JP6942782B2

JP6942782B2 - ロボット、その再充電位置決め方法及び装置

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Publication number: JP6942782B2
Application number: JP2019231319A
Authority: JP
Inventors: 祥斌黄; 高波黄; 品軍付; 友軍熊
Original assignee: Ubtech Robotics Corp
Current assignee: Ubtech Robotics Corp
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: EP3783390A1; KR102247879B1; KR20210023644A; US20210055739A1; CN110597249B; US11422567B2; CN110597249A; JP2021033999A

Description

本出願はロボットの分野に関し、特にロボット、その再充電位置決め方法及び装置に関する。

ロボットの使用の知能を向上させるために、サービスロボットやパトロールロボットなどの多くのロボットには、自動再充電機能が設定されている。ロボットがタスクを完了すると、又はロボットの充電量が特定の値よりも低くなると、ロボットは充電のために充電ステーションを自動的に探す。即ち、ロボットはロボットの周囲の充電ステーションを探し、自動的に充電ステーションの前方に移動して、充電ステーションにドッキングして、電源に接続される。

ロボットを充電ステーションの位置に確実に移動させるために、ロボットに対する位置決めを行う必要がある。現在の位置決め方法は、赤外線位置決め、視覚位置決めなどの方法を含む。位置決め中に、環境光の干渉を受けやすいため、ロボットの再充電の位置決め精度が影響を受ける可能性がある。それは、ロボットの自動再充電操作を正確かつ確実に完了するのに不利である。

これに鑑みて、本出願の実施例は、従来技術において環境がロボットの再充電の位置決め精度に影響を与え、ロボットの自動再充電操作を正確かつ確実に完了するのに不利であるという問題を解決するために、ロボット及びその再充電位置決め方法及び装置を提供する。

本出願の実施例の第１態様では、ロボットが充電識別領域を識別するのに適用するロボットの再充電位置決め方法を提供する。前記充電識別領域は、第１識別面、第１識別面から同じ向きに延びる第２識別面及び第３識別面を含み、前記充電識別領域には充電ステーションが設けられ、前記充電ステーションには充電インターフェイスが設けられ、前記第１識別面、第２識別面及び第３識別面は、それぞれ第１識別線、第２識別線及び第３識別線で充電ステーションの断面と交差する。前記ロボットの再充電位置決め方法は、
ロボットレーダにより検出された、第１識別線に位置するレーダ零度点の近くの複数の識別点に基づいて、前記第１識別線の方向角を推定するステップと、
前記推定された第１識別線の方向角に基づいて、前記充電識別領域の識別点序列を確定し、識別点序列の両端点を見つけるステップと、
第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定するステップと、
分割された識別点序列をフィッティングして、第１識別線のロボット座標系に対する直線方程式を得るステップと、
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定するステップとを含む。

従来技術と比較すると、本出願の実施例は以下の有益な効果を有する。本出願の実施例では、第１識別面、第１識別面から同じ向きに延びる第２識別面及び第３識別面を含む充電識別領域を設定し、充電識別領域に充電ステーションを配置し、前記第１識別面、第２識別面及び第３識別面が充電ステーションの水平断面とそれぞれ第１識別線、第２識別線及び第３識別線で交差し、ロボットレーダによってレーダ信号の識別点を検出し、第１識別線の方向角を推定し、前記方向角によって識別領域の識別点序列を確定し、さらに識別点序列の分割点を取得し、分割された第１識別線の識別点をフィッティングして第１識別線の直線方程式を取得し、第１識別線の中点と併せてロボットの相対位置を確定する。それにより、ロボットは位置決め中に環境光の干渉を受けないので、ロボットの位置決め精度が向上し、ロボットの再充電操作の精度と信頼性が向上する。

以下、本出願の実施例の技術的手段を更に詳細に説明するために、実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明する。当然のことながら、下記の説明における図面は本出願の幾つかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的労働をしない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
図１Ａは、本出願の実施例による充電識別領域の形状模式図である。図１Ｂは、本出願の実施例による充電識別領域の水平断面の形状模式図である。本出願の実施例による別の充電ステーションの水平断面の形状模式図である。本出願の実施例による、充電識別領域の端点を見つける模式図である。本出願の実施例によるロボットの再充電位置決め方法の実現フローチャートである。本出願の実施例によるロボットのレーダ座標系及び充電ステーション座標系の模式図である。本出願の実施例による第１識別線の方向角を推定する実現フローチャートである。本出願の実施例による識別点序列を確定する実現フローチャートである。本出願の実施例による、角の変化により分割点を確定する模式図である。本出願の実施例によるロボットの再充電位置決め装置の構造模式図である。本出願の実施例によるロボットの模式図である。

