无人设备充电对接校准方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及无人设备控制技术，尤其涉及一种无人设备充电对接校准方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来随着人工智能和机器人技术的飞速发展，轮式无人设备(包括无人车、搬运机器人、清扫机器人等)已经开始应用到各个行业领域。

无人设备内部携带有电池，为无人设备作业提供动力。当无人设备携带的电池电量低时或作业完成后，需要返回充电桩处，通过充电桩给无人设备充电。在无人设备与充电桩对接过程中，需要对无人设备的位置进行校准，以便实现精准对接。现阶段无人设备充电方式大部分采用人工直接干预式方式来实现充电的功能，部分无人设备采用红外传感器校准或激光雷达与GPS融合校准，实现无人设备与充电桩的对接。

人工干预式的充电方式需要增加额外的人力成本，红外传感器校准的方式容易受到灰尘、强光和温度的影响，导致红外传感器精度下降，无法完成无人设备与充电桩的精准对接。激光雷达与GPS融合校准的方式存在GPS信号失锁或定位精度较低的情况，无法完成无人设备与充电桩的精准对接。

发明内容

本发明提供一种无人设备充电对接校准方法、装置、设备及存储介质，以实现无人设备与充电桩的精准对接，提高了无人设备与充电桩的对接精度和对接成功率。

第一方面，本发明提供了一种无人设备充电对接校准方法，包括：

在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据；

基于所述激光数据对所述无人设备的位置和姿态进行校准；

基于校准后的所述无人设备的位置和姿态，控制所述无人设备向所述充电桩移动，直至完成对接。

可选的，在获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据之前，还包括：

在所述无人设备处于空闲状态时，获取电池管理系统上报的荷电状态；

判断所述荷电状态是否低于预设值；

若所述荷电状态低于预设值，则生成回充指令；

响应于所述回充指令，基于无人设备的当前位置信息和预设的充电桩的位置信息，规划充电路径；

以所述充电路径为导航，将所述无人设备导航至所述充电桩附近的预备工位，并调整所述无人设备的姿态，以使所述无人设备的充电接口朝向所述充电桩。

可选的，基于无人设备的当前位置信息和预设的充电桩的位置信息，规划充电路径，包括：

获取基于卫星定位系统的第一位置信息和基于激光雷达的第二位置信息；

基于所述第一位置信息和所述第二位置信息构建位置评价函数；

基于所述评价函数对所述第一位置信息和所述第二位置信息相互校准，得到无人设备的当前位置信息；

采用路径规划算法规划无人设备至充电桩的充电路径。

可选的，所述充电桩上设置有关于充电接口水平对称的第一反光膜和第二反光膜作为校准标识，获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据，包括：

获取第一反光膜反射的第一激光数据和第二反光膜反射的第二激光数据。

可选的，基于所述激光数据对所述无人设备的位置和姿态进行校准，包括：

确定所述第一反光膜的第一坐标和所述第二反光膜的第二坐标；

基于所述第一激光数据确定激光雷达与所述第一反光膜的第一距离；

基于所述第二激光数据确定激光雷达与所述第二反光膜的第二距离；

基于所述第一反光膜的第一坐标、所述第二反光膜的第二坐标、所述第一距离和所述第二距离构建关于所述激光雷达的坐标的方程组，并计算所述激光雷达的坐标作为所述无人设备在所述预备工位的位置；

基于所述第一反光膜的第一坐标、所述第二反光膜的第二坐标和所述无人设备在所述预备工位的位置调整所述无人设备的位置和姿态，以使所述无人设备的充电接口正对所述充电桩的充电接口。

