块，用于当储能电池电量小于第三预设阀值，且大于或等于第一预设阀值，判断任务列表中是否存在未完成任务；
36.第三返回模块，用于当任务列表中不存在未完成任务，则执行储能电池空闲时间充电程序。
37.其中，当其储能电池电量处于小于第三预设阀值，且不低于第一预设阀值的范围内，第一判断模块对任务列表中是否存在未完成任务的判断，具有存在未完成任务及不存在未完成任务的两种情况，第一返回模块以使自主导航机器人在执行任务状态或充电状态的自主无缝切换，以使自主导航机器人高效利用充电时间。
38.较佳地，第四判断模块，用于判断任务列表中是否存在接收的新发任务；
39.第四返回模块，用于若任务列表中不存在接收的新发任务，则返回继续充电，以使储能电池电量充满；
40.第二切换模块，用于充满之后将储能电池的充电状态切换至待命状态。
41.其中，当其储能电池电量处于小于第三预设阀值，且不低于第一预设阀值的范围内，在任务列表中不存在未执行任务，执行储能电池空闲时间充电程序的过程中，第一判断模块对任务列表中是否存在接收的新发任务，具有存在接收的新发任务及不存在接收的新发任务的两种情况，第一返回模块以使自主导航机器人在充电状态或待命状态的自主无缝
切换，以使自主导航机器人的自主充电位置和待命位置为同一位置，可实现高效任务执行效率。
42.较佳地，第五判断模块，用于判断任务列表中是否存在接收的新发任务；若任务列表中不存在接收的新发任务，则继续保持待命状态。
43.较佳地，自主导航机器人包括充电板，所述充电板与充电刷配合充电，其中，所述将储能电池的充电状态切换至待命状态的步骤为：充电板内置电路输出高电频信号，以使充电板内置的开关线圈km带电，带动常闭开关km断开，即充电刷与充电板的电连接断开，使得充电状态切换至待命状态。
44.本发明的另一个实施例提供一种可读存储介质，其上存储有应用程序，该程序被处理器执行时实现如上述中任意一项所述充电方法的步骤。
45.本发明的另一个实施例提供一种智能终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的应用程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述中任意一项所述方法的步骤。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本发明第一实施例提供的充电方法的流程图；
48.图2为本发明第一实施例提供的充电系统的结构框图；
49.图3为本发明第二实施例提供的充电方法的流程图；
50.图4为本发明第二实施例提供的充电系统的结构框图；
51.图5为本发明第三实施例提供的充电方法的流程图；
52.图6为本发明第三实施例提供的充电状态切换待命状态的原理电路图；
53.图7为本发明第三实施例提供的充电系统的结构框图。
具体实施方式
54.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
55.如图1所示，本发明的第一实施例提出的充电方法的流程图，其中，该充电方法用于自主导航机器人的智能充电，该充电方法具体包括步骤s111～s113：
56.步骤s111：当储能电池电量小于第一预设阀值，且大于或等于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成任务；其中，所述第一预设阀值大于所述第二预设阀值；
57.其中，本实施例中，第一预设阀值为50％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的50％；同理，第二预设阀值为20％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的20％；具体地，自主导航机器人运行过程中，当储能电池的电量处于小于50％的储能电池充满电
量，及不低于20％的储能电池充满电量的范围内，根据任务列表中是否存在未完成任务的判断结果，自主导航机器人进行与判断结果相对应的后续返回充电或继续执行任务操作。
58.步骤s112：判断出任务列表中存在未完成任务，则在执行完任务列表中的未完成任务后，返回充电；
59.其中，本实施例中，因任务列表中存在未完成任务，自主导航机器人仍然保持执行任务状态，继续执行任务列表中的未完成任务；当未完成任务全部执行完毕，将执行任务状态切换至充电状态，以使储能电池电量进行充电。具体地，处于充电状态时，自主导航机器人会返回到充点电，即待命点，充电板会自动和充电刷接触进行充电。另外，需要说明的是，在步骤s111之后，当判断出任务列表中不存在未完成任务，即直接返回充电。
60.步骤s113：当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务；
61.其中，本实施例中，第三预设阀值为70％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的70％；具体地，自主导航机器人充电过程中，若存在接收的新发任务，则在储能电池电量充电充至第三预设阀值时，充电板和充电刷会自行脱离，结束充电工作；将充电状态切换至执行任务状态，以使自主导航机器人执行任务列表中的未完成任务。
62.如图2所示，为本发明的实施例一提供的充电方法对应的充电系统的结构框图，该充电系统用于自主导航机器人的智能充电，该充电系统包括：
63.第一判断模块111，当储能电池电量小于第一预设阀值，且大于或等于第二预设阀值时，用于判断任务列表中是否存在未完成任务；其中，第一预设阀值大于第二预设阀值。
64.第一返回模块112：当判断出任务列表中存在未完成任务，所述第一返回模块112用于在执行完任务列表中的未完成任务后，返回充电。
65.第一切换模块113：当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；所述第一切换模块113用于将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务；
66.如图3所示，本发明的第二实施例提出的充电方法的流程图，其中，该充电方法用于自主导航机器人的智能充电，该充电方法具体包括步骤s121～s123：
67.步骤s121：在执行任务列表中的未完成任务过程中，当储能电池电量小于第二预设阀值时，判断任务列表中是否存在未完成的当前任务；
68.其中，本实施例中，第二预设阀值为20％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的20％；具体地，自主导航机器人运行过程中，当储能电池的电量处于小于20％的储能电池充满电量，根据任务列表中是否存在未完成的当前任务的判断结果，自主导航机器人进行与判断结果相对应的后续返回充电或继续执行任务操作。
