充电控制方法及充电控制装置与流程

1.本公开涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种充电控制方法、装置及系统、自主移动设备、基站、计算机可读存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.随着自主移动设备技术的不断发展，已出现多种用途的自主移动设备。目前大多自主移动设备都以电池为动力来源，且在电量较低时均需自动回到充电桩进行充电(简称回充)。
3.在现有技术中，自主移动设备需要运行到充电桩(也称为基站)处进行充电存在许多技术问题。
4.一方面，在充电时自主移动设备的充电触点需要与充电桩的充电触片之间精确对准才能进行充电，而充电触片与充电触点都非常小，实现这种精确对准需要许多传感器的辅助并设置复杂的回充路径，增加了成本以及回充过程所消耗的时间、而且降低了回充成功率；另一方面，自主移动设备在充电期间不能正常工作，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种充电控制方法、装置及系统、自主移动设备、基站、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种充电控制方法，应用于自主移动设备，包括：发射步骤，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；以及充电步骤，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。
7.结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，在所述发射步骤之前，所述充电控制方法还包括：判断是否符合充电预设条件，若判断为符合所述充电预设条件，则执行所述发射步骤。
8.结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述充电预设条件至少包括以下条件之一：所述自主移动设备的剩余电量小于或等于第一电量阈值；所述自主移动设备的运行里程大于或等于里程阈值；所述自主移动设备的运行时间大于或等于时间阈值；所述自主移动设备对工作区域的已覆盖面积大于或等于面积阈值；所述自主移动设备对所述工作区域的已覆盖面积与所述工作区域的面积之比大于或等于比例阈值。
9.结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，在所述充电步骤之后，所述充电控制方法还包括：判断是否符合停止充电预设条件，若判断为符合所述停止充电预设条件，则停止发射所述uwb定位信号，或者向所述基站发送用于请求所述基站停止对所述自主移动设备进行充电的充电停止请求。
10.结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述停止
充电预设条件至少包括以下条件之一：所述自主移动设备的当前电量大于或等于第二电量阈值；所述自主移动设备和所述基站之间的距离大于或等于距离阈值；所述自主移动设备和所述基站之间的距离大于所述自主移动设备和其它基站之间的距离；所述自主移动设备和所述基站之间存在障碍物。
11.结合第一方面，在第五种可能的实施方式中，所述充电控制方法还包括：发射探测信号，基于所述探测信号能够判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物。
12.结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述停止充电预设条件还包括充电效率等于或小于充电效率阈值，其中，所述充电效率为所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比。
13.结合第一方面的第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，若充电效率等于或小于充电效率阈值，则确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数，以及当所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值时，判断为符合所述停止充电预设条件。
14.结合第一方面，在第八种可能的实施方式中，所述充电控制方法还包括：接收多个基站各自发送的基于所述uwb定位信号的时间/距离信息；基于所述时间/距离信息从所述多个基站中选择优先对所述自主移动设备进行充电的目标基站；向所述目标基站发送携带有供所述目标基站自我识别的识别信息的反馈信息。
15.结合第一方面的第八种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，所述目标基站与所述自主移动设备之间的相对距离小于所述多个基站中的其它基站与所述自主移动设备之间的相对距离，或所述目标基站的数量为至少两个但少于所述多个基站的数量，每一个目标基站与所述自主移动设备之间的相对距离均小于所述多个基站中的其它基站与所述自主移动设备之间的相对距离。
16.根据本公开的第二方面，提供了一种充电控制方法，应用于基站，包括：接收步骤，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；定位步骤，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置，基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射步骤，用于朝向所述充电方向发射充电波。
17.结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，在所述充电波发射步骤之前，所述充电控制方法还包括：判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物；若判断为所述自主移动设备与所述基站之间存在障碍物，则不执行所述充电波发射步骤。
18.结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，若判断为所述自主移动设备与所述基站之间不存在障碍物，则判断所述自主移动设备与所述基站之间的距离是否符合距离预设条件；若判断为符合所述距离预设条件，则执行所述充电波发射步骤。
19.结合第二方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述距离预设条件包括：所述自主移动设备与所述基站之间的距离小于或等于距离阈值；和/或所述基站与所述自主移动设备之间的距离小于其它基站与所述自主移动设备之间的距离。
20.结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，检测所述自主移动设备所发射的探测信号，以判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物。
21.结合第二方面，在第五种可能的实施方式中，在所述充电波发射步骤之后，所述充
电控制方法还包括：根据所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比计算充电效率；若充电效率等于或小于充电效率阈值，则停止发射所述充电波或改变所述充电方向。
22.结合第二方面，在第六种可能的实施方式中，在所述充电波发射步骤之后，所述充电控制方法还包括：根据所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比计算充电效率；若充电效率等于或小于充电效率阈值，则确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数，以及当所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值时，则停止发射所述充电波或改变所述充电方向。
23.根据本公开的第三方面，提供了一种充电控制方法，包括：自主移动设备接收到基站发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电；所述自主移动设备发出其充电功率；所述基站接收所述自主移动设备发出的充电功率；所述基站计算所述自主移动设备的充电效率，所述充电效率为所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比；所述基站判断所述自主移动设备的充电效率是否等于或小于充电效率阈值；以及若所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值，则所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向，或，若所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值，则确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数；若所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值，则所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向。