可选的，基于所述第一激光数据确定所述激光雷达与所述第一反光膜的第一距离，包括：

基于第一激光数据中多条反射激光计算得到多个距离值；

从多个距离值中找到最小值作为所述激光雷达与所述第一反光膜的第一距离。

可选的，基于所述第一反光膜的第一坐标、所述第二反光膜的第二坐标和所述无人设备在所述预备工位的位置调整所述无人设备的位置和姿态，包括：

计算所述第一反光膜的第一坐标与所述第二反光膜的第二坐标的中点坐标；

计算所述无人设备在所述预备工位的位置与所述中点坐标在沿所述第一反光膜和所述第二反光膜连线方向上的差值；

基于所述差值调整所述无人设备的位置，使得所述无人设备在所述第一反光膜和所述第二反光膜连线方向上的坐标与所述中点坐标相同；

旋转所述无人设备，以使所述无人设备的充电接口正对所述充电桩的充电接口。

第二方面，本发明还提供了一种充电桩，包括桩体、充电接口和用于反射激光的校准标识；

所述充电接口和所述校准标识均设置于所述桩体与无人设备对接的侧面。

可选的，所述校准标识包括关于充电桩的充电接口水平对称的第一反光膜和第二反光膜。

第三方面，本发明还提供了一种充电系统，包括无人设备和本发明第二方面提供的充电桩，所述无人设备搭载有激光雷达，在所述无人设备与所述充电桩对接时，所述激光雷达用于采集来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据。

第四方面，本发明还提供了一种无人设备充电对接校准装置，包括：

激光数据获取模块，用于在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据；

校准模块，用于基于所述激光数据对所述无人设备的位置和姿态进行校准；

对接模块，用于基于校准后的所述无人设备的位置和姿态，控制所述无人设备向所述充电桩移动，直至完成对接。

第五方面，本发明还提供了一种无人设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明第一方面提供的无人设备充电对接校准方法。

第六方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，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第一方面提供的无人设备充电对接校准方法。

本发明提供的无人设备充电对接校准方法，在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自充电桩上的校准标识反射的激光数据，基于激光数据对无人设备的位置和姿态进行校准，基于校准后的无人设备的位置和姿态，控制无人设备向充电桩移动，直至完成对接，通过充电桩上的校准标识反射的激光数据对处于预备工位的无人设备的位置和姿态进行校准，可实现无人设备与充电桩的精准对接，提高了无人设备与充电桩的对接精度，提高了对接成功率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无人设备充电对接校准方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种充电桩的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种激光雷达扫描反光膜的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种无人设备的对接位置校准示意图；

图6为本发明实施例提供的一种充电系统的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种无人设备充电对接校准装置的结构示意图；

图8为本发明的实施例提供的一种无人设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下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进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明实施例中，无人设备可以是无人车、搬运机器人、清扫机器人、无人清扫车等轮式无人设备，本发明实施例在此不做限定。图1为本发明实施例提供的一种无人设备的结构示意图，如图1所示，无人设备可以包括控制设备101，总线102，ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)103，传感器104和执行器件105。其中，控制设备101可以集成在无人设备中或设置于远程端，本发明实施例在此不做限定。

其中，控制设备101负责整个无人设备的总体智能控制。控制设备101可以是单独设置的控制器，例如可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、单片机、工业控制机等；也可以是由其他具有输入/输出端口，并具有运算控制功能的电子器件组成的设备；还可以是安装有无人设备控制类应用的计算机设备。控制设备101可以对从总线102上接收到的ECU 103发来的数据和/或传感器104发来的数据进行分析处理，作出相应的决策，并将决策对应的指令发送到总线102。

总线102可以是用于连接控制设备101，ECU 103、传感器104以及无人设备的其他未示出的设备的总线。由于CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线的高性能和可靠性已被广泛认同，因此目前无人设备中常用的总线为CAN总线。当然，可以理解的是总线102也可以是其他类型的总线。

总线102可以将控制设备101发出的指令发送给ECU 103，ECU 103将上述指令进行分析处理后发给相应的执行器件105执行。执行器件可以包括但不限于驱动电机、制动器、转向器等。

上述传感器104包括但不限于激光雷达、相机，等等。

需要说明的是，本发明实施例所提供的无人设备充电对接校准方法可以由控制设备101执行，相应地，无人设备充电对接校准装置一般设置于控制设备101中。

应该理解，图1中的控制设备101、总线102、ECU 103、传感器104和执行器件105的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的控制设备101、总线102、ECU103、传感器104和执行器件105，本发明实施例在此不做限定。