以下の説明では、限定の目的ではなく説明の目的のために、本出願の実施例を完全に理解するように、特定のシステム構造や技術などの具体的な詳細を提供する。しかしながら、本出願がこれらの特定の詳細なしに他の実施例において実施され得ることは当業者に明らかであろう。他の状況では、不必要な詳細で本出願の説明を不明瞭にしないように、周知のシステム、装置、回路、及び方法の詳細な説明を省略する。

下記では、具体的な実施例を用いて、本出願の技術的手段を説明する。

図１Ａは、本出願の実施例による充電識別領域の立体模式図である。図１Ｂは、本出願に係る移動ロボットの再充電位置決め方法の充電識別領域の水平断面模式図である。前記充電識別領域１０は、第１識別面１０１、第１識別面１０１から同じ向きに延びる第２識別面１０２及び第３識別面１０３を含む。前記充電識別領域１０は、充電インターフェイス２１を有する充電ステーション２０を更に含む。前記充電インターフェイス２１は移動ロボットを充電するために使用される。前記第１識別面１０１、第２識別面１０２及び第３識別面１０３は、充電識別領域１０の水平断面Ｈとそれぞれ第１識別線１０１１、第２識別線１０２１及び第３識別線１０３１で交差している。前記第２識別線１０２１、第３識別線１０３１及び前記第１識別線１０１１は、垂直の関係又は９０度より大きい角度の非垂直の関係にあってもよい。例えば、図２の第１識別線１０１１と第２識別線１０２１、第３識別線１０３１との間の平角はいずれも９０度より大きい。前記充電識別領域１０の断面Ｈは水平でなくてもよい。

また、図１Ｂに示すように、本出願の前記ロボットにはレーダ探知機が取り付けられている。前記レーダ探知機は、レーザーレーダなどであってもよい。前記レーダ探知機は、ロボットの真正面に取り付けられてもよい。レーダ探知機の真正面をＸ軸、レーダを中心点とするレーダ座標系が確立されてもよい。前記レーザーレーダの位置と前記ロボットの中心が重ならなくてもよい。前記レーダ探知機はＸ軸を中心として、所定の走査範囲に従って走査してもよい。例えば、ＳＩＣＫ５７１レーザーレーダを使用する場合、走査範囲は２７０度であり、角度分解能は０．３３度であり、各フレームデータは８１１個の距離値を有してもよい。アレイのｄ［ｉ］がｉ番目の点の距離値（ｉ＝０〜８１０）を表し、ｔｈｅｔａ（ｉ）がｉ番目の点の方向角度を表すと、ｄ（０）は−１３５度の距離値を表してもよく、ｄ（８１０）は＋１３５度の距離値を表してもよく、ｄ（４０５）は０度の距離値を表してもよい。前記レーダ座標系をデカルト座標系に変換すると、識別領域の識別点座標の計算は次のように表すことができる。
ｐｏｉｎｔ＿ｘ（ｉ）＝ｄ（ｉ）＊ｃｏｓ（ｔｈｅｔａ（ｉ））
ｐｏｉｎｔ＿ｙ（ｉ）＝ｄ（ｉ）＊ｓｉｎ（ｔｈｅｔａ（ｉ））

図４は、本出願の実施例によるロボットの再充電位置決め方法の実現フローチャートである。その詳細は次のとおりである。
ステップＳ４０１では、ロボットレーダにより検出された識別点に基づいて、前記識別領域の第１識別線の方向角を推定する。

具体的には、本出願は、事前に充電ステーションの大体の方位を確定し、前記大体の方位に基づいて、ロボットレーダ探知機を前記充電ステーションの第１識別線に向けることができる。本出願では、ロボットに設けられたレーダ探知機によって識別点Ｐ（図１Ｂを参照）を検出すると、識別点Ｐとロボットのレーダ探知機との間の距離ｄと方向角theta(i)を検出し、ロボットのレーダ座標系（即ち、ロボット座標系）に基づいて、前記識別点Ｐの座標位置を確定することができる。図５に示すように、前記ロボットのレーダ座標系はＸＯＹであり、前記充電ステーションの座標系はＸ’Ｏ’Ｙ’である。前記第１識別線の方向角は、第１識別線とロボット座標系での座標軸Ｘとの間の角である。前記識別領域の第１識別線の方向角を推定する具体的なステップは、図６に示すように、以下のステップＳ６０１〜Ｓ６０３を含み得る。