24.根据本公开的第四方面，提供了一种充电控制方法，应用于自主移动设备，包括：发射步骤，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；检测步骤，用于检测是否接收到所述基站所发射的定向信号；发送步骤，用于若检测到从所述基站发射的所述定向信号，则通过无线网络向所述基站发送针对所述定向信号的反馈信息；以及充电步骤，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。
25.根据本公开的第五方面，提供了一种充电控制方法，应用于基站，包括：接收步骤，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；判断步骤，用于判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物；定位步骤，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射步骤，用于若判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物，则朝向所述充电方向发射充电波。
26.结合第五方面，在第一种可能的实施方式中，所述充电控制方法还包括：在接收到所述uwb定位信号之后，发射定向信号；所述判断步骤包括：判断是否接收到所述自主移动设备所发送的包括接收到所述定向信号的反馈信息；以及若判断为接收到所述反馈信息，则判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物。
27.结合第五方面，在第二种可能的实施方式中，所述判断步骤包括：判断是否接收到所述自主移动设备所发射的探测信号；若判断为接收到所述探测信号，则判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物。
28.根据本公开的第六方面，提供了一种充电控制装置，应用于自主移动设备，包括：发射模块，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；以及充电模块，用于接收所述基站朝向基于所述自主移
动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。
29.根据本公开的第七方面，提供了一种充电控制装置，应用于基站，包括：接收模块，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；定位模块，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射模块，用于朝向所述充电方向发射充电波。
30.根据本公开的第八方面，提供了一种充电控制装置，应用于自主移动设备，包括：充电模块，用于接收基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电；充电功率发射模块，用于发出所述自主移动设备的充电功率。
31.根据本公开的第九方面，提供了一种充电控制装置，应用于基站，包括：充电波发射模块，用于朝向充电方向发射充电波；充电功率接收模块，用于接收自主移动设备的充电功率；计算模块，用于计算所述自主移动设备的充电效率，所述充电效率为所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比；判断模块，用于判断所述自主移动设备的充电效率是否等于或小于充电效率阈值，决策模块，用于在所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值的情况下，所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向，或在所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值的情况下，确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数；响应于所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值，所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向。
32.根据本公开的第十方面，提供了一种充电控制装置，应用于基站，包括：接收模块，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；判断模块，用于判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物；定位模块，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射模块，用于若判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物，则朝向所述充电方向发射充电波。
33.根据本公开的第十一方面，提供了一种自主移动设备，包括：运动模块，用于使所述自主移动设备在工作区域上运动；以及根据第六方面或第八方面所述的充电控制装置。
34.根据本公开的第十二方面，提供了一种基站，包括：根据第七方面、第九方面或第十方面所述的充电控制装置。
35.根据本公开的第十三方面，提供了一种自主移动设备，包括：运动模块，用于使所述自主移动设备在工作区域上运动；一个或多个处理器；以及存储器，其存储有指令，其中，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器进行根据第一方面、第一方面的第一至第九种可能的实施方式中的任意一种实施方式、或第四方面所述的充电控制方法。
36.根据本公开的第十四方面，提供了一种基站，包括：一个或多个处理器；以及存储器，其存储有指令，其中，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器进行根据第二方面、第二方面的第一至第六种可能的实施方式、第三方面、第四方面、第五方面、第五方面的第一至第二种可能的实施方式中的任意一种实施方式所述的充电控制方法。
37.根据本公开的第十五方面，提供了一种存储有程序的非暂时性计算机可读存储介
质，所述程序包括指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机进行根据第一方面、第一方面的第一至第九种可能的实施方式、第二方面、第二方面的第一至第六种可能的实施方式、第三方面、第四方面、第五方面、第五方面的第一至第二种可能的实施方式中的任意一种实施方式所述的充电控制方法。
38.根据本公开的第十六方面，提供了一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机进行根据第一方面、第一方面的第一至第九种可能的实施方式、第二方面、第二方面的第一至第六种可能的实施方式、第五方面、第五方面的第一至第二种可能的实施方式中的任意一种实施方式所述的充电控制方法。
39.根据本公开的第十七方面，提供了一种充电控制系统，包括根据第十一方面所述的自主移动设备和第十二方面所述的基站，或根据第十三方面所述的自主移动设备和根据第十四方面所述的基站。
40.根据本公开的技术方案，可以实现基站对自主移动设备的远距离非接触式充电，而无需自主移动设备运行至基站处并将自主移动设备的充电触点与基站的充电触片对准。
41.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
42.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
43.图1示出根据示例性实施例的充电控制系统的示意图。
44.图2a-2f示出根据示例性实施例的充电控制方法的流程图。
45.图3示出根据示例性实施例的自主移动设备与多个基站的示意图。
46.图4示出根据示例性实施例的在具有多个基站的情况下充电操作的流程图。
具体实施方式
47.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
