一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，通過(guò)拍攝裝置和激光掃描裝置對(duì)機(jī)器人的當(dāng)前位置進(jìn)行拍攝和掃描之后和存儲(chǔ)的三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人的當(dāng)前位置。根據(jù)精確定位獲得機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離以及蓄電池的剩余電量，根據(jù)剩余電量以及精確定位后的機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，測(cè)得剩余電量在當(dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)機(jī)器人返航充電。
【專利說(shuō)明】
一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人的室內(nèi)定位技術(shù)大多采用短距離無(wú)線定位技術(shù)，尤其采用超聲波定位技術(shù)的最為常見(jiàn)。但是，該技術(shù)存在以下缺陷:超聲波在傳輸過(guò)程中衰減明顯，受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響，這些缺點(diǎn)導(dǎo)致該技術(shù)基本只能用于無(wú)人且環(huán)境較空曠場(chǎng)所。同時(shí)，在路徑較為復(fù)雜的場(chǎng)所，定位準(zhǔn)確性較差。
[0003]同時(shí)，機(jī)器人的電量存儲(chǔ)多通過(guò)攜帶的蓄電池存儲(chǔ)，在行走一定時(shí)間后，機(jī)器人由于電量消耗，必須返航充電以防止電量消耗完畢無(wú)法返航或者不能返航至充電地點(diǎn)。但是目前大多數(shù)機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)返航充電的功能，該問(wèn)題為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，能夠提高機(jī)器人定位的準(zhǔn)確性，同時(shí)，機(jī)器人能夠自主判斷在合適的位置返航進(jìn)行充電，以保證巡檢過(guò)程中的連續(xù)性。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，包括設(shè)在機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)裝置、蓄電池、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝三維圖像的拍攝裝置、進(jìn)行二維掃描的激光掃描裝置，計(jì)量機(jī)器人運(yùn)行距離的里程計(jì)數(shù)裝置、電量檢測(cè)裝置、返航距離測(cè)定裝置，還包括:
主控裝置，所述主控裝置與所述驅(qū)動(dòng)裝置、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝裝置、激光掃描裝置、里程計(jì)數(shù)裝置、電量檢測(cè)裝置、返航距離測(cè)定裝置相連；
所述主控裝置包括:
計(jì)數(shù)模塊，獲取所述里程計(jì)數(shù)裝置計(jì)量的機(jī)器人從初始位置行走至當(dāng)前位置的行走距離；
存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)設(shè)定路徑的三維立體地圖;接收所述行走距離;根據(jù)所述行走距離確定機(jī)器人當(dāng)前在所述三維立體地圖中的區(qū)域位置;獲取所述激光掃描裝置掃描的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及所述拍攝裝置拍攝的三維圖像;在所述區(qū)域位置內(nèi)，將所述二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)與所述三維立體地圖比對(duì)或者將所述三維圖像與所述三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人的當(dāng)前位置；
所述返航距離測(cè)定裝置獲取精確定位機(jī)器人的所述當(dāng)前位置，并檢測(cè)從所述當(dāng)前位置至充電位置的路徑距離；
信息采集和傳遞模塊，獲取所述電量檢測(cè)裝置檢測(cè)的蓄電池的剩余電量；
返航路徑預(yù)測(cè)模塊，獲得蓄電池電量值，當(dāng)蓄電池電量為滿電量時(shí)，根據(jù)設(shè)定路徑總長(zhǎng)及機(jī)器人運(yùn)行平均功耗獲得機(jī)器人返航時(shí)勻速運(yùn)行的最長(zhǎng)距離或最長(zhǎng)時(shí)間；接收所述剩余電量以及至充電位置的路徑距離，獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間；
