Realización del método de recarga del robot de barrido.
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Realización del método de recarga del robot de barrido.
Resumen
Los métodos de recarga de robots de barrido actualmente en el mercado se pueden dividir aproximadamente en los siguientes tipos según los diferentes sensores utilizados: sensores infrarrojos, sensores ultrasónicos, sensores de visión, sensores láser y el método de mezcla de los sensores mencionados anteriormente .
En el trabajo del robot de barrido, cuando detecta que la batería es insuficiente, buscará automáticamente el soporte de carga. Debido a las limitaciones de varios sensores, necesitamos maximizar las fortalezas y evitar las debilidades para aprovechar al máximo las ventajas de varios sensores. Por lo tanto, en este proceso, se puede dividir en recarga de larga distancia y recarga de corta distancia de acuerdo con la distancia desde la base de carga :
en el método de recarga de larga distancia: un robot de barrido de gama relativamente alta agregará un algoritmo de planificación de ruta , que está construido por el sensor láser equipado Muestre el mapa de la habitación y marque la ubicación del soporte de carga. Cuando se necesita cargar, planifica automáticamente un camino de regreso al lugar cerca de la base de carga. Los de gama baja usan el método de caminar a lo largo de la pared para encontrar el soporte de carga. De hecho, la mayoría de nuestros robots de barrido utilizan este último método para regresar al lugar cerca del soporte de carga.
En el método de recarga de corta distancia: generalmente instale un sensor de infrarrojos o un sensor ultrasónico en la base de carga y coordine con el sensor en el cuerpo del robot de barrido para completar el posicionamiento. El 70% de los robots de barrido del mercado utilizan sensores infrarrojos separados y otros métodos de fusión de sensores, mientras que algunos utilizan sensores ultrasónicos.
Método de recarga basado en sensor de infrarrojos
Para el uso de un solo sensor de infrarrojos, tome el VR9000 de Samsung como ejemplo: 
los tres conjuntos de transmisores de infrarrojos de la base de carga emiten señales codificadas de modulación de infrarrojos, y el robot de barrido está equipado con varios dispositivos de recepción de infrarrojos frente a él. Se utiliza para detectar la intensidad de la señal infrarroja y realizar el acoplamiento mediante un algoritmo determinado. La desventaja de este método es que la intensidad de la señal infrarroja se ve afectada por muchos factores, por lo que la velocidad de recarga es lenta, la ruta total es más larga y la precisión no es muy alta. Por tanto, se propone un método de fusión multisensor. Algunos robots de barrido han agregado cámaras y transmisores láser a los sensores infrarrojos. 
Sobre la base de un solo sensor de infrarrojos, el alto brillo del láser y las altas características unidireccionales se utilizan como una señal de dirección precisa. Instale el transmisor láser en la base de carga y el láser lineal emitido se proyectará en el suelo para formar una línea recta de alto brillo. Al mismo tiempo, la cámara del robot de barrido se utiliza para disparar e identificar la línea láser proyectada en el suelo. Calcule la pendiente y la posición de la línea láser para calcular el ángulo y la distancia que el robot se desvía de la línea láser, para guiar al robot hacia el eje central de la base de carga, y luego completar gradualmente el acoplamiento con la base de carga.
Método de recarga basado en Lidar
Sabemos que hay un telémetro láser giratorio de 360 grados en el robot de barrido, que a menudo se usa para construir mapas y evitar obstáculos. Muchos robots domésticos utilizan este sensor para realizar un tratamiento especial en el soporte de carga, que equivale a colocar una etiqueta. Generalmente, la superficie del asiento de carga del robot de limpieza se divide en áreas irregulares con diferentes alturas. El material del área cóncava tiene una alta reflectividad de la luz y el material del área convexa tiene una alta tasa de absorción de luz. El Lidar se recarga identificando este zona especial.
Método de recarga basado en radar ultrasónico
Dos receptores de radar ultrasónico están instalados en ambos extremos de la base de carga, y el transmisor está instalado en el robot de barrido. Cuando se requiere recargar, el transmisor ultrasónico correspondiente en el robot de barrido emite ondas ultrasónicas, y las ondas ultrasónicas en el soporte de carga reciben las ondas ultrasónicas y luego proceda. Obtenga la posición y la postura del robot en relación con la base de carga y luego envíe la información de posición al robot para que el robot pueda ajustar continuamente la posición y la postura. En la imagen se muestra la base de carga de una barredora inteligente Proscenic:
Comparación de los métodos anteriores
| método | ventaja | Desventaja |
|---|---|---|
| Sensor de infrarrojos único | Bajo costo, amplia gama, fácil de desarrollar. | Poca precisión, mayor impacto ambiental y baja eficiencia de recarga |
| Fusión de cámara infrarroja | Mayor precisión, que mejora la eficiencia de la recarga. | El desarrollo es difícil y requiere soporte de hardware con buena potencia informática, lo que aumenta el costo |
| Sensor lidar | Amplio rango de detección, relativamente estable. | El desarrollo es más complicado y requiere un mejor sistema de hardware y soporte de algoritmos. |
| Radar ultrasónico | Puede medir el valor de distancia específico, relativamente preciso, de bajo costo, fácil de desarrollar | La direccionalidad es pobre y se ve fácilmente afectada por el entorno (temperatura, humedad, obstáculos, etc.) |
Materiales de referencia:
[1] Wei Yin. Diseño e implementación de sistema de recarga automática para robots de barrido [D]. Universidad de Ciencia y Tecnología de China, 2018.