本發明屬于機器人技術領域，具體涉及一種基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統及方法。

背景技術：

隨著移動機器人技術不斷的發展，自主移動機器人由于其良好的智能性、自主性已成為了機器人研究領域的熱點之一，被賦予了多種多樣的任務，如今自主機器人已經被廣泛的應用到了各個行業，如清掃機器人、引導機器人、運輸機器人、水下無纜機器人、雙臂協調控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等。盡管機器人的功能在不斷地擴展，應用也越來越廣泛，但是所有的這一切都離不開電能的支持。隨著機器人功能的不斷擴展，機器人對電能的要求量也不斷的增加，如何實現長時間的、有效的供電成為了機器人產業化必須面對和解決的問題，自主充電技術是解決機器人自主性的關鍵。

目前,移動機器人都是使用高質量的機載可充電蓄電池組來給自身供電,但是一般只能維持幾個小時,一旦電能耗盡,必須采用人工干預的方式來給機器人充電。如果采用人工充電,那么機器人就處于一種非連續的任務環,這阻礙了機器人的長期自治。如果要實現真正意義上的長期自治,機器人必須能在所處的環境中實現自我支持,實現連續任務環。機器人連續任務環被簡單地定義為使機器人以自主充電的方式來繼續完成它所分配到的任務。一旦開始運行,機器人便進入連續任務環,即不再需要人的幫助,在此系統中,啟動和停止是由機器人自動完成的。對于煤礦井下自主移動機器人來說，煤礦井下發生瓦斯、煤塵等爆炸事故后，如果存在著火點，容易發生二次爆炸等事故，人員進入具有高危險性，搶險人員在第一時間難以進入，而井上專家和決策者又急需獲得井下情況，以便做出判斷和決策。由機器人先行進入井下，探測井下事故破壞和環境情況，以聲像和數據的形式將信息反饋到控制中心無疑是最有效而且安全的方案。由于常見的移動機器人動力能源的無纜化主要依賴高品質的機載蓄電池組,如何讓機器人在無人工干預環境下安全可靠、快速高效地實現自動充電是實現機器人長期自治的一項關鍵技術。

為了解決機器人自主充電的問題，國內外進行了如下研究：機器人自主充電技術始于20世紀40年，在國外，Grey Walter在20世紀40年末成功研發了一臺能自主充電的移動機器人名“Tortoises”，這種機器人具有在神經學研究中向著光線行走的行為。Grey Walter設計了一個充電站，他在充電站內部放置了一個光源和充電器,機器人采用跟蹤光源的方法來尋找充電站。Grey Walter首先通過光束引導機器人靠近充電裝置，然后將機器人本體上的充電臂插入就近的插座為機器人充電。1998年，TSukuba大學研制出一款名為Yamabico-Liv的移動機器人，此機器人在室內環境不變的情況下，通過使用導航系統，利用已知環境地圖引導機器人到達充電站，然后驅動機器人配備的特別設備與充電站進行對接，實現機器人自主充電的目的。跟據已知環境地圖進行自主充電存在一個缺點，一旦環境地圖受到破壞，機器人將失去尋找目標，使用已知地圖進行導航，限制了移動機器人的靈活性。1999年，卡內基·梅隆大學的機器人研究所開發了一種自主導游機器人Sage，Sage機器人的本體是采用改良Nomad XR4000移動機器人，利用CCD攝像機和三維路標引導機器人實現充電。加利福尼亞大學使用Nomad XR4000移動機器人，通過在充電站的上方設置色塊和IR二極管來引導機器人對接以及監控充電狀況?？▋然っ仿〈髮W和加利福尼亞大學采用了視覺系統和信標對充電目標進行定位?？▋然っ仿〈髮W采用三維路標引導機器人充電，三維路標具有很好的定位效果，但是在近距離對接時，CCD攝像機的精度將影響對接效果。加利福尼亞大學設計的充電裝置采用漏斗狀的對接窗口增加了機器人對接誤差，提高了容忍度，但是漏斗狀的對接窗口只能沿著一個支點左右偏轉，限制了對接窗口的水平移動。因此，機器人與充電裝置對接時，充電插針必須對正窗口的支點。