图2为本发明实施例提供的一种无人设备充电对接校准方法的流程图，本实施例可适用于无人设备与充电桩对接过程中的位置校准，该方法可以由本发明实施例提供的无人设备充电对接校准装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，并配置于本发明实施例提供的无人设备中，如图2所示，该方法具体包括如下步骤：

S101、在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自充电桩上的校准标识反射的激光数据。

充电桩可用于对无人设备充电，充电在对无人设备充电之前，需要无人设备与充电桩对接。在本发明实施例中，无人设备上搭载有激光雷达，示例性的，激光雷达可以是多线激光雷达，多线激光雷达在垂直方向上具有多个发射器和接收器，可同时发射及接收多束激光，通过电机旋转，多束激光同时打到物体表面，对物体进行扫描，线数越多，物体表面轮廓越完善。充电桩上设置有用于反射激光的校准标识，例如，反光膜等。在无人设备返回充电桩充电过程中，当无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，通过激光雷达获取来自充电桩上的校准标识反射的激光数据。示例性的，在本发明实施例中，无人设备与充电桩对接的预备工位可以是充电桩前方预设范围的位置，例如，充电桩前方0.5米范围。需要说明的是，由于无人设备与充电桩对接的预备工位并非一个确切的位置，而是一个大致的位置范围，因此，为了实现无人设备与充电桩的精准对接，需要对无人设备的位置和姿态进行校准。

在本发明的一些实施例中，在步骤S101之前，无人设备充电对接校准方法还包括：

S11、在无人设备处于空闲状态时，获取电池管理系统上报的荷电状态。

在本发明实施例中，基于无人设备当前时刻的电池的荷电状态，做出是否返回充电桩处充电的决策。示例性的，在无人设备处于空闲状态时，获取电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)上报的荷电状态(State of Charge，SOC)。无人设备的状态可以采用不同的字段进行区分，例如，空闲状态的字段为“idle”，工作状态的字段为“working”，通过读取无人设备当前对应的字段，即可知道无人设备的状态。电池管理系统是配合监控电池状态的设备，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。电池的荷电状态是用来反映电池的剩余容量的，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。本发明在无人设备处于空闲状态时，获取电池管理系统上报的荷电状态，并做出是否需要充电的决策，避免打断无人设备正常作业。

S12、判断荷电状态是否低于预设值。

在获取电池管理系统上报的荷电状态之后，判断当前的荷电状态是否低于预设值。

S13、若荷电状态低于预设值，则生成回充指令。

若荷电状态低于预设值，则生成回充指令，以便无人设备根据回充指令返回充电桩处充电。示例性的，在本发明的一些实施例中，预设值可以为30％，一方面，可以保证无人设备下次作业可以具有充足的电量，保证无人设备正常作业，另一方面，可以避免无人设备的电池过放，提高电池使用寿命。

S13、响应于回充指令，基于无人设备的当前位置信息和预设的充电桩的位置信息，规划充电路径。

在本发明实施例中，无人设备的当前位置信息可以通过卫星定位系统、激光雷达等确定，充电桩的位置信息预先标记在无人设备的作业地图中。控制设备响应于回充指令，基于无人设备的当前位置信息和预设的充电桩的位置信息，规划充电路径。

在本发明的一些实施例中，充电站可能存在多个充电桩，因此，本发明实施例可以预先查看所有充电桩的状态，确定空闲的充电桩，然后选择距离无人设备最近的充电桩作为本次充电的充电桩。在本发明实施例中，可以采用搜索算法规划充电路径，搜索算法可以包括A*算法、Dijkstra算法、D*算法等，本发明实施例在此不做限定。搜索算法可以大概抽象为：已知无人设备的初始状态(包括位置和朝向等)和目标状态，在满足安全条件下，搜索一条最优化的路径。对于安全条件，可以将世界障碍物投射到搜索空间得到对应的状态集合，搜索的路径包含的状态不能和障碍物集合有相交。对于优化条件，可以定义路径最短，打方向少等条件。