ステップＳ６０１では、ロボットレーダにより収集された識別点を取得して、前記識別領域の第１識別線のおおよその方向を推定する。
レーダ探知機によって探知された複数の識別点は、ロボットの識別領域を構成することができる。第１識別線は識別領域の中央部に位置するため、中央部の本体領域の方向を前記第１識別線の方向とみなすことができる。

ステップＳ６０２では、推定された第１識別線のおおよその方向に応じて、第１識別線のレーダ零度点Ｚの両端に位置する複数の識別点を取得する。
推定された第１識別線のおおよその方向によって、レーダ零度点Ｚの両側での複数の識別点、例えば、３０個の識別点を取得する。前記レーダ零度点Ｚとは、レーザーレーダによって距離を測定するとき、レーダの零度方向に対応する第１識別線上の点を意味する。

ステップＳ６０３では、取得された複数の識別点に基づいて、推定された第１識別線をフィッティングし、推定された第１識別線の方向角を計算する。
図１Ｂに示すように、前記推定された第１識別線の方向角thetaは、レーダ座標系ＸＯＹにおける第１識別線と座標軸Ｘとの間の角である。

ステップＳ４０２では、前記推定された第１識別線の方向角に基づいて、前記識別領域の識別点序列を確定する。
ロボットが複数の識別点を取得した場合、非識別領域における識別点や第１識別線から遠く離れた識別点を含む可能性がある。図７に示すように、識別点を効果的にスクリーニングするために、以下のステップＳ７０１〜Ｓ７０３が含まれ得る。
ステップＳ７０１では、零度点Ｚから推定された第１識別線の２つの反対方向に向かって識別点Ｐを順に選択し、選択された識別点Ｐと零度Ｚ点により第１線分を構成する。
零度点Ｚは、ユーザにより事前に設定された特定の識別点であってもよい。

ステップＳ７０２では、第１線分の方向角を取得して、第１線分の方向角と推定された第１識別線の方向角との間の差値を確定する。
ステップＳ７０３では、前記差値が所定値より大きい場合、現在選択された識別点の前の識別点を識別点序列の端点として、識別された端点に基づいて識別点序列を確定する。

具体的には、零度点Ｚを中心点として、前記推定された第１識別線の２つの反対方向のそれぞれから、現在の点Ｐと零度点Ｚにより構成された直線と推定された第１識別線との間の角betaを順にラウンドロビン法により計算する。図３は、２つの点Ｐ(m)とＰ(n)にそれぞれ対応する２つの角beta(m)とbeta(n)を示す。betaが所定角度値（例えば、30°）より大きい場合、前回見つかった点をＮ１又はＮ２としてマークする。このようにして、３つの識別線１０１１、１０２１、１０３１上のすべての点を確定する。

ステップＳ４０３では、第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点Ｑ１，Ｑ２を確定する。
前記分割点を確定するとき、識別点序列の一方の端点、レーダの零度点、及び零度点と前記端点との間の中央識別点によって、中央識別点を頂点とする第１角を構成することができる。前記第１角が最小のときに対応する中央識別点が分割点であると確定する。当然のことながら、端点を頂点として構成された角が最も大きいときに対応する識別点は分割点とされてもよい。

例えば、図８に示すように、レーダ零度点Ｚが第１識別線にあり、Ｎ１とＮ２がそれぞれ識別領域の両端の端点であると仮定する。端点Ｎ１とＺにより構成された中間領域において、任意に中央部の識別点を選択して、第１角（ｇａｍａ角）を構成する。ｇａｍａ角が最も小さいときに対応する中央識別点が、第１識別線と側縁線分（第２識別線及び第３識別線）との分割点Ｑ１又はＱ２となる。

ステップＳ４０４では、分割された識別点序列をフィッティングして、レーダ座標系に対する第１識別線の直線方程式を得る。
第１識別線の直線方程式はｙ_ｉ＝ａ_ｉｘ_ｉ＋ｂ_ｉであると仮定すると、分割された第１識別線は複数の識別点を含むため、最小二乗法などのフィッティング方法によって、第１識別線に対応する直線方程式を得ることができる。