在國內，哈爾濱工業大學于2005年用Pioneer3DX輪式機器人在室內未知環境中進行了自主充電技術研究，使用激光傳感器、PTZ彩色攝像機和里程計來引導機器人進行自主充電。2010年，重慶大學對室內清潔機器人進行了自主充電的研究，提出了以返回固定充電座充電為目標的自主返回路徑規劃策略。哈爾濱工業大學直接對室內墻壁上的插座進行對接，并沒有進行充電裝置設計。電源插座的對接容忍度過小，容易導致充電失敗。

綜上所述，目前機器人自主充電技術還存在很多缺點，如導航定位精度不夠理想、容錯及糾錯能力不夠強壯，充電裝置的設計從結構上還不能為自動充電系統提供足夠大的容忍度，缺乏普遍環境適應性，且在結構設計合理性、科學、經濟等方面還不夠理想，這些機器人自主充電技術問題急需我們去解決。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計合理、實現方便且成本低、使用方便、對地形的容忍度較大、能夠快速有效地給機器人電池進行充電、工作可靠性高、實用性強的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：包括激光引導式充電樁和搭載在機器人上的機器人充電控制電路，所述激光引導式充電樁包括底座和安裝在底座上的激光引導控制電路板，以及轉動連接在底座上且相嚙合的第一齒輪和第二齒輪，所述底座上通過舵機支架固定連接有位于第一齒輪上方的舵機，所述第一齒輪與舵機的輸出軸固定連接，所述第二齒輪上固定連接有電源插入擋板，所述電源插入擋板的下部固定連接有激光發射器，所述電源插入擋板的上部固定連接有充電接口，所述充電接口通過電源適配器與市電連接；所述激光引導控制電路板上集成有激光引導控制電路，所述激光引導控制電路包括充電樁微控制器、與充電樁微控制器相接的充電樁無線通信模塊和為所述激光引導控制電路中各用電模塊供電的電源電路，所述舵機與充電樁微控制器的輸出端連接，所述充電樁微控制器的輸出端還接有激光發射驅動電路，所述激光發射器與激光發射驅動電路連接；所述機器人充電控制電路包括機器人微控制器和與機器人微控制器相接且用于與充電樁無線通信模塊無線連接并通信的機載無線通信模塊；所述機器人微控制器的輸入端接有攝像頭、超聲波傳感器、用于檢測機器人供電電池的電量的電池電量檢測電路和用于接收激光發射器發射的激光信號的激光接收器，所述機器人微控制器的輸出端接有用于驅動機器人行走電機的電機驅動器和用于為機器人供電電池充電的電池充電電路，所述電池充電電路上連接有用于連接到充電接口上的充電插頭。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述充電樁微控制器為單片機MSP430F169。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述激光發射驅動電路包括三極管Q1，所述三極管Q1的基極通過電阻R1與所述單片機MSP430F169的P4.4引腳連接，所述激光發射器的電源正極與+3.3V電源的輸出端連接，所述激光發射器的電源負極與三極管Q1的集電極相接，所述三極管Q1的發射極接地。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述充電樁無線通信模塊和機載無線通信模塊均為ZigBee無線通信模塊。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述底座上固定連接有第一轉動軸和第二轉動軸，所述第一齒輪的幾何中心位置處固定連接有第一圓柱滾子軸承，所述第一齒輪通過將第一轉動軸安裝到第一圓柱滾子軸承中的方式轉動連接在底座上，所述第二齒輪的幾何中心位置處固定連接有第二圓柱滾子軸承，所述第二齒輪通過將第二轉動軸安裝到第二圓柱滾子軸承中的方式轉動連接在底座上。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述底座上安裝有對稱位于第一齒輪兩側且用于保護第一齒輪的兩塊第一保護擋板和對稱位于第二齒輪兩側且用于保護第二齒輪的兩塊第二保護擋板；所述舵機支架由兩個分別位于舵機兩側的門字型支架組成，所述舵機通過六角螺栓和六角螺母與門字型支架固定連接；所述電源插入擋板通過三角形固定件固定連接在第二齒輪上。