數(shù)據(jù)處理模塊，接收所述獲得的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明提供的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，通過(guò)拍攝裝置和激光掃描裝置對(duì)機(jī)器人的當(dāng)前位置進(jìn)行拍攝和掃描，之后和主控裝置中存儲(chǔ)的三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人的當(dāng)前位置。根據(jù)精確定位的機(jī)器人的當(dāng)前位置獲得機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離，同時(shí)，獲取蓄電池的剩余電量。主控中的返航路徑預(yù)測(cè)模塊，將蓄電池滿電量時(shí)根據(jù)設(shè)定路徑總長(zhǎng)及機(jī)器人運(yùn)行平均功耗獲得機(jī)器人返航時(shí)勻速運(yùn)行的最長(zhǎng)距離或最長(zhǎng)時(shí)間；并接收剩余電量以及精確定位后的機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離，并獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，數(shù)據(jù)處理模塊，接收所述獲得的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明中，蓄電池滿電量時(shí)，根據(jù)機(jī)器人的平均勻速運(yùn)行速度進(jìn)行估測(cè)，得到機(jī)器人在整個(gè)路徑行走中的最長(zhǎng)時(shí)間或者能夠行走的最長(zhǎng)距離。在機(jī)器人行走過(guò)程中，不斷獲取蓄電池的剩余電量，同時(shí)檢測(cè)機(jī)器人精確定位后的當(dāng)前位置至充電位置的路徑距離。同時(shí)，設(shè)置機(jī)器人返航充電時(shí)的路徑不一定按照之前行走時(shí)的原路徑返回，即就是會(huì)重新找到一條返航的最短路徑行走，所以，當(dāng)獲得剩余電量在當(dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，機(jī)器人需要返航充電，或者檢測(cè)到的返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)返航充電。
[0008]本發(fā)明提供的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，能夠在對(duì)機(jī)器人精確定位的基礎(chǔ)上，機(jī)器人自主判斷在合適的當(dāng)前位置返航充電，確保機(jī)器人巡檢過(guò)程的連續(xù)性。
[0009]進(jìn)一步地，所述電量檢測(cè)裝置為獲取所述蓄電池當(dāng)前電壓值的蓄電池檢測(cè)儀。
[0010]進(jìn)一步地，所述行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括頭部和用于帶動(dòng)機(jī)器人行走的行動(dòng)輪，所述兩個(gè)行動(dòng)輪設(shè)在機(jī)器人的底部，所述頭部設(shè)在機(jī)器人的頂部，所述頭部和兩個(gè)行動(dòng)輪均通過(guò)轉(zhuǎn)軸與機(jī)器人主體連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置為四驅(qū)電動(dòng)機(jī)，所述行動(dòng)輪至少包括四個(gè)。
[0012]進(jìn)一步地，所述返航距離測(cè)定裝置設(shè)在所述機(jī)器人的頭部，所述返航距離測(cè)定裝置為激光測(cè)距儀或超聲波測(cè)距儀。
[0013]進(jìn)一步地，所述激光掃描裝置掃描的最大角度為190°，掃描精度為±15mm，掃描的最遠(yuǎn)距離為80米。
[0014]進(jìn)一步地，所述拍攝裝置為雙目立體相機(jī)。
[0015]進(jìn)一步地，所述里程計(jì)數(shù)裝置為碼盤。
[0016]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，通過(guò)拍攝裝置和激光掃描裝置對(duì)機(jī)器人的當(dāng)前位置進(jìn)行拍攝和掃描之后和存儲(chǔ)的三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人的當(dāng)前位置。根據(jù)精確定位獲得機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離以及蓄電池的剩余電量，根據(jù)剩余電量以及精確定位后的機(jī)器人返航至充電位置的路徑距離獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，測(cè)得剩余電量在當(dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)機(jī)器人返航充電。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明提供的一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)中機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明提供的一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)模塊圖；