ステップＳ４０５では、前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定する。

フィッティングされた直線方程式及び確定された分割点によって、前記直線方程式上に位置する中間点、即ち、分割点の座標値の平均値を計算した後、計算された平均値を前記直線方程式にフィッティングして、前記第１識別線の中点座標を得る。前記直線方程式を組み合わせることで、第１識別線とレーダ座標系のＸ軸との間の第２角ａｎｇを確定することができる。確定された第２角及び中点の座標に基づいて、レーダ座標系での座標を充電ステーション座標系での座標に変換する変換行列を得ることができる。前記変換行列は、

であり得る。
ここで、（ｘ_０'、ｙ_０'）は、レーダ座標系での識別領域の第１識別線の中点座標である。また、ロボットの位置決め精度をさらに向上させるために、ロボットの中心点からレーダまでの距離がＬである場合、以下の式に従って、ロボットの中心の充電ステーション座標系での座標を計算することができる。

本出願では、充電ステーションの水平断面を、３つの線分により構成された「コ」字形の識別領域に設定し、第１識別線の中央部に充電インターフェイスを配置し、ロボットレーダによってレーダ信号の識別点を検出し、第１識別線の方向角を推定し、前記方向角によって識別領域の識別点序列を確定し、さらに識別点序列の分割点を取得し、分割された第１識別線の識別点をフィッティングして第１識別線の直線方程式を取得し、第１識別線の中点と併せてロボットの相対位置を確定する。それにより、ロボットは位置決め中に環境光の干渉を受けないので、ロボットの位置決め精度が向上し、ロボットの再充電操作の精度と信頼性が向上する。

上記実施例における各ステップの番号の大小は、実行の順序を意味せず、各プロセスの実行順序は、その機能及び内部論理によって決定されるべきであり、本願の実施例の実行プロセスに対するいかなる制限も構成するべきではないことが理解されるだろう。

図９は、本出願の実施例によるロボットの再充電位置決め装置の構造模式図である。該装置は、ロボットが充電領域を識別するのに適用されるものである。前記充電領域は、第１識別面、第１識別面から同じ向きに延びる第２識別面及び第３識別面を含み、前記充電領域には充電ステーションが含まれ、前記充電ステーションには充電インターフェイスが設けられる。前記第１識別面、第２識別面及び第３識別面は、それぞれ第１識別線、第２識別線及び第３識別線で充電ステーションの水平断面と交差する。前記ロボットの再充電位置決め装置は、
ロボットレーダにより検出された識別点に基づいて、前記識別領域の第１識別線の方向角を推定するための方向角推定ユニット９０１と、
前記第１識別線の方向角に基づいて、前記識別領域の識別点序列を確定するための識別点序列確定ユニット９０２と、
第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定するための分割点確定ユニット９０３と、
分割された識別点序列をフィッティングして、第１識別線のレーダ座標系に対する直線方程式を得るためのフィッティングユニット９０４と、
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定するための相対位置確定ユニット９０５とを含む。

図９の前記ロボットの再充電位置決め装置は、図４に示すロボットの再充電位置決め方法に対応する。

図１０は、本出願の一実施例による移動ロボット１０００の模式図である。移動ロボット１０００は、パトロール車であってもよい。図１０に示すように、この実施例の移動ロボット１０００は、プロセッサー１１００と、メモリ１１０１と、前記メモリ１１０１に記憶され前記プロセッサー１１００で実行できるコンピュターブログラム１１０２（例えば、ロボットの再充電位置決めプログラム）と、レーザーレーダ１１０３とを含む。前記プロセッサー１１００が前記コンピュターブログラム１１０２を実行すると、上述した各ロボットの再充電位置決め方法実施例におけるステップが実現される。あるいは、前記プロセッサー１１００が前記コンピュターブログラム１１０２を実行すると、上述した各装置実施例における各モジュール／ユニットの機能が実現される。