上述的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，其特征在于：所述機器人微控制器為DSP數字信號處理器。

本發明還公開了一種方法步驟簡單、設計合理、實現方便、定位效率高的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、攝像頭定位，其具體過程為：機器人微控制器通過電機驅動器驅動機器人行走電機帶動機器人行走，機器人行走過程中，機器人微控制器采集超聲波傳感器檢測到的距離信號，并根據距離信號判斷前方是否有障礙物，當發現前方有障礙物信號時，左轉或者右轉至前方空曠地帶繼續行走；同時，機器人微控制器采集攝像頭拍攝到的圖像，并調用圖像光源識別處理模塊，對攝像頭拍攝到的圖像進行分析處理，判斷攝像頭拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器發射的光，當攝像頭拍攝到的圖像中不能獲取到激光發射器發射的光時，繼續行走，當攝像頭拍攝到的圖像中能夠獲取到激光發射器發射的光時，保持此時機器人的位置，并判斷為此時的充電插頭面向了充電接口，執行步驟二；

步驟二、激光引導定位，其具體過程為：

步驟201、機器人微控制器通過機載無線通信模塊向遠程服務端發送激光引導定位開始指令；

步驟202、當遠程服務端的服務端微控制器通過服務端無線通信模塊接收到機器人微控制器發送的激光引導定位開始指令后，通過激光發射驅動電路驅動激光發射器發射激光，并產生周期為50Hz，脈寬為0.5ms的方波，使舵機復位；

步驟203、機器人微控制器產生的方波脈寬由0.5ms向2.5ms、每50ms增加0.01ms的速度遞增，遞增至2.5ms時，再按照每50ms減小0.01ms的速度，遞減至0.5ms，不斷重復，每一次增加或減少完成，均等待20ms，驅動舵機轉動，舵機轉動時帶動第一齒輪轉動，第一齒輪再帶動第二齒輪轉動，第二齒輪再帶動電源插入擋板轉動，進行激光引導定位，直至激光接收器接收到激光發射器發射的激光信號；

步驟204、機器人微控制器通過機載無線通信模塊向遠程服務端發送接收到激光信號指令；

步驟205、當遠程服務端的服務端微控制器通過服務端無線通信模塊接收到機器人微控制器發送的激光引導定位完成指令后，服務端微控制器控制舵機保持當前脈寬的方波，使得舵機保持相應的轉角不動，并向機器人充電控制電路發送激光引導定位完成指令；

步驟206、機器人微控制器通過機載無線通信模塊接收服務端微控制器發送的激光引導定位完成指令后，通過電機驅動器驅動機器人行走電機帶動機器人直線移動，直線移動過程中，機器人微控制器采集超聲波傳感器檢測到的距離信號，并根據距離信號向靠近電源插入擋板的位置移動，直到充電插頭與充電接口對接后，機器人停止運動，并開始充電。

上述的方法，其特征在于：步驟一中機器人微控制器調用圖像光源識別處理模塊，對攝像頭拍攝到的圖像進行分析處理，判斷攝像頭拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器發射的光的具體過程為：