48.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
49.另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
50.图1示出根据示例性实施例的充电控制系统的示意图。充电控制系统包括自主移动设备10和基站20，其中，自主移动设备10可以是清洁机器人或执行其它工作任务(比如巡逻、物流搬运、跟随等)的自带充电电池的移动机器人，基站20可以是与自主移动设备10相配合地操作并对自主移动设备10进行充电的设备。
51.如图1所示，自主移动设备10包括用于发射超宽带(uwb：ultra-wide band)定位信号的uwb定位信号发射器11(uwb定位信号发射器11也称为发射模块)；用于接收基站20所发
射的充电波的充电模块12；用于执行运动的运动模块15，比如由以两个驱动轮构成的轮组以及随动的万向轮共同构成的轮式运动模块或由履带构成的履带运动模块；以及用于执行运算、判断、发出指令等功能的处理模块14。具体地，处理模块14可以用于执行比如判断是否符合充电预设条件、停止充电预设条件以及进行数值判断等功能；处理模块14发出的指令比如可以为停止充电指令、停止发射uwb定位信号指令、停止发射探测信号指令等。充电模块12可以包括接收天线和储能单元(图1中未示出)，其中接收天线用于接收基站20所发射的充电波，储能单元用于储存能量。
52.如图1所示，基站20包括用于接收自主移动设备10发射的uwb定位信号的uwb定位信号接收器21(uwb定位信号接收器21也称为接收模块)；用于向自主移动设备10发射充电波的供电模块23(供电模块23也称为充电波发射模块)；用于执行比如计算时间、坐标等运算的计算模块22。其中，供电模块23可以包括控制单元和发射天线(图1中未示出)。基站20的计算模块22可以基于uwb定位信号确定自主移动设备10的位置，基于自主移动设备10的位置能够确定充电波的发射方向(也称为充电方向)。发射天线用于朝向充电方向发射充电波。
53.在有的实施例中，在上述基本构成部件的实施例的基础上，还可以包括如图1中下侧虚线框所代表的其它模块，比如自主移动设备10还可以包括用于发射探测信号的探测信号发射器13；基站20还可以包括用于接收自主移动设备10所发射的探测信号的探测信号接收器24。
54.在有的实施例中，在上述基本构成部件的实施例的基础上或在上述增加了探测信号发射器13和探测信号接收器24的扩展实施例的基础上，还可以包括如图1中上侧虚线框所描绘的，比如自主移动设备10还可以包括无线通信模块移动端16并且基站20还可以包括无线通信模块基站端25。其中，无线通信模块移动端16和无线通信模块基站端25可以经由无线网络来实现这两者之间的通信。比如，无线通信模块移动端16向无线通信模块基站端25发送处理模块14的各种信息和/或指令、无线通信模块移动端16可以接收无线通信模块基站端25所发送的各种信息和/或指令等。比如，无线通信模块基站端25向无线通信模块移动端16发送信息和/或指令、或无线通信模块基站端25接收无线通信模块移动端16所发送的信息和/或指令等。其中，无线网络可以是用于数据、信息和/或指令传输的任何无线通信网络，例如wifi、bluetooth、zigbee等。
55.示例性地，无线通信模块基站端25和无线通信模块移动端16之间的通信可以是单向的，即由无线通信模块基站端25向无线通信模块移动端16发送各种信息和/或控制指令，无线通信模块基站端25和无线通信模块移动端16之间的通信也可以是双向的，本发明对此不进行具体限制。
56.应能够理解，供电模块23向充电方向发射充电波，其中充电方向既可以是基于接收到uwb定位信号的方向计算得到的自主移动设备10在发射uwb定位信号时的方向/位置(下文简称为第一方向)，也可以是在根据接收到uwb定位信号的方向计算得到的自主移动设备10在发射该uwb定位信号时的方向/位置的基础上，再预估(估算)自主移动设备10基于发出uwb定位信号时刻的下一时刻(经过了预估时间te之后的时刻)的方向/位置(下文简称为第二方向)。对第一方向和/或第二方向的计算通常在基站20上(比如其上的计算模块22)执行。
57.充电控制方法的实施例一：
58.图2a示出根据示例性实施例的充电控制方法的流程图。请参阅图2a，在本公开的充电控制方法中，自主移动设备10可以执行以下步骤。
59.在步骤s110中，设置在自主移动设备10上的uwb定位信号发射器11随着自主移动设备10在工作区域内的运行而持续向环境中发射周向或定向uwb定位信号。基于自主移动设备10上发射的uwb定位信号能够在基站20接收到该uwb定位信号的情况下，使基站20能够确定自主移动设备10的位置。所谓的周向uwb定位信号比如可以是同时向360
°
发射的uwb定位信号，也可以是按一定频率沿360
°
周向扫描的uwb定位信号；所谓的定向uwb定位信号比如可以是通过发射管限制uwb定位信号的发射角度从而使其仅在某个小角度范围内发射出uwb定位信号，也可以是通过屏蔽装置将周向uwb定位信号限定在某个较大角度范围内(比如180
°
)的同时发射的一定范围的uwb定位信号。本发明不限制uwb定位信号发射的范围以及方式。
60.在执行完步骤s110之后，接着执行步骤s120。
61.在步骤s120中，设置在基站20上的uwb定位信号接收器21接收来自自主移动设备10的uwb定位信号。通常，无论自主移动设备10上的uwb定位信号发射器11是否向外部发射uwb定位信号，只要基站20通电，则设置在基站20上的uwb定位信号接收器21都处于开通状态，以便随时检测uwb定位信号。只有当uwb定位信号接收器21接收到来自自主移动设备10的uwb定位信号时，才向下继续执行后续步骤。
62.在步骤s125中，当基站20上的uwb定位信号接收器21接收到来自自主移动设备10的uwb定位信号之后，基站20的计算模块22基于uwb定位信号确定自主移动设备10的位置，并基于自主移动设备10的位置确定充电方向。其中，充电方向既可以是基于接收到uwb定位信号的方向计算得到的自主移动设备10在发射该uwb定位信号时的方向/位置(即，前文中的第一方向)，也可以是在根据接收到uwb定位信号的方向计算得到的自主移动设备10在发射该uwb定位信号时的方向/位置的基础上，再估算自主移动设备10经过预估时间te之后的下一时刻的方向/位置(即，前文中的第二方向)。然后执行步骤s130。
63.下面示例性地对步骤s125进行详细的描述。
64.在一些实施例中，设置于自主移动设备10上的uwb定位信号发射器11里的定位标签发出uwb定位信号，被基站20上的uwb定位信号接收器21上设置的多个不同天线所接收，基站20上的计算模块22可以计算该多个不同天线接收到定位标签发出的uwb定位信号的时间差，并根据时间差定位法(tdoa：time difference of arrival)计算得到定位标签的坐标，即自主移动设备10的坐标，从而得到自主移动设备10的位置。
65.具体地，基站20上的uwb定位信号接收器21上设置的多个不同天线的数量至少为3个，也可以为4个或更多个。若天线数量为3个，则可以计算出平面2d空间的定位标签的坐标；若天线数量为4个或更多个，则可以计算出立体3d空间的定位标签的坐标。由于自主移动设备10通常是在二维平面上运动的智能设备，因此将天线的数量设置为3个已足够计算自主移动设备10在平面上的二维坐标位置。当然，也可以通过tof(time of flight，飞行时间测距法)、toa(到达时间)、aoa(到达角度或称为doa估计)等定位技术以及上述技术的混合技术作为计算定位标签的坐标位置的定位算法。利用uwb技术进行室内定位的技术具有以下特点：频带为3.1-10.6ghz，带宽大于500mhz；时域上表现为时间极短的脉冲；与其它无
线设备共存性好；功耗低，发射占空比低；对瑞利衰落不敏感；穿透性强，定位精度高。由于uwb进行室内定位的技术的定位精度较高，因此适合室内自主移动设备10的精准定位。
66.在计算得到自主移动设备10的位置之后，基站20的计算模块22可以根据计算得到的自主移动设备10的位置(即上述定位标签的坐标位置)来设定/调整充电方向。在有的实施例中，基站20的计算模块22可以直接将上述自主移动设备10的位置作为充电方向。在其它实施例中，基站20在计算得到上述自主移动设备10的位置之后，进一步考虑到自主移动设备10在工作区域平面上不断移动，即充电方向也是在一定范围内实时变化的，则基站20可以在后续实时地调整充电方向以对自主移动设备10进行更有效的充电。
67.在确定了充电方向之后，执行步骤s130。
68.在步骤s130中，基站20的供电模块23朝向充电方向发射充电波，以对自主移动设备10进行充电。
69.在执行完步骤s130后，接着执行步骤s140。