例示的に、前記コンピュターブログラム１１０２は、１つ以上のモジュール／ユニットに分割されてもよい。前記１つ以上のモジュール／ユニットは、前記メモリ１１０１に記憶され、前記プロセッサー１１００により実行される。それにより、本出願が実現される。前記１つ以上のモジュール／ユニットは、特定の機能を実行することができる一連のコンピュターブログラム命令セグメントであってもよい。その命令セグメントは、前記コンピュターブログラム１１０２の前記ロボット１０００における実行プロセスを記述するために使用される。例えば、前記コンピュターブログラム１１０２は、
ロボットレーダにより検出された識別点に基づいて、前記識別領域の第１識別線の方向角を推定するための方向角推定ユニットと、
前記第１識別線の方向角に基づいて、前記識別領域の識別点序列を確定するための識別点序列確定ユニットと、
第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定するための分割点確定ユニットと、
分割された識別点序列をフィッティングして、第１識別線のレーダ座標系に対する直線方程式を得るためのフィッティングユニットと、
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定するための相対位置確定ユニットとに分割されてもよい。

前記ロボットは、プロセッサー１１００とメモリ１１０１を含むことができるが、それらに限定されない。当業者であれば理解できるように、図１０はロボット１０００の一例にすぎず、ロボット１０００を限定するものではなく、図示よりも多い又は少ない部品、又は幾つかの部品の組み合わせ、又は異なる部品を含んでもよい。例えば、前記ロボットは、入出力装置、ネットワークアクセス装置、バスなどを更に含んでもよい。

いわゆるプロセッサー１１００は、中央処理装置（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、ＣＰＵ）であってもよいし、他の汎用プロセッサー、デジタルシグナルプロセッサー（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタロジックデバイス、ディスクリートハードウェアコンポーネントなどであってもよい。汎用プロセッサーはマイクロプロセッサーであってもよいし、又は該プロセッサーは任意の従来のプロセッサーなどであってもよい。

前記メモリ１１０１は、前記ロボット１０００の内部記憶ユニット、例えば、ロボット１０００のハードディスク又はメモリであってもよい。前記メモリ１１０１は、前記ロボット１０００の外部記憶装置、例えば、前記ロボット１０００に設けられているプラグインハードディスク、スマートメディアカード（ＳｍａｒｔＭｅｄｉａ（登録商標）Ｃａｒｄ，ＳＭＣ）、セキュアデジタル（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ，ＳＤ）カード、フラッシュカード（ＦｌａｓｈＣａｒｄ）などであってもよい。さらに、前記メモリ１１０１は、前記ロボット１０００の内部記憶ユニットと外部記憶装置の両方を含んでもよい。前記メモリ１１０１は、前記コンピュターブログラム及び前記ロボットに必要なその他のプログラムとデータを記憶するために使用される。前記メモリ１１０１はまた、出力されたデータ又は出力されるデータを一時的に記憶するために使用されてもよい。

当業者であれば理解できるように、説明の便宜上及び簡潔にするために、上記各機能ユニット、モジュールの割り当てを例として説明したが、実際には、要求に応じて上記機能の割り当てが異なる機能ユニット、モジュールによって実現されてもよく、即ち、上述した機能の全部又は一部を実現するために、前記装置の内部構造が異なる機能ユニット又はモジュールに割り当てられてもよい。各実施例における各機能ユニットは、１つの処理ユニットに集積されていてもよいし、各ユニットが単独に物理的に存在していてもよいし、２つ以上のユニットが１つのユニットに集積されていてもよい。上記の集積されたユニットは、ハードウェアの形態又はソフトウェア機能ユニットの形態で実現されてもよい。さらに、各機能ユニット、モジュールの具体的な名称は、互い区別する便宜上のものにすぎず、本出願の保護範囲を制限するために使用されるものではない。上記システムのユニット、モジュールの特定の作業プロセスについては、前述の方法の実施例の対応するプロセスを参照することができ、本明細書では詳細を再度説明しない。

前述の実施例では、各実施例の説明はそれ自体に重点を置いているが、ある実施例で詳述又は記録されていない部分については、他の実施例の関連する説明を参照することができる。

当業者は、本明細書に開示された実施例に関連して説明された様々な例のユニットやアルゴリズムステップが電子ハードウェア又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実施され得ることを理解するであろう。これらの機能が、ハードウェアで実行されるか又はソフトウェアで実行されるかは、技術的な解決策の特定のアプリケーション及び設計の制約に依存する。専門技術者は、特定のアプリケーションごとに異なる方法を使用して、説明した機能を実現することができるが、このような実現は本出願の範囲を超えると見なされるべきではない。