69.步骤s122：若任务列表中存在未完成的当前任务，则在执行完当前任务后，返回充电，同时保存任务列表中的未完成任务，并且在接收到新发任务时，对任务列表中的任务进行优先级排序；
70.其中，因任务列表中存在未完成的当前任务，则自主导航机器人在执行完当前任务后，与此同时，保存任务列表中的未完成任务；之后将执行任务状态切换至充电状态，自主导航机器人会返回到充点电，即待命点，充电板会自动和充电刷接触进行充电；在储能电池充电状态下，若存在接收的新发任务，控制任务列表对未完成任务及新发任务进行优先
级排序操作。另外，需要说明的是，在步骤s121之后，当判断出任务列表中不存在未完成任务，即直接返回充电。
71.步骤s123：当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务；
72.其中，本实施例中，第三预设阀值为70％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的70％；具体地，自主导航机器人充电过程中，在储能电池电量充电充至第三预设阀值时，充电板和充电刷会自行脱离，结束充电工作；将充电状态切换至执行任务状态，以使自主导航机器人执行任务列表中的未完成任务。
73.如图4所示，为本发明的实施例二提供的充电方法对应的充电系统的结构框图，该充电系统用于自主导航机器人的智能充电，该充电系统包括：
74.第二判断模块121，在执行任务列表中的未完成任务过程中，当储能电池电量小于第二预设阀值时，所述第二判断模块121用于判断任务列表中是否存在未完成的当前任务；
75.第二返回模块122，当判断任务列表中存在未完成的当前任务，所述第二返回模块122则在执行完当前任务后，返回充电；同时保存任务列表中的未完成任务，并且在接收到新发任务时，对任务列表中的任务进行优先级排序；
76.第一切换模块113，当储能电池电量充电到第三预设阀值时，其中，第三预设阀值大于第一预设阀值；所述第一切换模块113用于将充电状态切换至执行任务状态，执行任务列表中的未完成任务。
77.如图5所示，本发明的第三实施例提出的充电方法的流程图，其中，该充电方法用于自主导航机器人的智能充电，该充电方法具体包括步骤s131～s134：
78.步骤s131：当储能电池电量小于第三预设阀值，且大于或等于第一预设阀值，判断任务列表中是否存在未完成任务；
79.其中，本实施例中，第三预设阀值为70％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的70％；同理，第一预设阀值为50％，即当下储能电池电量占储能电池充满电量的50％；具体地，自主导航机器人运行过程中，当储能电池的电量处于小于70％的储能电池充满电量，及不低于50％的储能电池充满电量的范围内，根据任务列表中是否存在未完成任务的判断结果，自主导航机器人进行与判断结果相对应的后续返回充电或继续执行任务操作。
80.步骤s132：任务列表中不存在未完成任务，则执行储能电池空闲时间充电程序；
81.其中，本实施例中，因任务列表中不存在未完成任务，自主导航机器人无任务执行，则将执行任务状态切换至充电状态，自主导航机器人自主启动无任务执行情况下的储能电池空闲时间充电程序，以使储能电池电量进行充电。另外，需要说明的是，在步骤s131之后，当判断出任务列表中存在任务，则继续执行未完成任务。
82.步骤s133：判断任务列表中不存在接收的新发任务，则返回继续充电，以使储能电池电量充满；充满之后将储能电池的充电状态切换至待命状态；
83.其中，在储能电池空闲时间充电程序过程中，任务列表中并不存在接收的新发任务，参考图6所示，自主导航机器人包括充电板，所述充电板与充电刷配合充电，待储能电池电量充满时，充电板内置电路输入高电频信号，以使充电板内置的开关线圈km带电，带动常闭开关km断开，即充电刷与充电板的电连接断开，使得充电状态切换至待命状态；具体地，充电板中内置有光耦合放大电路，其中，r1、r2代表不同阻值的电阻，d1是光敏二极管，q1是
光敏接收管，vcc代表电源电压，该光耦合放大电路具体的工作原理属于现有技术，固在此不赘述。另外，需要说明的是，在步骤s132之后，当判断任务列表中存在接收的新发任务，则执行新发任务。
84.步骤s134：判断任务列表中不存在接收的新发任务，则继续保持待命状态；其中，当储能电池的处于待命状态时，任务列表中并不存在接收的新发任务，不切换至执行任务状态，继续保持待命状态，以待接收新发任务。另外，需要说明的是，在步骤s133之后，当判断任务列表中存在接收的新发任务，则执行新发任务。
85.如图7所示，为本发明的实施例三提供的充电方法对应的充电系统的结构框图，该充电系统用于自主导航机器人的智能充电，该充电系统包括：
86.第三判断模块131，当储能电池电量小于第三预设阀值，且大于或等于第一预设阀值，所述第三判断模块131用于判断任务列表中是否存在未完成任务；
87.第三返回模块132，当判断出任务列表中不存在未完成任务，所述第三返回模块132则执行储能电池空闲时间充电程序；
88.第四判断模块133，用于判断储能电池空暇时间充电程序过程中，任务列表中是否存在接收的新发任务；
89.第四返回模块134，当判断出任务列表中不存在接收的新发任务，所述第四返回模块134则返回继续充电，以使储能电池电量充满；
90.第二切换模块135，用于储能电池充满之后将储能电池的充电状态切换至待命状态；
91.第五判断模块136，用于判断储能电池处于待命状态时，任务列表中是否存在接收的新发任务，若不存在接收的新发任务，则继续保持待命状态。
92.本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有应用程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例一、二、三中任意一个充电方法的步骤。
93.本发明实施例还提供了一种智能终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的应用程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例一、二、三中任意一个充电方法的步骤。
94.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
95.计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
96.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
97.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。