70.在步骤s140中，响应于基站20朝向充电方向发射充电波，自主移动设备10的充电模块12接收基站20发射的充电波并进行充电，其中，充电模块12能够将充电波中所承载的能量转换为电能并储存在为自主移动设备10供电的充电电池中。比如，充电波可以是定向发射的微波、射频、激光或其它高能电磁波，其通过自主移动设备10上的充电模块12接收相应形式的充电波并将其转换为直流电为自主移动设备10的充电电池进行充电。示例性地，也可以采用磁共振方式进行本公开涉及的远距离无线充电，比如在基站20的供电模块22和自主移动设备10的充电模块12上分别设置两个振动频率相同的谐振电路(可以分别称为发射谐振电路和接收谐振电路)，在需要发射充电波时，对发射谐振电路通电使其振荡，则与之振动频率相同的接收谐振电路会因磁共振效应也产生电流，电流就这样被隔空传送，从而实现远距离无线充电。通过磁共振方式可以对距离基站几米范围内的自主移动设备进行远距离无线充电。示例性地，也可以在基站上设置半导体光放大器件，并由该半导体光放大器件产生的高功率红外光作为定向发射的充电波，对几米甚至十几米范围内的自主移动设备进行充电，并且由于作为充电波的红外光自身不产生电磁波，从而能够避免电磁污染对人体的危害。本公开不限定充电波的具体形式。
71.目前市场上广泛应用的无线充电设备(比如将手机放在充电器的电磁线圈上进行无线充电)基本都是基于电磁感应技术，这种无线充电技术仅适用于近距离(接收端与发射端间距仅为几毫米至几厘米)，因为其不仅要求接收端与发射端之间的间隔距离非常小，同时对于摆放的位置也有较高要求。不同于这种近距离非插入式无线充电，本公开的远距离无线充电为空间传输型非接触无线充电，通过将能量发射单元和能量接受单元分别设置在相距较远的基站20的供电模块22和自主移动设备10的充电模块12上，使得自主移动设备10在距离基站20较远的范围(比如从0.1米至10米)能接收到基站20上供电模块22发出的充电波，实现自主移动设备在室内空间运行中的自由充电。
72.以上实施例采用uwb定位信号确定自主移动设备相对于基站的相对位置，由于uwb定位精度高，定位距离远，相较于现有技术中的自主移动设备只有运行至基站处并将自主移动设备的充电触点与基站的充电触片对准才能对自主移动设备进行充电，本公开的基站根据自主移动设备所发射的uwb定位信号确定出自主移动设备的位置并基于自主移动设备的位置确定出充电方向，然后基站朝向所确定出的充电方向发射充电波，自主移动设备能
够接收到该充电波并利用所接收到的充电波进行充电，由此，可以实现基站对自主移动设备的远距离非接触式充电，而无需自主移动设备运行至基站处并将自主移动设备的充电触点与基站的充电触片对准。
73.下面示例性地对步骤s125中确定充电方向的方式进行更为详细的描述。
74.在一些实施例中，充电方向为基于uwb定位信号确定的自主移动设备10发出uwb定位信号时的方向/位置，即第一方向。在另一些实施例中，充电方向为从自主移动设备发射uwb定位信号后经过了预估时间te之后的下一时刻自主移动设备10的方向/位置，即第二方向，其中，预估时间te表示从自主移动设备10发射uwb定位信号时起到基站20发射充电波为止的时间。例如，自主移动设备10在t1时刻发射的uwb定位信号在t2时刻被基站20的uwb定位信号接收器21接收到，然后发送给计算模块22并由计算模块22计算得到自主移动设备10在t1时刻的方向/位置并向供电模块23发出指令的时刻为t3，再考虑到供电模块23发出的充电波到达自主移动设备10的时间(约等于(t2-t1))，则自主移动设备10接收到充电波的t4时刻是：t4＝t1+(t2-t1)
×
2+(t3-t2)＝t1+(t2-t1)+(t3-t1)＝t2+t3
–
t1。则预估时间te＝t4-t1＝t2+t3
–2×
t1。由于自主移动设备10在发射uwb定位信号之后可能仍在继续移动，则可以根据自主移动设备10的移动速度计算出其在预估时间te内运行的范围，从而根据自主移动设备10在发出uwb定位信号时的方向/位置确定出其在t4时刻的方向/位置，即第二方向。将充电方向调整到该第二方向，向自主移动设备10的当前方向/位置发射充电波。
75.在一些实施例中，预估时间te也可以采用经验值，比如通过多次试验检测从自主移动设备10发射uwb定位信号时起到基站20发射充电波的时间得到te经验值。在另一些实施例中，可以根据自主移动设备10发射uwb定位信号之后的各步骤所消耗的时间来计算预估时间te，比如根据理论计算uwb定位信号由自主移动设备10发出到被基站20接收的时间t01(在上述实施例中，t01＝t2-t1；根据t01＝l/c计算，l近似为自主移动设备10到基站20的距离，按照通常室内空间距离可以估算得到，比如平均为5米；c为光速)、基站20的计算模块22计算确定自主移动设备10的方向/位置后向供电模块23发出指令并被供电模块23处理、由供电模块23向充电方向发射充电波的时间t02(在上述实施例中，t02＝t3-t2；可以根据软硬件的延时计算或根据经验值设定)、基站20的供电模块23发出的充电波到达自主移动设备10的时间(忽略在如此短时间内自主移动设备10的位移，则该时间约等于t01)，加起来得到预估时间te。本公开对预估时间的计算方法不做限制。
76.在一些实施例中，对计算预估时间te后自主移动设备10可能出现的第二方向进行描述如下：可以将自主移动设备10的通常运行速度v预先输入计算模块22中，或由计算模块22根据多次接收到uwb定位信号之间和方向变化及时间差计算得到自主移动设备10的近期运行速度v，再根据上述预估时间te计算自主移动设备10可能的方向/位置。由于自主移动设备10是在地面上运行的平面运行设备，因此在预估时间te内可能到达的位置仅在一个很小的选择范围内，即以基站20面向的第一方向为中心，向其左右两侧的v
×
te范围内为自主移动设备10可能存在的区域。例如，可以向该区域发射充电波或向指向该区域内的不同角度分别发射充电波，若充电波在该区域内的某个方向被自主移动设备10接收到(该方向即为实测的第二方向)，则根据下文将要描述的计算充电效率的方法能够判断出自主移动设备10在第二方向接收到了充电波，或由自主移动设备10通过反馈信息告知基站20其在该第二方向接收到了充电波。在自主移动设备10继续运行的过程中，可以按上述公式v
×
te继续
多次或实时计算自主移动设备10可能存在的区域，并向该区域内的可能方向或多个方向发出充电波，基于充电效率或反馈信息等方法实时判断和调整充电波的发射方向，从而实现自主移动设备10在运动中的远距离无线充电。
77.通过以上实施例，能够得到预估时间之后自主移动设备10相对于基站20的第二方向，并根据第二方向调整充电方向。由此，例如能够确保充电波的方向始终朝向自主移动设备10，提高了充电的成功率和效率；并能为运行中的自主移动设备10进行实时充电。
78.充电控制方法的实施例二：
79.图2b示出了根据示例性实施例的包括充电请求操作的充电控制方法的流程图。在一些实施例中，可以在充电控制方法的实施例一的基础上，在步骤s110中由自主移动设备10发射uwb定位信号之前执行步骤s010，由自主移动设备10的处理模块14判断是否符合充电预设条件；只有判断为符合充电预设条件，才执行步骤s110。
80.在有的实施例中，充电预设条件可以至少包括以下条件之一：自主移动设备10的剩余电量小于或等于第一电量阈值；自主移动设备10的运行里程大于或等于里程阈值；自主移动设备10的运行时间大于或等于时间阈值；自主移动设备10对工作区域的已覆盖面积大于或等于面积阈值；自主移动设备10对工作区域的已覆盖面积与当前工作区域的面积之比大于或等于比例阈值。例如，第一电量阈值可以为20％，自主移动设备10可以经由处理模块14在剩余电量小于或等于20％时判断为符合充电预设条件。例如，里程阈值可以为1000米，自主移动设备10可以经由处理模块14在上次充电完成后自启动至运行到当前位置已经运行了等于或超过1000米的情况下判断为符合充电预设条件。例如，时间阈值可以为1小时，自主移动设备10可以经由处理模块14在上次充电完成后自启动起至运行到当前时刻已经持续运行了等于或超过1小时的情况下判断为符合充电预设条件。例如，面积阈值可以为40m2(平方米)，自主移动设备10可以经由处理模块14在上次充电完成后自启动至运行到当前位置已覆盖的工作区域的面积等于或超过40m2的情况下判断为符合充电预设条件。例如，比例阈值可以为50％，自主移动设备10可以经由处理模块14在上次充电完成后自启动至运行到当前位置已覆盖的工作区域的面积与工作区域总面积的比值等于或超过50％的情况下判断为符合充电预设条件。