其中:1.機(jī)器人，2.頭部，3.行動(dòng)輪，4.驅(qū)動(dòng)裝置，5.蓄電池，6.拍攝裝置，7.激光掃描裝置，8.里程計(jì)數(shù)裝置，9.電量檢測(cè)裝置，1.返航距離測(cè)定裝置，11.主控裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0020]如圖1所示，機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，包括設(shè)在機(jī)器人I上的驅(qū)動(dòng)裝置4、蓄電池5、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝三維圖像的拍攝裝置6、進(jìn)行二維掃描的激光掃描裝置7、計(jì)量機(jī)器人I運(yùn)行距離的里程計(jì)數(shù)裝置8、電量檢測(cè)裝置9和返航距離測(cè)定裝置10，還包括:
主控裝置11，所述主控裝置11與所述驅(qū)動(dòng)裝置4、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝裝置6、激光掃描裝置7、里程計(jì)數(shù)裝置8、電量檢測(cè)裝置9、返航距離測(cè)定裝置1相連。
[0021 ]所述主控裝置11包括:計(jì)數(shù)模塊，存儲(chǔ)模塊，信息采集和傳遞模塊，返航路徑預(yù)測(cè)模塊，數(shù)據(jù)處理模塊；
所述計(jì)數(shù)模塊，獲取所述里程計(jì)數(shù)裝置8計(jì)量的機(jī)器人I從初始位置行走至當(dāng)前位置的行走距離；
所述存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)設(shè)定路徑的三維立體地圖；接收所述行走距離;根據(jù)所述行走距離確定機(jī)器人I當(dāng)前在所述三維立體地圖中的區(qū)域位置;獲取所述激光掃描裝置7掃描的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及所述拍攝裝置6拍攝的三維圖像;在所述區(qū)域位置內(nèi)，將所述二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)與所述三維立體地圖比對(duì)或者將所述三維圖像與所述三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人I的當(dāng)前位置;所述返航距離測(cè)定裝置10獲取精確定位機(jī)器人I的所述當(dāng)前位置，并檢測(cè)從所述當(dāng)前位置至充電位置的路徑距離；
所述信息采集和傳遞模塊，獲取所述電量檢測(cè)裝置9檢測(cè)的蓄電池5的剩余電量；
所述返航路徑預(yù)測(cè)模塊，獲得蓄電池5電量值，當(dāng)蓄電池5電量為滿電量時(shí)，根據(jù)設(shè)定路徑總長(zhǎng)及機(jī)器人I運(yùn)行平均功耗獲得機(jī)器人I返航時(shí)勻速運(yùn)行的最長(zhǎng)距離或最長(zhǎng)時(shí)間；接收所述剩余電量以及至充電位置的路徑距離，獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間；
所述數(shù)據(jù)處理模塊，接收所述獲得的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人I行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0022]也就是，機(jī)器人I行走過(guò)程中，判斷是否需要返航，可以通過(guò)電量檢測(cè)裝置9和返航距離測(cè)定裝置10測(cè)得的電量參數(shù)或者距離參數(shù)決定是否需要返航。
[0023]具體包括:蓄電池5滿電量機(jī)器人I還未行走時(shí)，返航路徑預(yù)測(cè)模塊6-2根據(jù)設(shè)定的機(jī)器人I需要行走的路徑總長(zhǎng)以及機(jī)器人I運(yùn)行的平均功耗，獲得機(jī)器人I勻速返航至充電室所能夠行走的最長(zhǎng)距離和最長(zhǎng)時(shí)間。
[0024]機(jī)器人I行走過(guò)程中，持續(xù)行走，蓄電池5不斷的消耗電量，返航距離測(cè)定裝置10實(shí)時(shí)測(cè)得機(jī)器人I的當(dāng)前位置經(jīng)原路返回時(shí)距離充電室的實(shí)際距離，同時(shí)電量檢測(cè)裝置9實(shí)時(shí)測(cè)得蓄電池5的剩余電量，并通過(guò)信息采集和傳遞模塊反饋給返航路徑預(yù)測(cè)模塊，返航路徑預(yù)測(cè)模塊根據(jù)該實(shí)際距離得到機(jī)器人I的實(shí)際所在位置，獲得的最短路徑距離獲得機(jī)器人I返航時(shí)可以行走的最短路徑距離，數(shù)據(jù)處理模塊接收獲得的最短路徑距離，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)該最短路徑距離接近機(jī)器人I按照平均功耗勻速返航的最短距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人I行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)器人I返航。