在本发明的一些实施例中，为了提高无人设备的定位准确性，可以采用卫星定位系统检测的位置与激光雷达检测为位置相互校准的方式，以提高无人设备的定位精度。示例性的，获取基于卫星定位系统的第一位置信息和基于激光雷达的第二位置信息，基于第一位置信息和第二位置信息构建位置评价函数，基于评价函数对第一位置信息和第二位置信息相互校准，得到无人设备的当前位置信息。通过构造一个把多个目标转化为单个数值目标的评价函数，将多目标规划问题归结为求解相应评价函数的数值最优化问题。

S14、以充电路径为导航，将无人设备导航至充电桩附近的预备工位，并调整无人设备的姿态，以使无人设备的充电接口朝向充电桩。

在本发明实施例中，在规划充电路径后，以充电路径为导航，将无人设备导航至充电桩附近的预备工位，并调整无人设备的姿态，以使无人设备的充电接口朝向充电桩。需要说明的是，本发明实施例中，规划路径与导航可以是分步进行，也可以是实时同时进行，本发明实施例在此不做限定。

在本发明的一些实施例，采用RTK(Real Time Kinematic，实时动态载波相位差分技术)作为卫星定位，检测无人设备的第一位置信息。RTK技术实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标，实现厘米级的精确定位。

S102、基于激光数据对无人设备的位置和姿态进行校准。

在本发明实施例中，在获取到来自充电桩上的校准标识反射的激光数据之后，可基于激光数据对无人设备的位置和姿态进行校准，以使无人设备的充电接口正对充电桩的充电接口。

图3为本发明实施例提供的一种充电桩的结构示意图，如图3所示，示例性的，充电桩上设置有关于充电接口Dock1水平对称的第一反光膜RF1和第二反光膜RF2作为校准标识。激光雷达扫描到第一反光膜RF1和第二反光膜RF2后，激光雷达接收第一反光膜RF1反射的第一激光数据和第二反光膜反射RF2的第二激光数据。

在本发明的一些实施例中，步骤S102包括如下子步骤：

1、确定第一反光膜的第一坐标和第二反光膜的第二坐标。

在本发明的一些实施例中，第一反光膜和第二反光膜的坐标为已知参数，标注在无人设备的作业地图中。

2、基于第一激光数据确定激光雷达与第一反光膜的第一距离。

在本发明实施例中，第一激光数据为接收到的第一反光膜反射的激光而得到的数据，因此可以基于第一激光数据确定激光雷达与第一反光膜的第一距离。

图4为本发明实施例提供的一种激光雷达扫描反光膜的示意图，如图4所示，示例性的，在本发明的一些实施例中，多线激光雷达扫描第一反光膜时，可能会存在多条激光打到第一反光膜上，从而会得到多条反射激光的情况，为了得到激光雷达与第一反光膜的垂直距离，可以选择反射路径最短的一条激光路径来计算激光雷达与第一反光膜的垂直距离。示例性的，基于第一激光数据中多条反射激光计算得到多个距离值，即针对每一激光反射路径，计算该反射路径对应的距离，然后从多个距离值中找到最小值作为激光雷达与第一反光膜的第一距离。

3、基于第二激光数据确定激光雷达与第二反光膜的第二距离。

激光雷达与第二反光膜的第二距离的计算过程可以参考激光雷达与第一反光膜的第一距离的计算过程，本发明实施例在此不再赘述。

4、基于第一反光膜的第一坐标、第二反光膜的第二坐标、第一距离和第二距离构建关于激光雷达的坐标的方程组，并计算激光雷达的坐标作为无人设备在预备工位的位置。

图5为本发明实施例提供的一种无人设备的对接位置校准示意图，如图5所示，已知第一反光膜的第一坐标(a，b)、第二反光膜的第二坐标(c，d)、激光雷达与第一反光膜的第一距离e和激光雷达与第二反光膜的第二距离f，构建方程组：

e

f

通过上述方程组，可以计算出激光雷达的坐标(x，y)，将激光雷达的坐标作为无人设备在预备工位的位置。

5、基于第一反光膜的第一坐标、第二反光膜的第二坐标和无人设备在预备工位的位置调整无人设备的位置和姿态，以使无人设备的充电接口正对充电桩的充电接口。

在得到无人设备位于预备工位的准确坐标后，基于第一反光膜的第一坐标、第二反光膜的第二坐标和无人设备在预备工位的位置调整无人设备的位置和姿态，以使无人设备的充电接口正对充电桩的充电接口。