81.上述多个充电预设条件可以单独使用，也可以将上述多个充电预设条件组合使用，比如按顺序依次设置组合的充电预设条件为：条件(1)自主移动设备10对当前工作区域的已覆盖面积与当前工作区域的总面积之比大于或等于比例阈值，条件(2)自主移动设备10对工作区域的已覆盖面积大于或等于面积阈值；则在自主移动设备10尚未建立完整地图的情况下无法得知工作区域的总面积，因此无法得到已覆盖面积与当前工作区域的总面积之比，也就无法通过条件(1)对是否应当充电进行判断，此时可以根据条件(2)判断自主移动设备10对工作区域的已覆盖面积是否大于或等于面积阈值。
82.若在步骤s010中判断为不符合充电预设条件，则继续判断是否符合充电预设条件；若在步骤s010中判断为符合充电预设条件，则接下来执行步骤s110、s120、s125、s130和s140，即，在判断为符合充电预设条件的情况下，可以执行上述实施例一。受篇幅所限，在此不再赘述步骤s110、s120、s125、s130和s140。
83.通过上述实施例，判断是否需要对自主移动设备10进行充电(即，判断是否符合充电预设条件)，只有在判断为需要对自主移动设备10进行充电的情况下，自主移动设备10才
进行步骤s110从而发射uwb定位信号，并进行后续的步骤；若自主移动设备10不发射uwb定位信号，基站20当然不会收到uwb定位信号，因此自然不会发射充电波，因而可以通过自主移动设备10是否发射uwb定位信号来控制基站20是否发射充电波。这样，相较于无论是否需要对自主移动设备10进行充电、自主移动设备10都发射uwb定位信号，上述实施例仅在需要对自主移动设备10进行充电时自主移动设备10才发射uwb定位信号，由此能够避免自主移动设备10在不必要的时候发射uwb定位信号，从而能够节省能量并减少自主移动设备10对外的电磁辐射。
84.充电控制方法的实施例三：
85.uwb定位信号一般能绕过很多障碍物，因此通常无法通过uwb定位信号自身来检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物。而如果基站20与自主移动设备10之间存在障碍物，则该障碍物会阻挡基站20发射的充电波进而导致无法对自主移动设备10进行正常充电；同时如果该障碍物是金属，则该金属会被充电并发热甚至可能引发火灾，若该障碍物是生物体(比如人或动物)，则充电波会对该生物体造成损伤，因此需要避免在基站20与自主移动设备10之间存在障碍物的情况下对自主移动设备10进行充电。这就需要另外的侦测二者之间是否存在障碍物的方式。
86.在一些实施例中，可以在充电控制方法的实施例一的基础上，请参阅图2d，在步骤s110中由自主移动设备10发射uwb定位信号之后，在步骤s120中基站20接收到该uwb定位信号后，再在步骤s121中由基站20来检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物，在检测到自主移动设备10与基站20之间不存在障碍物的情况下，依次执行步骤s125、s130和s140。关于步骤s125、s130和s140的描述，可参阅实施例一，此处不再赘述。
87.在某些实施例中，基站20可以在接收到uwb定位信号之后，发射定向信号，并根据是否接收到自主移动设备10所发送的包括接收到该定向信号的反馈信息来检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物。若接收到该反馈信息，则基站20检测为自主移动设备10与基站20之间不存在障碍物，步骤s121中判断为“否”，依次执行步骤s125、s130和s140；反之，若基站20没有接收到该反馈信息，则可能是自主移动设备10与基站20之间存在障碍物或者自主移动设备10与基站20相距太远使得自主移动设备10未接收到基站20发射的定向信号，这两种情况都不适合发出充电波，当然也有可能是网络不通导致基站20无法接收到反馈信息，但为保险起见，基站20可以停止发射充电波或改变充电波的发射方向。
88.具体地，在实施例一的基础上，在步骤s120的基站20接收自主移动设备10所发射的uwb定位信号之后，由基站20发射定向信号以检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物，在自主移动设备10检测到该定向信号的情况下，自主移动设备10通过无线通信模块移动端16经由无线网络将包括接收到该定向信号的反馈信息发送出去；在无线通信模块基站端25接收到该反馈信息并从中解析出定向信号的相关信息的情况下，在步骤s130中由基站20朝向充电方向发射充电波。基站20可以通过执行步骤s130之前的步骤s125来确定充电方向，或者直接以定向信号的方向(通常也就是uwb定位信号的方向)作为充电方向。示例性地，基站20发射随时间在不同方向上扫描的定向信号，该定向信号是直线传播的电磁波，例如激光、或带有聚焦装置的光发射器/光源；自主移动设备10检测到定向信号，并将检测到定向信号的结果包含在反馈信息中。该反馈信息通过无线网络发送给基站20。通过反馈信息中所包含的自主移动设备10接收到定向信号的反馈，基站20的计算模块22可以确定
自主移动设备10与基站20之间不存在障碍物。
89.在其它实施例中，在自主移动设备10发送uwb定向信号的同时或之后，自主移动设备10可以发射探测信号，基站20可以根据是否接收到该探测信号来检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物。若接收到该探测信号，则基站20检测为自主移动设备10与基站20之间不存在障碍物，步骤s121中判断为“否”，依次执行步骤s125、s130和s140；反之，若没有接收到该探测信号，则可能是自主移动设备10与基站20之间存在障碍物或者自主移动设备10与基站20相距太远使得基站20未检测到该探测信号，这两种情况都不适合发出充电波，基站20可以停止发射充电波或改变充电波的发射方向。
90.具体地，请参阅图2b，可以在充电控制方法的实施例一的基础上，在步骤s110中由自主移动设备10发射uwb定位信号的同时或之后，执行步骤s210：从自主移动设备10上的探测信号发射器13实时地发射探测信号，以检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物。在步骤s220中，基站20的探测信号接收器24判断是否接收到来自自主移动设备10的探测信号；当基站20接收到该探测信号时，说明自主移动设备10与基站20之间没有被障碍物阻挡，此时可以执行上述实施例一的后续步骤，比如步骤s130的由基站20朝向充电方向发射充电波，从而实现对自主移动设备10的安全充电。当然在步骤s220中判断为接收到来自自主移动设备10的探测信号的情况下，也可以执行其它实施例的后续步骤，这些后续步骤会在其它实施例中加以介绍。基站20可以在步骤s130之前的步骤s125中确定充电方向，或者在步骤s125中直接以上述探测信号的方向(通常也就是uwb定位信号的方向)作为充电方向。在一些实现方式中，探测信号可以是直线传播的电磁波，例如，激光或带有聚焦装置的光发射器/光源等，通过检测该直线传播的探测信号来判断自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物。在一些实现方式中，自主移动设备10上的探测信号发射器13发出周向探测信号。示例性地，探测信号发射器13可以发射呈360
°
范围的扫描信号，例如，机械式激光雷达发出的测距激光。在另一些实现方式中，探测信号发射器13可以同时发出周向信号，例如，设置在自主移动设备10的顶部的点光源同时向水平面周围发出的360
°
圆周信号。
91.由于在基站20和自主移动设备10之间存在诸如生物体或金属物体等的障碍物的情况下，该障碍物会阻挡自主移动设备10的探测信号发射器13所发射的探测信号，从而导致基站20通常无法检测到该探测信号，反之，在基站20和自主移动设备10之间不存在障碍物的情况下，基站20可能能够检测到该探测信号(自主移动设备10与基站20的距离在设定范围内)，因此，基站20可以根据是否检测到探测信号来判断基站20和自主移动设备10之间是否存在诸如生物体或金属物体的障碍物，进而控制是否继续朝向自主移动设备10发射充电波或者暂停发射充电波或者改变充电波的发射方向。
92.示例性的，如果基站20在步骤s220中判断为没有检测到该探测信号(步骤s220为“否”)，则表示基站20和自主移动设备10之间存在障碍物或者自主移动设备10与基站20相距太远使得基站20未检测到该探测信号，基站20停止发射充电波或改变充电波的发射方向。反之，如果基站20在步骤s220中判断为检测到该探测信号(步骤s220为“是”)，则表示基站20和自主移动设备10之间不存在障碍物，基站20继续朝向自主移动设备10发射充电波。
93.本公开对检测基站20和自主移动设备10之间是否存在障碍物的方式不作具体限制，只要是能够检测基站20和自主移动设备10之间是否存在障碍物的方式，应均在本公开的关于判断自主移动设备与基站之间是否存在障碍物的权利要求的保护范围内。
