一种机器人回充控制方法、机器人及芯片

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人回充控制方法、机器人及芯片。

背景技术

随着科技的飞速发展，机器人技术愈加成熟，机器人开始走进千家万户，尤其是清洁类、陪宠类等具有服务型功能的移动机器人。移动机器人的回充效率，是评价其性能的重要指标之一，回充效率主要与机器人返回充电座的速度和机器人与充电座对接精准度有关，传统的移动机器人依赖红外信号实现回座，但是由于红外信号的不稳定性，导致机器人回充效率低，且在充电座前方存在障碍物阻隔的情况下，可能会出现机器人无法接收到充电座发出的上座信号而导致机器人行走轨迹混乱、越走越远或者回充失败的情况，影响机器人的回充效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人回充控制方法、机器人及芯片，基于激光地图和机器人离座出发前记录的上座点和导航点结合预设轨迹，限制了机器人回充找座范围，使得机器人在小范围内寻找上座信号，避免机器人误入无信号区而越走越远，大大提高了机器人返回充电座的上座效率。本发明的具体技术方案如下：

一种机器人回充控制方法，该方法包括如下步骤：步骤S1：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人移动至导航点，然后进入步骤S2；步骤S2：判断机器人于导航点是否接收到上座信号，若是则控制机器人进入上座流程，若否则进入步骤S3；步骤S3：机器人基于预设导航算法由导航点移动至上座点，并在移动的同时搜寻上座信号，若机器人接收到上座信号则控制机器人进入上座流程；其中，所述预设导航算法是指预先设置于机器人主控芯片内用于引导机器人沿一定航线从一点移动到另一点的算法；所述上座信号是指由充电座发出的用于使机器人的受电接口与充电座的供电接口对接的引导信号。

与现有技术相比，该技术方案基于上座点和导航点将机器人的上座行为缩小到小范围内进行，根据预设导航算法引导机器人对可能存在的障碍物进行高效避障，避免机器人在空间中大范围寻找上座信号，进而影响机器人的回充效率，防止机器人因为障碍物阻碍而导致行为轨迹乱、越走越远造成回充失败的情况。

进一步地，该方法还包括：在机器人离开充电座出发前，记录机器人的当前位姿信息作为机器人的初始位姿信息，根据机器人的初始位姿信息和预设选点规则获取上座点和导航点；其中，所述机器人初始位姿信息包括机器人离开充电座出发前的初始坐标点信息和初始角度信息。与现有技术相比，该技术方案通过获取机器人离开充电座前的初始位姿信息，预先确定上座点和导航点，将机器人的上座行为限制到小范围内进行，提高机器人的回充上座效率，防止机器人因无序回座而进入无信号区影响机器人回充上座效率。

进一步地，所述预设选点规则为：选取机器人初始位姿所在坐标点作为上座点，选取经过所述上座点的与所述充电座的中心所在的垂直于机器人行进平面的平面的垂线的延长线上，与所述上座点相距第一预设值且与在所述充电座的供电接口所在坐标点指向所述上座点的方向上的点作为导航点，或者是选取激光地图中第一预设标记点作为上座点，选取激光地图中第二预设标记点作为导航点；其中，所述上座点与所述导航点的距离为第一预设值；所述第一预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第二预设值的点；所述第二预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第三预设值且与所述第一预设标记点相距第一预设值的点；所述第一预设点、所述第二预设点与所述充电座的供电接口所在坐标点位于同一条直线上。该技术方案通过设置机器人上一次回充所在坐标点作为机器人上座点，以引导机器人在上座点搜寻上座信号，实现了根据以往经验点来提高机器人寻找上座信号的概率，进而提高机器人回充上座效率。

进一步地，该方法还包括：若机器人由导航点移动至上座点的过程中未接收到上座信号则控制机器人返回导航点，然后机器人在以导航点为中心的预设轨迹内，按照第一移动规律遍历预设轨迹，机器人遍历预设轨迹的同时搜寻上座信号，若机器人在遍历预设轨迹的过程中接收到上座信号则进入上座流程。与现有技术相比，该技术方案通过控制机器人基于导航点结合预设轨迹搜寻上座信号，约束机器人搜寻上座信号的区域，实现小范围高效率引导机器人与充电座精准对接，提高机器人回充上座效率。

进一步地，所述预设轨迹是指以导航点为中心，长度为第四预设值且与充电座中心所在平面平行的线段。

进一步地，所述第一移动规律是指机器人从导航点出发以先遍历所述预设轨迹的左半段后遍历所述预设轨迹的右半段的顺序移动，或是指机器人从导航点出发以先遍历所述预设轨迹的右半段后遍历所述预设轨迹的左半段的顺序移动。该技术方案中公开的预设移动规律使得机器人有序遍历预设轨迹，以防止遗漏上座信号的接收。