本願で提供される実施例において、開示された装置／端末機器及び方法は他の方式で実現されてもよいことが理解されるべきである。例えば、上述のような装置／端末機器の実施例は、単なる例示的なものにすぎない。例えば、前記モジュール又はユニットの区分は、単なる論理的な機能の区分であり、実際に実現するとき他の区分方式があってもよい。例えば、複数のユニット又は組立体が別のシステムに組み合わせ又は一体化してもよく、或いは幾つかの特徴が無視し又は実行されなくてもよい。一方、示された又は解説された相互間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、幾つかのインターフェイス、装置又はユニットによる間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的又は他の形態であってもよい。

前記別個の構成要素として説明されたユニットは、物理的に分離されていてもよく、そうでなくてもよく、ユニットとして示された部材は、物理的なユニットであってもよく、そうでなくてもよく、同じところに位置してもよく、複数のネットワークユニット上に分散されてもよい。実際の要求に応じて、一部または全部のユニットを選択し、本実施例の目的を実現することができる。

なお、本出願の各実施例における各機能ユニットは、１つの処理ユニットに集積されていてもよく、各ユニットが単独に物理的に存在していてもよく、２つ以上のユニットが１つのユニットに集積されていてもよい。上述の一体化されたユニットは、ソフトウェアの形で実現されてもよく、ソフトウェア機能ユニットの形で実現されてもよい。

前記一体化さモジュール／ユニットは、ソフトウェア機能ユニットの形で実現され、かつ独立した製品として販売又は使用されるとき、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶されてもよい。そのような理解に基づいて、本出願が上記実施例を実現する方法におけるプロセスの全部もしくは一部は、関連するハードウェアにコンピュターブログラムにより指示することによって実現することもできる。前記コンピュターブログラムは、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶されてもよい。そのコンピュターブログラムがプロセッサーによって実行されると、上記各方法実施例のステップを実現することができる。前記コンピュターブログラムは、コンピュターブログラムコードを含み、前記コンピュターブログラムコードは、ソースコード形式、オブジェクトコード形式、実行可能ファイル、又は何らかの中間形式であってもよい。前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記コンピュターブログラムコードを運ぶことができる任意のエンティティ又は装置、記録媒体、Ｕディスク、リムーバブルハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、計算机メモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、電気搬送信号、通信信号及びソフトウェア配布媒体などを含み得る。なお、前記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に含まれる内容は、司法管轄区域の法律及び特許の実行の要件に応じて適切に増減できることに注意すべきである。例えば、一部の司法管轄区域では、法律と特許の実行によれば、コンピュータ読み取り可能な媒体には、電気搬送信号と電気通信信号が含まれない。

以上実施例は、単に本出願の技術的手段を説明するためのものであり、それを制限するものではない。上記した実施例を参照して本出願について詳述したが、当業者であれば、上記各実施例に記載の技術的手段を修正し、又はその一部の技術特徴を均等物で置き換えることができる。これらの修正又は置き換えは、対応する技術的手段の本質を本出願の各実施例の技術的手段の精神及び範囲から逸脱させず、いずれも本出願の保護範囲内に含まれる。

Claims

ロボットの再充電位置決め方法であって、ロボットが充電識別領域を識別するのに適用されるものであり、前記充電識別領域は、第１識別面、第１識別面から同じ向きに延びる第２識別面及び第３識別面を含み、前記充電識別領域には充電ステーションが設けられ、前記充電ステーションには充電インターフェイスが設けられ、前記第１識別面、第２識別面及び第３識別面は、それぞれ第１識別線、第２識別線及び第３識別線で充電識別領域の断面と交差し、前記ロボットの再充電位置決め方法は、
ロボットレーダにより検出された、第１識別線に位置するレーダ零度点の近くの複数の識別点に基づいて、前記第１識別線の方向角を推定するステップと、
前記レーダ零度点から前記推定された第１識別線の２つの反対方向に向かって識別点を順に選択し、前記推定された第１識別線の方向角に基づいて、前記充電識別領域の識別点序列を確定し、識別点序列の両端点を見つけるステップと、
前記第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定するステップと、
分割された識別点序列をフィッティングして、第１識別線のレーダ座標系に対する直線方程式を得るステップと、
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定するステップとを含む、ことを特徴とするロボットの再充電位置決め方法。
前記第１識別線の方向角を推定する前記ステップは、
レーダ零度点の近くの複数の識別点に基づいて、推定された第１識別線をフィッティングし、前記推定された第１識別線の方向角を計算するステップであって、前記第１識別線の方向角は、レーダ座標系における第１識別線と座標軸との間の角であるステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの再充電位置決め方法。
前記第１識別線の方向角に基づいて、前記充電識別領域の識別点序列を確定する前記ステップは、
前記レーダ零度点から前記推定された第１識別線の２つの反対方向に向かって識別点を順に選択し、選択された識別点と前記零度点により第１線分を構成するステップと、
第１線分の方向角を取得して、第１線分の方向角と推定された第１識別線の方向角との間の差値を確定するステップと、
前記差値が所定値より大きい場合、現在選択された識別点の前の識別点を識別点序列の端点として、識別された端点に基づいて識別点序列を確定するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの再充電位置決め方法。
第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定する前記ステップは、
識別点序列の一方の端点、レーダの零度識別点、及び零度識別点と前記端点との間の中央識別点によって、中央識別点を頂点とする第１角を構成するステップと、
前記第１角が最小のときに対応する中央識別点が分割点であると確定するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの再充電位置決め方法。
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定する前記ステップは、
前記分割点に基づいて、第１識別線の中点座標を確定するステップと、
前記第１識別線のレーダ座標系の座標軸に対する第２角を計算するステップと、
前記中点座標及び前記第２角に基づいて、前記ロボットの位置を充電ステーション座標系の座標に変換するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のロボットの再充電位置決め方法。
前記中点座標及び前記第２角に基づいて、前記ロボットの位置を充電ステーション座標系の座標に変換する前記ステップは、
変換行列