94.如上述多个实施例中介绍的，通过由基站20发射定向信号或由自主移动设备10发射探测信号来检测自主移动设备10与基站20之间是否存在障碍物，并在检测到基站20和自主移动设备10之间存在障碍物的情况下基站20停止发射充电波或改变充电波的发射方向，可以防止作为障碍物的金属被充电并发热甚至可能引发火灾、以及防止作为障碍物的生物体被充电波损伤，从而消除远距离无线充电的安全风险。
95.充电控制方法的实施例四：
96.在一些实施例中，可以在充电控制方法的实施例一、实施例二和/或实施例三的基础上，请参阅图2b，在步骤s110中由自主移动设备10发射uwb定位信号之后，在步骤s120中基站20接收到该uwb定位信号后，再由基站20执行步骤s310，判断自主移动设备10与基站20之间的距离是否符合距离预设条件；若判断为符合所述距离预设条件，则执行后续的充电波发射步骤s130。
97.在有的实施例中，距离预设条件至少包括以下条件之一：自主移动设备10与基站20之间的距离小于或等于距离阈值；基站20与自主移动设备10之间的距离小于其它基站20’与自主移动设备10之间的距离。例如，基于自主移动设备10的工作区域，设定距离阈值为5米，如果自主移动设备10与基站20之间的距离小于或等于5米，则基站20判断为符合距离预设条件。例如，在存在多个可以对自主移动设备10进行充电的基站20的情况下，若自主移动设备10和正在发射充电波的基站20之间的距离小于自主移动设备10和另一基站20’之间的距离，则基站20判断为符合距离预设条件，此时，该基站20是距离该自主移动设备10更近的基站，可由该基站20对自主移动设备10进行充电。在步骤s310中，若判断为符合距离预设条件，则接下来由基站20执行步骤s130；若判断为不符合距离预设条件，则基站20停止对自主移动设备10进行的充电或改由其它符合距离预设条件的基站例如基站20’对自主移动设备10进行充电。
98.充电控制方法的实施例五：
99.在有的实施例中，在自主移动设备10已经开始接收充电波进行充电之后，还进行关于停止充电预设条件的判断并在符合停止充电预设条件的情况下停止充电。换言之，在一些实施例中，可以在充电控制方法的实施例一、实施例二、实施例三和/或实施例四的基础上，请参阅图2b，在步骤s140中由自主移动设备10开始接收充电波进行充电之后，再由自主移动设备10执行步骤s410，判断是否符合停止充电预设条件，在判断为符合停止充电预设条件的情况下，再由自主移动设备10在步骤s420中向基站20发送充电停止请求，响应于基站20经由无线网络接收到该充电停止请求，基站20在步骤s430中停止发射充电波，以停止对自主移动设备10进行的充电。
100.下面示例性地对步骤s410-s430中的停止充电操作进行更为详细的描述。
101.在步骤s410中，自主移动设备10的处理模块14判断是否需要停止充电(即，是否符合停止充电预设条件)。在有的实施例中，停止充电预设条件至少包括以下条件之一：自主移动设备10的当前电量等于或大于第二电量阈值；自主移动设备10和基站20之间的距离等于或大于距离阈值；自主移动设备10和基站20之间的距离大于自主移动设备10和其它基站20’之间的距离；以及自主移动设备10和基站20之间存在障碍物。例如，第二电量阈值可以为90％，可以在自主移动设备10的当前电量等于或大于90％时，自主移动设备10判断为符合停止充电预设条件；当然该第二电量阈值也可以设置为100％，此时在自主移动设备10的
当前电量等于100％时判断为符合停止充电预设条件。例如，距离阈值可以为5米，在自主移动设备10距正在发射充电波的基站20的距离等于或大于5米的情况下，自主移动设备10判断为符合停止充电预设条件；关于判断自主移动设备10与基站20之间的距离大于自主移动设备10与其它基站20’之间的距离的示例可参见上述实施例四的相关描述；关于判断自主移动设备10与基站20之间存在障碍物的示例可参见上述实施例三的相关描述，此处均不再赘述。在一些实施例中，停止充电预设条件还可以包括自主移动设备10的充电效率等于或低于充电效率阈值(例如60％)。具体地，在一些实施例中，若充电效率等于或低于充电效率阈值，则判断为符合停止充电预设条件，并执行相关动作：停止充电或改变充电方向。若执行停止充电的步骤，则可以：关闭自主移动设备10的uwb定位信号发射器11，使其不再发射uwb定位信号；或者通过无线网络向基站20发送用于请求基站20停止对自主移动设备10进行充电的充电停止请求。在其它一些实施例中，也可以统计充电失败次数并将充电失败次数作为停止充电预设条件：若充电效率等于或低于充电效率阈值，则可以确定为一次充电失败，并对充电失败次数进行计数；并且当所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值(例如5次)时，则判断为符合停止充电预设条件，并执行上述的相关动作。上述多个停止充电预设条件可以单独使用，也可以将上述多个停止充电预设条件组合使用。
102.停止充电可以是诸如以下的操作方式：自主移动设备10不再发射uwb定位信号从而使基站20无法确定自主移动设备10的方向；或自主移动设备10的无线通信模块移动端16经由无线网络向基站20所发送的反馈信息包括停止充电信息(也称为停止充电请求)，无线通信模块基站端25接收到停止充电信息后，指示供电模块23停止发射充电波；或在自主移动设备10上设置有探测信号发射器13的情况下，关闭探测信号发射器13，此时对应于基站20的停止充电预设条件应包括检测到自主移动设备10与基站20之间存在障碍物，则在基站20没有接收到探测信号的情况下，判断为符合停止充电预设条件，进而停止发射充电波，从而实现停止充电。
103.若在步骤s410中由自主移动设备10判断为符合停止充电预设条件，则接着执行后续步骤。
104.在步骤s420中，自主移动设备10的无线通信模块移动端16经由无线网络向无线通信模块基站端25发送包括停止充电请求的反馈信息以请求基站20结束供电过程。或者，在步骤s420中，也可以直接向uwb定位信号发射器11发出指令使其停止发射uwb定位信号。
105.在步骤s430中，基站20响应于经由无线网络接收到来自自主移动设备10的充电停止请求而停止发射充电波，从而停止对自主移动设备10进行充电，或改变充电方向。在一些实施例中，可以根据自主移动设备10的充电功率与基站20发射充电波的发射功率之比来计算充电效率；若判断为充电效率等于或小于充电效率阈值(比如小于或等于60％)，则表示充电波并没有充分地用于对自主移动设备10进行充电，因此基站20可以停止发射充电波，避免能源浪费以及可能的对金属或生命体的错误充电带来的危险。充电效率过低可能是由于：基站20与自主移动设备10之间的位置或距离等因素而使得基站20朝向充电方向发射的充电波不能被自主移动设备10有效地接收到，所以基站20也可以通过改变充电方向，使充电波能够更有效地被移动中的自主移动设备10接收到。
106.在一些实施例中，可以根据自主移动设备10的充电功率与基站20发射充电波的发射功率之比计算充电效率；若充电效率等于或小于充电效率阈值(比如小于或等于60％)，
则确定为一次充电失败，在后续的发射充电波的同时继续计算充电效率，比如按照一定频率或设定条件计算充电效率，并对充电失败次数进行计数，若所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值，则表示充电波并没有充分地用于对自主移动设备10进行充电，因此基站20可以停止发射充电波，避免能源浪费以及可能的对金属或生命体的错误充电带来的危险。当然也可以改变充电方向，使充电波能够更有效地被移动中的自主移动设备10接收到。
107.请参阅图2c，在步骤s130的基站20朝向充电方向发射充电波之后，在步骤s140中由自主移动设备10开始接收充电波进行充电之后，再由自主移动设备10执行步骤s150，判断自主移动设备10的充电效率是否等于或小于充电效率阈值，并在判断为充电效率等于或小于充电效率阈值的情况下，由自主移动设备10在步骤s160中改变基站20对自主移动设备10进行的充电处理。
108.在某些实施例中，改变基站20对自主移动设备10进行的充电处理可以包括如下任一方式：自主移动设备10停止发射uwb定位信号；自主移动设备10向基站20发送停止充电请求，其中基站20响应于接收到停止充电请求而停止发射充电波或改变充电方向；自主移动设备10停止发射探测信号，如实施例三所述的，基于探测信号能够判断自主移动设备10和基站20之间是否存在障碍物。
109.相应地，在基站20接收到充电停止请求、或基站20未接收到uwb定位信号、或基站20未接收到探测信号(对应于实施例三的步骤s220)的情况下，若对应于步骤s430的改变充电方向的措施，可以通过实施例一中的步骤s125确定充电方向的多种方式以改变充电方向。此处不再赘述。