进一步地，所述上座流程具体包括：机器人基于接收到的上座信号按照预设第二移动规律移动，以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口对接。该技术方案通过控制机器人基于接收的上座信号，按照第二移动规律移动，以达到控制机器人的受电接口与机器人的供电接口精准对接的目的，提高机器人回充上座效率。

进一步地，所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进，然后控制机器人按照先顺时针方向转动第二预设角度后逆时针方向转动第三预设角度的顺序转动，重复前述控制机器人沿中线前进第二预设距离然后按照顺时针方向转动第二预设角度然后逆时针方向转动第三预设角度的步骤，直至所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设角度和所述第三预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。该技术方案通过控制机器人在接收到上座信号后，控制机器人按照中线前进，并在前进过程中左右转动预设角度，使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现更精准的高效对接。

进一步地，步骤S3中所述预设导航算法是指DWA动态导航算法。该技术方案中使用DWA动态导航算法控制机器人实现高效避障，提高机器人避障回充效率。

本发明还公开一种芯片，内置程序代码，所述程序代码用于控制机器人执行前述的机器人回充控制方法。

本发明还公开一种机器人，内置主控芯片，所述主控芯片为前述芯片。与现有技术相比，该技术方案中的机器人基于前述的机器人回充控制方法，实现机器人高效率回充，避免机器人无信号无规律回充导致出现进入无信号区而越走越远的情况。

附图说明

图1为本发明一种实施例所述机器人回充控制方法的流程示意图。

图2为本发明一种实施例所述导航点、上座点与充电座的平面关系示意图。

图3为本发明一种实施例所述机器人回充控制方法的详细流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂且冗长的，然而对于本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中，在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地或隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如：包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供的机器人回充控制方法，应用于机器人回座充电的技术领域。该方法结合充电座发出的上座信号控制机器人在小范围内快速、精准地实现机器人受电接口与充电座的供电接口的对接，提高机器人回充效率，可避免机器人因无规律大范围搜寻上座信号而进入无上座信号区从而导致机器人移动行为乱、远走越远的情况。

本发明的一种实施例中提供一种机器人回充控制方法，图1是根据本发明实施例的机器人回充控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤A1：获取机器人的上座点和导航点，然后进入步骤A2；具体地，步骤A1中获取的上座点用于定点限定机器人寻找上座信号，使得机器人更高效的寻找到上座信号，通过所述上座点与充电座发出的上座信号所覆盖的范围结合，限制机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接区域范围，以使得机器人上座精准度达到预设需求精准度；步骤A1中获取的导航点用于与预设轨迹结合，控制机器人在以导航点为中心的预设轨迹内移动以搜寻上座信号，限制了机器人寻找上座信号的区域范围，以提高机器人寻座效率，防止机器人误入无信号区影响机器人寻座效率；所述高精度对接区域范围是指在该区域范围内机器人的受电接口和充电座的供电接口的对接精准度能够达到预设需求精准度；所述预设需求精准度是根据机器人型号、用户的实际需求和应用环境等多种因素综合计算考量后在机器人出厂应用前预先设置于机器人主控芯片的需求精准度。与现有技术相比，本发明基于上座点结合上座信号、导航点结合预设轨迹限制了机器人的寻座、上座的区域范围，提高了机器人的上座效率，防止机器人无规律大范围找座可能出现误入无信号区而导致越走越远的情况。

进一步地，获取机器人的上座点和导航点的方法可以是但不限于基于机器人离开充电座出发前的初始位姿信息获取，或者是基于激光地图中的预设标记点获取。具体地，所述基于机器人离开充电座出发前的初始位姿信号获取机器人的上座点和导航点的方法是指选取机器人初始位姿所在坐标点作为上座点，选取经过所述上座点与所述充电座的中心所在的垂直于机器人行进平面的平面的垂线的延长线上，与所述上座点相距第一预设值且与在充电座的供电接口所在坐标点指向所述上座点方向上的点作为导航点；所述基于激光地图中的预设标记点获取机器人的上座点和导航点的方法是指选取激光地图中第一预设标记点作为上座点，选取激光地图中第二预设标记点作为导航点；其中，所述上座点与所述导航点相距第一预设值；所述第一预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第二预设值的点；所述第二预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第三预设值且与所述第一预设标记点相距第一预设值的点；所述第一预设点、所述第二预设点与所述充电座的供电接口所在坐标点位于同一条直线上。