步驟101、機器人微控制器調用灰度圖處理模塊將攝像頭拍攝到的圖像轉化成灰度圖；

步驟102、機器人微控制器調用圖像二值化處理模塊將步驟101處理得到的灰度圖轉化為二值化圖像，使攝像頭拍攝到的圖像中的光源信息為黑色像素，其它部分為白色像素；

步驟103、定義步驟102處理得到的圖像左下角第一個像素點的坐標為(1，1)，定義Fx_i為由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段上黑色像素點的個數，定義Fy_j為由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段上黑色像素點的個數；其中，m為攝像頭拍攝到的一幀圖像的像素長度，1≤i≤m；n為攝像頭拍攝到的一幀圖像的像素高度，1≤j≤n；

步驟104、光源中心點的橫坐標的確定，具體過程為：

步驟1041、設F_i為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數，定義F₁＝1，將由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段分為m個階段，定義于階段k取得的F_i的值為前k-1個階段取得的F_i的值的最優值判斷，建立F_i的動態轉移方程：

步驟1042、機器人微控制器根據公式c_i＝F_i/m計算得到橫向坐標權值因子c_i；

步驟1043、定義f_i為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值，定義將由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段分為m個階段，定義于階段k取得的數組F_i的值為前k-1個階段取得的數組F_i的值的最優值判斷，建立f_i的動態轉移方程：

步驟1044、機器人微控制器根據公式numx＝max{f₁,f₂,...,f_m}計算得到為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值的最大值numx，并將numx對應的坐標的橫坐標確定為光源中心點的橫坐標，將光源中心點的橫坐標記為numbx；

步驟105、光源中心點的縱坐標的確定，具體過程為：

步驟1051、設W_j為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數，定義W₁＝1，將由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段分為n個階段，定義于階段k取得的W_j的值為前k-1個階段取得的W_j的值的最優值判斷，建立W_j的動態轉移方程：

步驟1052、機器人微控制器根據公式l_j＝F_j/n計算得到縱向坐標權值因子l_j；

步驟1053、定義w_j為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值，定義將由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段分為n個階段，定義于階段k取得的W_j的值為前k-1個階段取得的W_j的值的最優值判斷，建立w_j的動態轉移方程：

步驟1054、機器人微控制器根據公式numy＝max{w₁,w₂,...,w_n}計算得到為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值的最大值numy，并將numy對應的坐標的縱坐標確定為光源中心點的縱坐標，將光源中心點的縱坐標記為numby；

步驟106、機器人微控制器根據條件判斷攝像頭拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器發射的光，當條件成立時，判斷為攝像頭拍攝到的圖像中能夠獲取到激光發射器發射的光；否則，當條件不成立時，判斷為攝像頭拍攝到的圖像中不能夠獲取到激光發射器發射的光。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統的結構簡單，設計合理，實現方便且成本低。

2、本發明的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統的使用方便，能夠放置在比較復雜的地形中使用，對地形的容忍度較大。

3、本發明的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電方法的方法步驟簡單，設計合理，實現方便，定位效率高。

4、本發明采用了攝像頭定位和激光引導定位兩種定位方式結合的定位方法，在機器人電量即將不足時，能夠快速有效地給機器人電池進行充電，工作可靠性高。

5、本發明的實用性強，使用效果好，便于推廣使用。

綜上所述，本發明設計合理，實現方便且成本低，使用方便，對地形的容忍度較大，能夠快速有效地給機器人電池進行充電，工作可靠性高，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統的電路原理框圖。

圖2為本發明激光引導式充電樁的結構示意圖。

圖3為本發明激光發射驅動電路的電路原理圖。

圖4為本發明基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電方法的方法流程框圖。

附圖標記說明:

1—激光引導式充電樁； 1-1—底座； 1-2—充電接口；

1-3—第一齒輪； 1-4—第二齒輪； 1-5—門字型支架；

1-6—舵機； 1-7—電源插入擋板； 1-8—激光發射器；

1-9—第一保護擋板； 1-10—第二保護擋板； 1-11—六角螺栓；

1-12—六角螺母； 1-13—三角形固定件；

1-14—激光引導控制電路板； 1-15—充電樁微控制器；

1-16—充電樁無線通信模塊； 1-17—電源電路；

1-18—激光發射驅動電路； 2—機器人充電控制電路；

2-1—機器人微控制器； 2-2—機載無線通信模塊；

2-3—攝像頭； 2-4—超聲波傳感器；

2-5—充電插頭； 2-6—電池電量檢測電路；

2-7—激光接收器； 2-8—電機驅動器；

2-9—電池充電電路。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發明的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電系統，包括激光引導式充電樁1和搭載在機器人上的機器人充電控制電路2，所述激光引導式充電樁1包括底座1-1和安裝在底座1-1上的激光引導控制電路板1-14，以及轉動連接在底座1-1上且相嚙合的第一齒輪1-3和第二齒輪1-4，所述底座1-1上通過舵機支架固定連接有位于第一齒輪1-3上方的舵機1-6，所述第一齒輪1-3與舵機1-6的輸出軸固定連接，所述第二齒輪1-4上固定連接有電源插入擋板1-7，所述電源插入擋板1-7的下部固定連接有激光發射器1-8，所述電源插入擋板1-7的上部固定連接有充電接口1-2，所述充電接口1-2通過電源適配器與市電連接；所述激光引導控制電路板1-14上集成有激光引導控制電路，所述激光引導控制電路包括充電樁微控制器1-15、與充電樁微控制器1-15相接的充電樁無線通信模塊1-16和為所述激光引導控制電路中各用電模塊供電的電源電路1-17，所述舵機1-6與充電樁微控制器1-15的輸出端連接，所述充電樁微控制器1-15的輸出端還接有激光發射驅動電路1-18，所述激光發射器1-8與激光發射驅動電路1-18連接；所述機器人充電控制電路2包括機器人微控制器2-1和與機器人微控制器2-1相接且用于與充電樁無線通信模塊1-16無線連接并通信的機載無線通信模塊2-2；所述機器人微控制器2-1的輸入端接有攝像頭2-3、超聲波傳感器2-4、用于檢測機器人供電電池的電量的電池電量檢測電路2-6和用于接收激光發射器1-8發射的激光信號的激光接收器2-7，所述機器人微控制器2-1的輸出端接有用于驅動機器人行走電機的電機驅動器2-8和用于為機器人供電電池充電的電池充電電路2-9，所述電池充電電路2-9上連接有用于連接到充電接口1-2上的充電插頭2-5。

本實施例中，所述充電樁微控制器1-15為單片機MSP430F169。

本實施例中，如圖3所示，所述激光發射驅動電路1-18包括三極管Q1，所述三極管Q1的基極通過電阻R1與所述單片機MSP430F169的P4.4引腳連接，所述激光發射器1-8的電源正極與+3.3V電源的輸出端連接，所述激光發射器1-8的電源負極與三極管Q1的集電極相接，所述三極管Q1的發射極接地。

本實施例中，所述充電樁無線通信模塊1-16和機載無線通信模塊2-2均為ZigBee無線通信模塊。具體實施時，所述ZigBee無線通信模塊為型號為CC2530的ZigBee無線通信模塊。

本實施例中，如圖2所示，所述底座1-1上固定連接有第一轉動軸和第二轉動軸，所述第一齒輪1-3的幾何中心位置處固定連接有第一圓柱滾子軸承，所述第一齒輪1-3通過將第一轉動軸安裝到第一圓柱滾子軸承中的方式轉動連接在底座1-1上，所述第二齒輪1-4的幾何中心位置處固定連接有第二圓柱滾子軸承，所述第二齒輪1-4通過將第二轉動軸安裝到第二圓柱滾子軸承中的方式轉動連接在底座1-1上。