110.在一些实施例中，如图2e所示，在步骤s130的基站20朝向充电方向发射充电波之后，在步骤s140中由自主移动设备10开始接收充电波进行充电之后，再由自主移动设备10执行步骤s141，将其自身的充电功率通过无线网络向周围发射或通过在自主移动设备10上安装的集束信号发射器向基站20定向发射，而基站20执行步骤s143，接收自主移动设备10发射的充电功率。基站20接收充电功率的方式与自主移动设备10发射其充电功率的方式相匹配，若自主移动设备10将其充电功率包括在反馈信息中并由无线通信模块移动端16通过无线网络向周围的空间发射，则基站20采用无线通信模块基站端25接收该反馈信息并从中提取充电功率；若自主移动设备10通过集束信号发射器将充电功率作为集束信号内容朝向基站20的方向(即充电方向的反方向)发射，则基站20可采用相应的接收器接收。在基站20接收到该充电功率的情况下，执行步骤s145，计算所述自主移动设备10的充电效率，所述充电效率为所述自主移动设备10的充电功率与所述基站20发射所述充电波的发射功率之比；然后基站20执行步骤s150，判断自主移动设备10的充电效率是否等于或小于充电效率阈值，并在判断为充电效率等于或小于充电效率阈值的情况下，执行步骤s160，由基站20改变对自主移动设备10进行的充电处理。该充电处理可以是基站20停止发射充电波或改变充电方向；若将充电效率等于或小于所述充电效率阈值的情况确定为充电失败，则充电处理也可以是先对充电失败次数进行计数，在所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值的情况下，则基站20停止发射充电波或改变充电方向。
111.充电控制方法的实施例六：
112.需要说明的是，通过对比充电效率与充电效率阈值从而判断基站是否停止发射充电波或改变充电方向，而不需要限定具体的确定充电方向的方式。也就是说，即使不采用例
如实施例五的由uwb定位信号确定自主移动设备10相对于基站20的相对位置/方向的形式，只要自主移动设备能够成功接收到充电波并进行充电，则其后续步骤都可以通过对比充电效率与充电效率阈值从而判断基站是否停止发射充电波或改变充电方向。具体参见图2f所示的流程图，在自主移动设备10执行完步骤s140的成功接收充电波进行充电之后，执行后续步骤s141、s143、s145、s150和s160，关于这些步骤的说明，为行文简洁，可参阅实施例五中关于这些步骤的相关描述，此处不再赘述。示例性地，具体的确定充电方向的方式举例如下：
113.在一些实施例中，自主移动设备上可以具有识别特征，相应地，在基站上可以设置摄像头或激光测距仪等识别模块，基站通过识别模块识别自主移动设备上的识别特征来确定充电方向，进而向充电方向发射充电波，并由自主移动设备成功接收该充电波进行充电。示例性地，所述识别特征可以是能被摄像头识别的具有视觉可识别的颜色对比度的几何图案或空间三维图案，或者是至少部分的自主移动设备的轮廓/形状；所述识别特征还可以是能被激光测距仪识别的由至少两种反射率的不同材质在水平方向上交替排布构成的条形码或棋盘格。
114.在一些实施例中，可以通过定向信号确定自主移动设备相对于基站的相对方向。比如由基站发射定向信号，并且由自主移动设备检测该定向信号，若自主移动设备检测到该定向信号，则通过无线网络告知基站接收到了该定向信号，则基站可以确定自主移动设备的充电方向，进而向充电方向发射充电波，并由自主移动设备成功接收该充电波进行充电。当然也可以由自主移动设备发射定向信号，当基站接收到该定向信号后，根据定向信号确定自主移动设备的方向(即充电方向)，进而向充电方向发射充电波，并由自主移动设备成功接收该充电波进行充电。
115.在一些具有建图能力的自主移动设备的实施例中，还可以通过自主移动设备通过无线网络向基站发送其自身坐标位置使基站可以基于自主移动设备的坐标位置来确定充电方向，进而向充电方向发射充电波，并由自主移动设备成功接收该充电波进行充电。
116.本实施例六对充电方向的确定方式不作具体限制，只要能够确定充电方向且使得自主移动设备接收到基站发射的充电波并进行充电，应均在本实施例六的技术方案所限定的保护范围内。
117.通过以上实施例，在基站对自主移动设备进行充电的期间(即，自基站朝向充电方向发射充电波、并且自主移动设备开始接收充电波进行充电时起)，通过上述充电控制方法，能够在适当的情况下改变基站对自主移动设备进行的充电处理例如停止发射充电波或改变充电方向，由此能够提高充电的安全性和/或节省能量。
118.充电控制方法的实施例七：
119.在一些实施例中，可能存在可以对自主移动设备10进行充电的多个基站。图3示出根据示例性实施例的自主移动设备与多个基站的示意图。自主移动设备10可以经由无线网络向各个基站发送包括用于识别目标基站的识别信息的反馈信息，各个基站在接收到反馈信息之后，自身根据所接收到的包括识别信息的反馈信息来判断自己是否为目标基站，从而实现从多个基站中选择目标基站。通常，为了提高充电效率和安全性，希望能够利用与自主移动设备10距离最近且之间没有障碍物遮挡的基站来对自主移动设备10进行充电。
120.图4示出根据示例性实施例的在具有多个基站的情况下充电操作的流程图。
121.当存在多个基站时，在有的实施例中，选择最近的基站进行充电而非多个基站一起充电，由此，不仅能够减少充电能量的衰减，而且还能够降低对生物充电的风险。当然，也可以由与自主移动设备10均比较接近的多个基站同时对自主移动设备10进行充电，从而缩短充电时间。
122.当基站在步骤s120中接收到uwb定位信号之后，执行步骤s510，由接收到uwb定位信号的基站的计算模块22利用uwb定位技术计算自主移动设备10上的定位标签(即uwb定位信号发射器11)至该基站上的多个(至少三个，也可以有四个或更多个)不同天线的时间，并计算定位标签发射的uwb定位信号到该基站的所述多个天线之间的多个时间差，然后计算该多个时间差的平均值，作为uwb定位信号从定位标签至该基站的平均时间，并将多个基站各自的平均时间经由无线网络发送给自主移动设备10。
123.在步骤s520中，自主移动设备10接收各个基站经由无线网络所发送的平均时间。
124.在执行完上述步骤s520之后，接着执行下述步骤s530。
125.在步骤s530中，在自主移动设备10在设定时间段内接收到各个基站发回的各自的平均时间的情况下，自主移动设备10的处理模块14再根据自主移动设备10与该各个基站之间是否存在障碍物的信息，选择目标基站，即将与自主移动设备10之间不存在障碍物的、且与自主移动设备10相距最近的基站(也就是接收到uwb定位信号的平均时间最短的基站)作为目标基站。在一些实施例中，接收到各个平均时间的自主移动设备10的处理模块14比较各个基站各自的平均时间，找出对应于平均时间最短的基站，将该基站确定为目标基站。也就是说，将距离自主移动设备10最近的基站确定为目标基站。因此，自主移动设备10可以根据所接收到的平均时间作为上述条件之一来选择潜在的目标基站。
126.在步骤s540中，自主移动设备10的无线通信模块移动端16经由无线网络向各个基站的无线通信模块基站端25持续地发送包括所选择的目标基站的识别信息的反馈信息。基站相应的识别信息是指被基站接收后能够由该基站自我识别从而将其从若干其它基站区别出来的信息，例如可以是基站的设备id号、名称、编号或其它唯一识别该基站的信息。
127.在一些实施例中，反馈信息可以是包括距离自主移动设备10最近的基站的识别信息的报文。报文的形式例如可以是128字节的报文，其中前8字节为报头校验位用以确定报文自身的开头，第二个8字节为自主移动设备10的信息，第三个8字节为需要响应的基站的信息，第四个8字节为该基站上需要发射充电波的方向信息或方向代码，后面的字节为校验位；当然也可以将其中的一些字节设置为特别的信息，比如用不同选定位置的多个字节表示自主移动设备的方向或坐标位置、和/或充电功率信息、和/或充电停止请求、和/或指示基站是否发出充电波的指令信息、和/或目标基站的识别信息等。以上说明仅为示例，本公开不限制反馈信息的具体形式。
128.在步骤s550中，基站的无线通信基站端25经由无线网络接收来自自主移动设备10的反馈信息。
129.无线通信模块移动端16可以经由无线网络持续地发出包含识别信息的反馈信息，无线通信模块基站端25可以持续地接收反馈信息并通过验证报文的报头校验位及其中的识别信息来判断该基站是否被选中为目标基站，以确定该基站是否需要发射充电波。此外，在后续步骤中，如果报头校验位以及识别信息均确定无误，则可以根据报文中第四个8字节的方向信息来确定充电方向，或根据基站确定的uwb定位信号的方向直接确定充电方向，或
基于上述其它实施例中介绍的其它方式确定充电方向；在能够由基站接收反馈信息的实施例中(比如上述的实施例三)，若无线通信模块基站端25在某个时刻未接收到反馈信息或接收到的反馈信息中包含的识别信息与该基站不符，则不再发射充电波。