优选地，所述第一预设值、所述第二预设值和所述第三预设值为机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内的数值，三者的数值大小与充电座的大小、充电座的供电接口的大小、机器人的型号等因素相关。进一步地，获取机器人的上座点和导航点应满足预设选点规则，所述预设选点规则是根据机器人型号、机器人应用场景、用户需求等多种因素综合考量后在机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部的选点规则。本发明的一种实施例中，所述预设选点规则包括所述上座点与所述导航点相距第一预设值。

步骤A2：当机器人的状态转变为寻座状态时，控制机器人移动至导航点，然后判断机器人于导航点是否接收到上座信号，若是则进入步骤A5，若否则进入步骤A3；具体地，机器人的寻座状态可以是机器人处于低电量预警状态被动寻座，也可以是机器人结束其主功能的执行后主动寻座以进入休眠状态；所述机器人的状态可以包括但不限常规工作状态、寻座状态、休眠状态、充电状态等；所述上座信号是指由充电座发出的用于使机器人的受电接口与充电座的供电接口对接的引导信号。

步骤A3：控制机器人由导航点按照预设导航算法移动至上座点，并在移动过程中持续搜寻上座信号，当机器人接收到上座信号,则进入步骤A5，若机器人在移动过程的全程未接收到上座信号，则进入步骤A4；具体地，所述预设导航算法是指预先设置于机器人主控芯片内部用于引导机器人沿一定航线从一点移动到另一点的算法，可以是但不限于DWA动态避障算法等具有避障导航功能的算法。

步骤A4：控制机器人由上座点移动至导航点，然后在导航点按照预设移动规律遍历预设轨迹以搜寻上座信号，当机器人接收到上座信号则控制机器人进入步骤A5，若机器人在移动过程的全程未接收到上座信号，则机器人结束寻座；具体地，预设移动规律是指预先设置于机器人主控芯片内部用于控制机器人遍历预设轨迹的移动规律，可以是但不限于机器人从导航点出发先遍历右半段轨迹后遍历左半段轨迹的规律，或者是机器人从导航点出发先遍历左半段轨迹后遍历右半段轨迹的规律；所述左半段和所述右半段是指预设轨迹以导航点为中心分为两部分，按照该部分预设轨迹处于机器人的左侧或右侧来区分其为左半段或右半段；所述预设轨迹是基于步骤A1中获取的上座点和导航点按照预先设置的轨迹选取规则确定的轨迹；所述预先设置的轨迹选取规则可以是但不限于选取以导航点为中心，长度为第四预设值且与充电座中心所在平面平行的线段。

步骤A5：控制机器人进入上座流程，实现机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接。

本发明的另一种实施例中，公开了一种机器人回充控制方法，图3为该实施例公开的机器人回充控制方法的详细流程，如图3所示，所述机器人回充控制方法的详细步骤如下：

步骤S101：机器人离开充电座出发前记录机器人初始位姿信息，根据机器人初始位姿信息结合预设选点规则，获取上座点和导航点，然后进入步骤S102；

具体地，所述机器人初始位姿信息包括机器人初始坐标点信息和机器人初始角度信息；所述上座点和所述导航点可根据记录的机器人初始位姿信息结合预设选点规则获取，也可以根据用户在环境地图中标记的坐标点获取；所述预设选点规则与机器人的型号、机器人实际应用场景、用户需求等相关，所述预设选点规则是机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内，适用于选取机器人上座点和导航点的规则。

在本实施例中，基于预设选点规则获取获取上座点的方法为：基于记录的机器人初始位姿信息，选取机器人初始坐标点作为上座点，即使用上一次机器人与充电座对接后机器人所在坐标点作为上座点，以使得机器人再次回座能够精准对接充电座，提高机器人回座效率。

在本实施例中，基于预设选点规则获取导航点的方法为：将机器人初始坐标点与充电座中心所在的垂直于机器人行进平面的平面作垂线，将在垂线延长线与充电座供电接口所在坐标点指向所述机器人初始坐标点的方向上且与机器人初始坐标点相距第一预设值的点作为导航点，具体可参阅图2；其中，所述第一预设值可以根据机器人的型号、充电座的类型、实际环境等因素改变其值的大小，所述第一预设值是机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内用于限定导航点位置的值。

特别地，本实施例中，当机器人进行初次寻座时，基于预设选点规则获取上座点和导航点的方法为：基于用户在激光地图中标记的第一预设标记点作为上座点，第二预设标记点为导航点；所述第一预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第二预设值的点；所述第二预设标记点为机器人激光地图上，与所述充电座的供电接口所在坐标点相距第三预设值且与所述第一预设标记点相距第一预设值的点；所述第一预设点、所述第二预设点与所述充电座的供电接口所在坐标点位于同一条直线上。