本實施例中，如圖2所示，所述底座1-1上安裝有對稱位于第一齒輪1-3兩側且用于保護第一齒輪1-3的兩塊第一保護擋板1-9和對稱位于第二齒輪1-4兩側且用于保護第二齒輪1-4的兩塊第二保護擋板1-10；所述舵機支架由兩個分別位于舵機1-6兩側的門字型支架1-5組成，所述舵機1-6通過六角螺栓1-11和六角螺母1-12與門字型支架1-5固定連接；所述電源插入擋板1-7通過三角形固定件1-13固定連接在第二齒輪1-4上。具體實施時，所述第一齒輪1-3和第二齒輪1-4的齒數比為1：1。

本實施例中，所述機器人微控制器2-1為DSP數字信號處理器。

具體實施時，所述激光發射器1-8為一字線激光發射器，與充電接口1-2的旋轉擺動相配合，提高了機器人上的充電插頭2-5與充電接口1-2的對接成功率，有效避免了無法對接的問題。

如圖4所示，本發明的基于攝像頭與激光引導定位的機器人自主充電方法，包括以下步驟：

步驟一、攝像頭定位，其具體過程為：機器人微控制器2-1通過電機驅動器2-8驅動機器人行走電機帶動機器人行走，機器人行走過程中，機器人微控制器2-1采集超聲波傳感器2-4檢測到的距離信號，并根據距離信號判斷前方是否有障礙物，當發現前方有障礙物信號時，左轉或者右轉至前方空曠地帶繼續行走；同時，機器人微控制器2-1采集攝像頭2-3拍攝到的圖像，并調用圖像光源識別處理模塊，對攝像頭2-3拍攝到的圖像進行分析處理，判斷攝像頭2-3拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器1-8發射的光，當攝像頭2-3拍攝到的圖像中不能獲取到激光發射器1-8發射的光時，繼續行走，當攝像頭2-3拍攝到的圖像中能夠獲取到激光發射器1-8發射的光時，保持此時機器人的位置，并判斷為此時的充電插頭2-10面向了充電接口1-2，執行步驟二；

步驟二、激光引導定位，其具體過程為：

步驟201、機器人微控制器2-1通過機載無線通信模塊2-2向遠程服務端1發送激光引導定位開始指令；具體實施時，所述激光引導定位開始指令定義為字符串“BEGIN”；

步驟202、當遠程服務端1的服務端微控制器1-1通過服務端無線通信模塊1-3接收到機器人微控制器2-1發送的激光引導定位開始指令后，通過激光發射驅動電路1-6驅動激光發射器1-8發射激光，并產生周期為50Hz，脈寬為0.5ms的方波，使舵機1-6復位；

步驟203、機器人微控制器2-1產生的方波脈寬由0.5ms向2.5ms、每50ms增加0.01ms的速度遞增，遞增至2.5ms時，再按照每50ms減小0.01ms的速度，遞減至0.5ms，不斷重復，每一次增加或減少完成，均等待20ms，驅動舵機1-6轉動，舵機1-6轉動時帶動第一齒輪1-3轉動，第一齒輪1-3再帶動第二齒輪1-4轉動，第二齒輪1-4再帶動電源插入擋板1-7轉動，進行激光引導定位，直至激光接收器2-7接收到激光發射器1-8發射的激光信號；

步驟204、機器人微控制器2-1通過機載無線通信模塊2-2向遠程服務端1發送接收到激光信號指令；具體實施時，所述接收到激光信號指令定義為字符串“GETOVER”；

步驟205、當遠程服務端1的服務端微控制器1-1通過服務端無線通信模塊1-3接收到機器人微控制器2-1發送的激光引導定位完成指令后，服務端微控制器1-1控制舵機1-6保持當前脈寬的方波，使得舵機1-6保持相應的轉角不動，并向機器人充電控制電路2發送激光引導定位完成指令；具體實施時，所述激光引導定位完成指令定義為字符串“OK”；