に従って前記ロボットの位置を充電ステーション座標系の座標に変換するステップを含み、ここで、ａｎｇは、第１識別線のレーダ座標系の横軸に対する第２角であり、（ｘ_０'、ｙ_０'）は、レーダ座標系での識別領域の第１識別線の中点座標である、ことを特徴とする請求項５に記載のロボットの再充電位置決め方法。
ロボットの再充電位置決め装置であって、ロボットが充電識別領域を識別するのに適用されるものであり、前記充電識別領域は、第１識別面、第１識別面から同じ向きに延びる第２識別面及び第３識別面を含み、前記充電識別領域には充電ステーションが設けられ、前記充電ステーションには充電インターフェイスが設けられ、前記第１識別面、第２識別面及び第３識別面は、それぞれ第１識別線、第２識別線及び第３識別線で充電識別領域の断面と交差し、前記ロボットの再充電位置決め装置は、
ロボットレーダにより検出された、第１識別線に位置するレーダ零度点の近くの複数の識別点に基づいて、前記第１識別線の方向角を推定するための方向角推定ユニットと、
前記レーダ零度点から前記推定された第１識別線の２つの反対方向に向かって識別点を順に選択し、前記推定された第１識別線の方向角に基づいて、前記充電識別領域の識別点序列を確定し、識別点序列の両端点を見つけるための識別点序列確定ユニットと、
前記第１識別線に位置するレーダ零度点、識別点序列の端点及び識別点序列内の識別点によって構成された第１角の変化に基づいて、前記識別点序列内の分割点を確定するための分割点確定ユニットと、
分割された識別点序列をフィッティングして、第１識別線のレーダ座標系に対する直線方程式を得るためのフィッティングユニットと、
前記分割点及び前記直線方程式に従って前記第１識別線の中央位置座標を確定し、前記中央位置座標及び前記直線方程式に従ってロボットの相対位置を確定するための相対位置確定ユニットとを含む、ことを特徴とするロボットの再充電位置決め装置。
前記方向角推定ユニットは、
ロボットレーダにより収集された識別点を取得して、前記充電識別領域の第１識別線の方向を推定するための識別点取得サブユニットと、
前記推定された第１識別線の方向に応じて、前記方向の両端に位置する２つの識別点のレーダ座標系に対する座標を取得するための端点座標確定サブユニットと、
取得された２つの識別点の座標に基づいて、前記第１識別線の方向角を計算するための方向角計算サブユニットとを含む、ことを特徴とする請求項７に記載のロボットの再充電位置決め装置。
ロボットであって、メモリと、プロセッサーと、前記メモリに記憶され前記プロセッサーによって実行されるコンピュータプログラムとを含み、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサーによって実行されると、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットの再充電位置決め方法が実現される、ことを特徴とするロボット。
コンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記コンピュータ読取可能な記憶媒体にはコンピュターブログラムが記憶され、前記コンピュターブログラムがプロセッサーによって実行されると、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットの再充電位置決め方法が実現される、ことを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。