[0025]或者，當(dāng)機(jī)器人I在巡檢過(guò)程中，需要在某個(gè)地點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停留時(shí)，雖然未行走，但是，蓄電池5的電量還是在不斷消耗中，此時(shí)，電量檢測(cè)裝置9依然實(shí)時(shí)測(cè)得蓄電池5的剩余電量，返航距離測(cè)定裝置10實(shí)時(shí)測(cè)得機(jī)器人I的當(dāng)前位置經(jīng)原路返回時(shí)距離充電室的實(shí)際距離，并通過(guò)信息采集和傳遞模塊反饋給返航路徑預(yù)測(cè)模塊，返航路徑預(yù)測(cè)模塊根據(jù)剩余電量以及至充電室的距離，獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最長(zhǎng)時(shí)間。數(shù)據(jù)處理模塊，接收獲得的最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人I行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0026]其中的主控裝置11可以通過(guò)PLC控制面板或者其它行業(yè)內(nèi)使用的工控設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0027]其中的激光掃描裝置7的掃描角度最大為190°，掃描精度為±15mm，掃描的最大距離為80米。優(yōu)選為ZLDS200激光掃描儀，該激光掃描儀具有精確度高、穩(wěn)定性好、消除死角掃描、測(cè)量速度快、全方位掃描等優(yōu)點(diǎn)。
[0028]具體操作時(shí)，蓄電池5提供動(dòng)力，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人I行走，設(shè)置在機(jī)器人I底部的行動(dòng)輪3向前滾動(dòng)，同時(shí)，機(jī)器人I的頭部2也會(huì)根據(jù)不同路徑轉(zhuǎn)動(dòng)至不同方向。
[0029]機(jī)器人I上設(shè)置的碼盤隨時(shí)記錄機(jī)器人I的行走距離，因?yàn)榇a盤與主控裝置11連接，主控裝置11中的計(jì)數(shù)模塊能夠獲取碼盤上的記錄的機(jī)器人I行走的里程數(shù)。根據(jù)碼盤記錄的里程數(shù)，能夠大致確定機(jī)器人I此時(shí)在三維立體地圖中的區(qū)域位置，為之后的精確定位縮小比對(duì)范圍。同時(shí)，雙目立體相機(jī)和激光掃描儀實(shí)時(shí)拍攝和掃描機(jī)器人I當(dāng)前位置環(huán)境，縮小了比對(duì)范圍之后，根據(jù)激光掃描儀掃描的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠快速地精確定位機(jī)器人I的當(dāng)前位置。但是，在開(kāi)闊區(qū)域內(nèi)，掃描點(diǎn)相對(duì)較少，使用二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)定位較困難，此時(shí)可以根據(jù)雙目立體相機(jī)拍攝的三維圖像與區(qū)域范圍內(nèi)的三維立體地圖比對(duì)，同樣也能快速精確定位機(jī)器人I的當(dāng)前位置。
[0030]精確定位后的機(jī)器人I，主控裝置11中的返航路徑預(yù)測(cè)模塊根據(jù)剩余電量和距離充電位置的返航距離，判斷機(jī)器人I返航的最短距離或者最長(zhǎng)時(shí)間，數(shù)據(jù)處理模塊，將該最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人I從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，機(jī)器人I返航充電。
[0031]通常機(jī)器人I在行走過(guò)程中均保持勻速行走，所以，在蓄電池5滿電量時(shí)預(yù)測(cè)的最長(zhǎng)行走距離和最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，以及返航的時(shí)間和距離，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)也都以該速度為計(jì)算依據(jù)。
[0032]以上，雖然說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但是這些實(shí)施方式只是作為例子提出的，并非用于限定本發(fā)明的范圍。對(duì)于這些新的實(shí)施方式，能夠以其他各種方式進(jìn)行實(shí)施，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、及變更。