步驟206、機器人微控制器2-1通過機載無線通信模塊2-2接收服務端微控制器1-1發送的激光引導定位完成指令后，通過電機驅動器2-8驅動機器人行走電機帶動機器人直線移動，直線移動過程中，機器人微控制器2-1采集超聲波傳感器2-4檢測到的距離信號，并根據距離信號向靠近電源插入擋板1-7的位置移動，直到充電插頭2-10與充電接口1-2對接后，機器人停止運動，并開始充電。

本實施例中，步驟一中機器人微控制器2-1調用圖像光源識別處理模塊，對攝像頭2-3拍攝到的圖像進行分析處理，判斷攝像頭2-3拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器1-8發射的光的具體過程為：

步驟101、機器人微控制器2-1調用灰度圖處理模塊將攝像頭2-3拍攝到的圖像轉化成灰度圖；

步驟102、機器人微控制器2-1調用圖像二值化處理模塊將步驟101處理得到的灰度圖轉化為二值化圖像，使攝像頭2-3拍攝到的圖像中的光源信息為黑色像素，其它部分為白色像素；

步驟103、定義步驟102處理得到的圖像左下角第一個像素點的坐標為(1，1)，定義Fx_i為由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段上黑色像素點的個數，定義Fy_j為由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段上黑色像素點的個數；其中，m為攝像頭2-3拍攝到的一幀圖像的像素長度，1≤i≤m；n為攝像頭2-3拍攝到的一幀圖像的像素高度，1≤j≤n；

步驟104、光源中心點的橫坐標的確定，具體過程為：

步驟1041、設F_i為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數，定義F₁＝1，將由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段分為m個階段，定義于階段k取得的F_i的值為前k-1個階段取得的F_i的值的最優值判斷，建立F_i的動態轉移方程：

步驟1042、機器人微控制器2-1根據公式c_i＝F_i/m計算得到橫向坐標權值因子c_i；

步驟1043、定義f_i為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值，定義將由坐標為(i，1)的點和坐標為(i，n)的點連成的線段分為m個階段，定義于階段k取得的數組F_i的值為前k-1個階段取得的數組F_i的值的最優值判斷，建立f_i的動態轉移方程：

步驟1044、機器人微控制器2-1根據公式numx＝max{f₁,f₂,...,f_m}計算得到為從坐標(i，1)到(i，n)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值的最大值numx，并將numx對應的坐標的橫坐標確定為光源中心點的橫坐標，將光源中心點的橫坐標記為numbx；用公式將numbx表示為：numbx＝i(f_i＝numx)；

步驟105、光源中心點的縱坐標的確定，具體過程為：

步驟1051、設W_j為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數，定義W₁＝1，將由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段分為n個階段，定義于階段k取得的W_j的值為前k-1個階段取得的W_j的值的最優值判斷，建立W_j的動態轉移方程：

步驟1052、機器人微控制器2-1根據公式l_j＝F_j/n計算得到縱向坐標權值因子l_j；

步驟1053、定義w_j為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值，定義將由坐標為(1，j)的點和坐標為(m，j)的點連成的線段分為n個階段，定義于階段k取得的W_j的值為前k-1個階段取得的W_j的值的最優值判斷，建立w_j的動態轉移方程：

步驟1054、機器人微控制器2-1根據公式numy＝max{w₁,w₂,...,w_n}計算得到為從坐標(1，j)到(m，j)中，黑色元素的數量處于連續上升狀態下最長連續上升的坐標的個數經過加權處理后的權值的最大值numy，并將numy對應的坐標的縱坐標確定為光源中心點的縱坐標，將光源中心點的縱坐標記為numby；用公式將numby表示為：numby＝j(w_j＝numy)；

步驟106、機器人微控制器2-1根據條件判斷攝像頭2-3拍攝到的圖像中能否獲取到激光發射器1-8發射的光，當條件成立時，判斷為攝像頭2-3拍攝到的圖像中能夠獲取到激光發射器1-8發射的光；否則，當條件不成立時，判斷為攝像頭2-3拍攝到的圖像中不能夠獲取到激光發射器1-8發射的光。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。