步骤S102：当机器人的状态转变为寻座状态时，基于步骤S101获取的导航点引导机器人移动至导航点，然后进入步骤S201；该步骤在机器人进入寻座状态时，引导机器人移动至导航点，以使得机器人定点寻找上座信号，有效提高机器人上座效率，避免机器人因无规律大范围找座而进入无信号区；所述机器人的状态包括但不限于常规工作状态、寻座状态、充电状态、休眠状态等，其中，寻座状态包括但不限于机器人主动寻座和机器人被动寻座，机器人主动寻座是指机器人结束常规工作状态通过进入寻座状态以达到进入休眠状态的目的，机器人被动寻座是指机器人的电量达到低电量预警值，机器人被强制转变为寻座状态以达到进入充电状态的目的。

步骤S201：判断机器人于导航点是否接收到上座信号，若是则进入步骤S303，若否则进入步骤S202；具体地，所述上座信号是指由充电座发出的用于引导机器人的受电接口与充电座的供电接口对接以实现机器人上座回充的信号，该信号可以是但不限于红外信号、激光信号等具有引导功能的信号。

步骤S202：控制机器人基于预设导航算法由导航点移动至上座点，并在机器人由导航点移动至上座点的过程中判断机器人是否接收到上座信号，若是则进入步骤S303，若否则进入步骤S301；具体地，在机器人预设导航算法是指具有引导机器人避障导航功能的算法，可以是但不限于DWA动态避障导航算法；当机器人在导航点未接收到上座信号时，默认导航点与上座点之间存在障碍物阻挡机器人接收上座信号，因此，在本实施例中使用DWA动态避障导航算法，以使得机器人能够实现动态绕障进而接收到上座信号。

步骤S301：控制机器人由上座点退回至导航点，然后控制机器人在以导航点为中心的预设轨迹内，按照第一移动规律遍历预设轨迹，并判断机器人在遍历预设轨迹的过程中是否接收到上座信号，是则进入步骤S303，否则进入步骤S302；具体地，所述预设轨迹为以导航点为中心，长度为第二预设值的线段；所述第一移动规律可以是但不限于从导航点出发先遍历左半段所述预设轨迹再遍历右半段所述预设轨迹，或者是从导航点出发先遍历右半段所述预设轨迹再遍历左半段所述预设轨迹；所述预设轨迹的长度是根据机器人型号、充电座的长度等因素综合考量设定的。

步骤S302：机器人输出上座失败信号，结束寻座。具体地，机器人的上座失败信号的输出对象可以是但不限于用户终端、设置机器人机身上的显示器、机器人主控处理模块等。

步骤S303：控制机器人进入上座流程，当机器人的受电接口与充电座的供电接口对接成功后，机器人由寻座状态进入充电状态或休眠状态，结束上座流程；

进一步地，所述上座流程具体包括控制机器人按照预设第二移动规律移动，以使得机器人的受电接口与充电座的供电接口实现精准对接。具体地，所述第二移动规律是指以机器人接收到上座信号所在坐标点与所述机器人的供电接口所在坐标点的连线为中线，控制机器人沿中线前进第二预设距离，然后控制机器人按照先顺时针方向转动第二预设角度后逆时针方向转动第三预设角度的顺序转动，重复前述控制机器人沿中线前进第二预设距离然后按照顺时针方向转动第二预设角度然后逆时针方向转动第三预设角度的步骤，直至所述机器人的受电接口与所述充电座的供电接口对接；所述第二预设距离是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接距离的距离值；；所述第二预设角度和所述第三预设角度是指机器人出厂前预先设置于机器人主控芯片内部，用于调整机器人的受电接口与充电座的供电接口的对接角度的角度值。该技术方案通过控制机器人按照前进时转动预设角度，以使得机器人的受电接口与充电座的充电接口高效对接。

综上，机器人通过预先设定或获取的上座点结合上座信号所覆盖的范围、导航点结合预设轨迹缩小机器人搜寻上座信号的区域范围，以使得机器人在小范围内快速上座。

一种芯片，该芯片用于存储程序，该程序被配置为执行所述一种机器人回充方法，限定机器人上座范围，提高机器人上座效率。

一种机器人，机器人内部设置所述芯片，用于执行所述一种机器人回充控制方法，提高机器人的寻座、上座效率，有效避免机器人寻座过程中进入无信号区的情况。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。 而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。