這些實(shí)施方式和其變形，包含于本發(fā)明的范圍和要旨中的同時(shí)，也包含于權(quán)利要求書(shū)中記載的發(fā)明及其均等范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)在機(jī)器人上的驅(qū)動(dòng)裝置、蓄電池、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝三維圖像的拍攝裝置、進(jìn)行二維掃描的激光掃描裝置，計(jì)量機(jī)器人運(yùn)行距離的里程計(jì)數(shù)裝置、電量檢測(cè)裝置、返航距離測(cè)定裝置，還包括: 主控裝置，所述主控裝置與所述驅(qū)動(dòng)裝置、行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)、拍攝裝置、激光掃描裝置、里程計(jì)數(shù)裝置、電量檢測(cè)裝置、返航距離測(cè)定裝置相連； 所述主控裝置包括: 計(jì)數(shù)模塊，獲取所述里程計(jì)數(shù)裝置計(jì)量的機(jī)器人從初始位置行走至當(dāng)前位置的行走距離； 存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)設(shè)定路徑的三維立體地圖；接收所述行走距離;根據(jù)所述行走距離確定機(jī)器人當(dāng)前在所述三維立體地圖中的區(qū)域位置;獲取所述激光掃描裝置掃描的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及所述拍攝裝置拍攝的三維圖像;在所述區(qū)域位置內(nèi)，將所述二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)與所述三維立體地圖比對(duì)或者將所述三維圖像與所述三維立體地圖比對(duì)，精確定位機(jī)器人的當(dāng)前位置;所述返航距離測(cè)定裝置獲取精確定位機(jī)器人的所述當(dāng)前位置，并檢測(cè)從所述當(dāng)前位置至充電位置的路徑距離； 信息采集和傳遞模塊，獲取所述電量檢測(cè)裝置檢測(cè)的蓄電池的剩余電量； 返航路徑預(yù)測(cè)模塊，獲得蓄電池電量值，當(dāng)蓄電池電量為滿電量時(shí)，根據(jù)設(shè)定路徑總長(zhǎng)及機(jī)器人運(yùn)行平均功耗獲得機(jī)器人返航時(shí)勻速運(yùn)行的最長(zhǎng)距離或最長(zhǎng)時(shí)間；接收所述剩余電量以及至充電位置的路徑距離，獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置勻速返航至充電位置的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間； 數(shù)據(jù)處理模塊，接收所述獲得的最短路徑距離或最長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)合預(yù)設(shè)的返航速度獲得機(jī)器人從當(dāng)前位置返航至充電位置所需的實(shí)際時(shí)間，當(dāng)?shù)玫绞Ｓ嚯娏吭诋?dāng)前位置的返航時(shí)間接近所述最長(zhǎng)時(shí)間或者返航距離接近所述最短路徑距離時(shí)，發(fā)送啟程返航觸發(fā)信號(hào)到機(jī)器人行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電量檢測(cè)裝置為獲取所述蓄電池當(dāng)前電壓值的蓄電池檢測(cè)儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述行走執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括頭部和用于帶動(dòng)機(jī)器人行走的行動(dòng)輪，所述行動(dòng)輪設(shè)在機(jī)器人的底部，所述頭部設(shè)在機(jī)器人的頂部，所述頭部和行動(dòng)輪均通過(guò)轉(zhuǎn)軸與機(jī)器人主體連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為四驅(qū)電動(dòng)機(jī)，所述行動(dòng)輪至少包括四個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述返航距離測(cè)定裝置設(shè)在所述機(jī)器人的頭部，所述返航距離測(cè)定裝置為激光測(cè)距儀或超聲波測(cè)距儀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述激光掃描裝置掃描的最大角度為190°，掃描精度為± 15mm，掃描的最遠(yuǎn)距離為80米。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述拍攝裝置為雙目立體相機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人精確定位及自動(dòng)返航充電系統(tǒng)，其特征在于，所述里程計(jì)數(shù)裝置為碼盤。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK105929821SQ201610276751
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】馮洪潤(rùn), 常浩, 苗俊杰, 付煒平, 陳凱亮, 王東輝, 劉朝輝, 肖奎歐, 張亮, 武晉文
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司, 河北德普電器有限公司