示例性的，在本发明实施例中，计算第一反光膜的第一坐标与第二反光膜的第二坐标的中点坐标，计算无人设备在预备工位的坐标与中点坐标在沿第一反光膜和第二反光膜连线方向上的差值，基于差值调整无人设备的位置，使得无人设备在第一反光膜和第二反光膜连线方向上的坐标与中点坐标相同，即将无人设备调整至第一反光膜和第二反光膜的中线上，然后，旋转无人设备，以使无人设备的充电接口Dock2正对充电桩的充电接口Dock1。

S103、基于校准后的无人设备的位置和姿态，控制无人设备向充电桩移动，直至完成对接。

在本发明实施例中，在完成对无人设备的位置和姿态的校准后，基于校准后的无人设备的位置和姿态，控制无人设备向充电桩移动，直至完成对接。

本发明实施例提供的无人设备充电对接校准方法，在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自充电桩上的校准标识反射的激光数据，基于激光数据对无人设备的位置和姿态进行校准，基于校准后的无人设备的位置和姿态，控制无人设备向充电桩移动，直至完成对接，通过充电桩上的校准标识反射的激光数据对处于预备工位的无人设备的位置和姿态进行校准，可实现无人设备与充电桩的精准对接，提高了无人设备与充电桩的对接精度，提高了对接成功率。

本发明实施例还提供的了一种充电桩，如图3所示，包括桩体P、充电接口Dock1和用于反射激光的校准标识。充电接口Dock1和校准标识均设置于桩体P与无人设备对接的侧面。校准标识可以是反光膜，本发明实施例对校准标识的材质和数量不做限定。无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，激光雷达发射激光打到校准标识上，激光雷达获取来自充电桩上的校准标识反射的激光数据。控制设备基于反射回的激光数据对处于预备工位的无人设备的位置和姿态进行校准，可实现无人设备与充电桩的精准对接。具体的，校准过程在前述实施例中已有详细记载，本发明实施例在此不再赘述。

示例性的，在本发明的一些实施例中，校准标识包括关于充电桩的充电接口Dock1水平对称的第一反光膜RF1和第二反光膜RF2。基于第一反光膜RF1和第二反光膜RF2反射的激光数据校准无人设备的过程在前述实施例中已有详细记载，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种充电系统，图6为本发明实施例提供的一种充电系统的结构示意图，图6示出了无人设备与充电桩对接时的情况，如图6所示，充电系统包括无人设备AGV和前述实施例提供的充电桩Charger，无人设备AGV搭载有激光雷达Lidar和卫星定位系统RTK，无人设备AGV与充电桩Charger的对接面设置有充电接口Dock2，相应的，充电桩的对接面设置有充电接口Dock1，充电桩的对接面还设置有校准标识RF。在无人设备AGV与充电桩Charger对接时，激光雷达发射激光打到校准标识上，激光雷达Lidar获取来自充电桩Charger上的校准标识RF反射的激光数据。控制设备基于反射回的激光数据对处于预备工位的无人设备AGV的位置和姿态进行校准，可实现无人设备AGV与充电桩Charger的精准对接。具体的，校准过程在前述实施例中已有详细记载，本发明实施例在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种无人设备充电对接校准装置，图7为本发明实施例提供的一种无人设备充电对接校准装置的结构示意图，如图7所示，无人设备充电对接校准装置包括：

激光数据获取模块201，用于在无人设备抵达与充电桩对接的预备工位时，获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据；

校准模块202，用于基于所述激光数据对所述无人设备的位置和姿态进行校准；

对接模块203，用于基于校准后的所述无人设备的位置和姿态，控制所述无人设备向所述充电桩移动，直至完成对接。

在本发明的一些实施例中，无人设备充电对接校准装置还包括：

荷电状态获取模块，用于在获取来自所述充电桩上的校准标识反射的激光数据之前，在所述无人设备处于空闲状态时，获取电池管理系统上报的荷电状态；

判断模块，用于判断所述荷电状态是否低于预设值；

回充指令生成模块，用于若所述荷电状态低于预设值，则生成回充指令；

路径规划模块，用于响应于所述回充指令，基于无人设备的当前位置信息和预设的充电桩的位置信息，规划充电路径；

导航模块，用于以所述充电路径为导航，将所述无人设备导航至所述充电桩附近的预备工位，并调整所述无人设备的姿态，以使所述无人设备的充电接口朝向所述充电桩。

在本发明的一些实施例中，路径规划模块包括：

位置信息获取子模块，用于获取基于卫星定位系统的第一位置信息和基于激光雷达的第二位置信息；

评价函数构建子模块，用于基于所述第一位置信息和所述第二位置信息构建位置评价函数；

校准子模块，用于基于所述评价函数对所述第一位置信息和所述第二位置信息相互校准，得到无人设备的当前位置信息；

路径规划子模块，用于采用路径规划算法规划无人设备至充电桩的充电路径。

在本发明的一些实施例中，所述充电桩上设置有关于充电接口水平对称的第一反光膜和第二反光膜作为校准标识，激光数据获取模块201用于获取第一反光膜反射的第一激光数据和第二反光膜反射的第二激光数据。

在本发明的一些实施例中，校准模块202包括：

坐标确定子模块，用于确定所述第一反光膜的第一坐标和所述第二反光膜的第二坐标；

第一距离确定子模块，用于基于所述第一激光数据确定所述激光雷达与所述第一反光膜的第一距离；

第二距离确定子模块，用于基于所述第二激光数据确定所述激光雷达与所述第二反光膜的第二距离；

坐标计算子模块，用于基于所述第一反光膜的第一坐标、所述第二反光膜的第二坐标、所述第一距离和所述第二距离构建关于所述激光雷达的坐标的方程组，并计算所述激光雷达的坐标作为所述无人设备在所述预备工位的位置；

校准子模块，用于基于所述第一反光膜的第一坐标、所述第二反光膜的第二坐标和所述无人设备在所述预备工位的位置调整所述无人设备的位置和姿态，以使所述无人设备的充电接口正对所述充电桩的充电接口。

在本发明的一些实施例中，第一距离确定子模块包括：

距离值计算单元，用于基于第一激光数据中多条反射激光计算得到多个距离值；

第一距离确定单元，用于从多个距离值中找到最小值作为所述激光雷达与所述第一反光膜的第一距离。

在本发明的一些实施例中，校准子模块包括：

中点坐标计算单元，用于计算所述第一反光膜的第一坐标与所述第二反光膜的第二坐标的中点坐标；

差值计算单元，用于计算所述无人设备在所述预备工位的位置与所述中点坐标在沿所述第一反光膜和所述第二反光膜连线方向上的差值；

位置调整单元，用于基于所述差值调整所述无人设备的位置，使得所述无人设备在所述第一反光膜和所述第二反光膜连线方向上的坐标与所述中点坐标相同；

旋转单元，用于旋转所述无人设备，以使所述无人设备的充电接口正对所述充电桩的充电接口。

上述无人设备充电对接校准装置可执行本发明任意实施例所提供的无人设备充电对接校准方法，具备执行无人设备充电对接校准方法相应的功能模块和有益效果。

本发明实施例还提供了一种无人设备，无人设备可以为搬运机器人、扫地机器人、无人清扫车等设备。图8为本发明的实施例提供的一种无人设备的结构示意图，如图8所示，无人设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储无人设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

无人设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许无人设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如无人设备充电对接校准方法。

在一些实施例中，无人设备充电对接校准方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到无人设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的无人设备充电对接校准方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行无人设备充电对接校准方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在无人设备上实施此处描述的系统和技术，该无人设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给无人设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现如本申请任意实施例所提供的无人设备充电对接校准方法。

计算机程序产品在实现的过程中，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，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)。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。