130.在步骤s560中，各个基站自身根据接收到的包括识别信息的反馈信息中的识别信息来进行自我识别，以判断该基站自身是否被选择为目标基站。在一些实施例中，各个基站根据报文形式的反馈信息第三个8字节中的识别信息来确定该基站是否被选择为目标基站。若判断为自身是目标基站，则步骤s560判断为“是”，接下来执行步骤s570；若判断为自身不是目标基站，则步骤s560判断为“否”，则继续接收反馈信息并继续识别其中的识别信息。
131.在步骤s570中，目标基站朝向充电方向发射充电波。在一些实施例中，可以如以上实施例所述地确定充电方向。
132.因此，可以采用图4所示的方法来选择目标基站，并且在选择出目标基站之后，可以在自主移动设备10和所选择的目标基站之间分别执行如参照图2b所描述的方法。
133.随着自主移动设备10的移动，对目标基站的选择可能发生变化。例如，当前进行充电的基站可能不再是距离自主移动设备10最近的基站，或者当前进行充电的基站与自主移动设备10之间出现障碍物，则需要选择新的基站作为目标基站。在一些实施例中，自主移动设备10持续地发射uwb定位信号，各个基站也持续地接收uwb定位信号并计算各自的所述平均时间，持续更新自主移动设备10与各个基站的时间和距离信息，并结合障碍物信息更新对目标基站的选择以及相应的识别信息；然后自主移动设备10持续地经由无线网络发送包括更新的识别信息的反馈信息。各个基站持续地接收反馈信息并进行自我识别。如果当前不进行充电的基站根据更新的识别信息确定为其被选择为目标基站，则如以上实施例所述地开始发射充电波。如果当前正在进行充电的基站根据更新的识别信息确定为其不再是目标基站，则停止发射充电波。由此，可以确保通过距离自主移动设备最近且与自主移动设备之间不存在障碍物的基站来对自主移动设备进行充电，进一步提高了充电的安全性和效率。
134.在一些实施例中，目标基站的数量可能不限于1个，即，目标基站的数量可以为两个或两个以上，同时，目标基站是按照目标基站与自主移动设备之间的相对距离小于多个基站中除目标基站以外的其它基站与自主移动设备之间的相对距离的原则从多个基站中选择出的基站，因此目标基站的数量小于多个基站的总数。由此，目标基站的数量可以为两个或两个以上、但小于多个基站的总数。另外，各目标基站与自主移动设备之间的相对距离应均小于多个基站中除目标基站以外的其它基站与自主移动设备之间的相对距离。
135.对于存在多个目标基站的情况，可以利用处于预设优先级顺序的目标基站来对自主移动设备进行充电；或者，可以利用符合要求的多个目标基站同时对自主移动设备进行充电，以缩短充电时间；或者，可以将多个目标基站中的最近的一个目标基站设置为主目标基站、并将其余目标基站设置为从目标基站，所有目标基站同时对自主移动设备进行充电，但主目标基站发射的充电波功率最大，而从目标基站发射的充电波功率较小，以实现缩短充电时间同时尽可能降低安全风险和能量损耗。
136.示例性地，上述实施例的各步骤都可以是循环执行的。在此种情况下，上述的平均时间、位置、uwb定位信号都可以是实时进行计算或发射的，所有反馈信息都可以是持续发
送的，充电方向也可以是实时、持续调整的，充电波的发射可以是实时判断和发射的。因此，自主移动设备10可以在移动的同时，基站实时地朝向所计算出的充电方向对自主移动设备10进行充电。并且由于uwb定位技术精度较高，结合本发明中可以实现实时、持续地调整充电方向，则可以以较高的效率进行远距离充电。
137.上述多个实施例可以以任意组合方式、以任意组合数量进行叠加，本发明不进行具体限制。
138.在一些实施例中，还提供了非易失性计算机可读存储介质或程序产品，该计算机可读存储介质或程序产品中包括的指令可以在处理器上执行以完成上述充电控制方法。处理器包括但不限于专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其它电子元件等。
139.在一些实施例中，还提供了非易失性计算机可读存储介质或程序产品，该计算机可读存储介质或程序产品中包括的指令可以在处理器上执行以完成上述充电控制方法。处理器包括但不限于专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其它电子元件等。
140.关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
141.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种充电控制方法，应用于自主移动设备，其特征在于，包括：发射步骤，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；以及充电步骤，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。2.一种充电控制方法，应用于基站，其特征在于，包括：接收步骤，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；定位步骤，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射步骤，用于朝向所述充电方向发射充电波。3.一种充电控制方法，其特征在于，包括：自主移动设备接收到基站发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电；所述自主移动设备发出其充电功率；所述基站接收所述自主移动设备发出的充电功率；所述基站计算所述自主移动设备的充电效率，所述充电效率为所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比；所述基站判断所述自主移动设备的充电效率是否等于或小于充电效率阈值；以及若所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值，则所述基站停止发射所述充电波或改变充电方向，或若所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值，则确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数；若所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值，则所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向。4.一种充电控制方法，应用于自主移动设备，其特征在于，包括：发射步骤，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；检测步骤，用于检测是否接收到所述基站所发射的定向信号；发送步骤，用于若检测到从所述基站发射的所述定向信号，则通过无线网络向所述基站发送针对所述定向信号的反馈信息；以及充电步骤，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。5.一种充电控制方法，应用于基站，其特征在于，包括：接收步骤，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；判断步骤，用于判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物；定位步骤，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射步骤，用于若判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物，则朝向所述充电方向发射充电波。6.一种充电控制装置，应用于自主移动设备，其特征在于，包括：发射模块，用于发射超宽带定位信号即uwb定位信号，其中基于所述uwb定位信号能够
使基站确定所述自主移动设备的位置；以及充电模块，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。7.一种充电控制装置，应用于基站，其特征在于，包括：接收模块，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；定位模块，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射模块，用于朝向所述充电方向发射充电波。8.一种充电控制装置，应用于自主移动设备，其特征在于，包括：充电模块，用于接收基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电；以及充电功率发射模块，用于发出所述自主移动设备的充电功率。9.一种充电控制装置，应用于基站，其特征在于，包括：充电波发射模块，用于朝向充电方向发射充电波；充电功率接收模块，用于接收自主移动设备的充电功率；计算模块，用于计算所述自主移动设备的充电效率，所述充电效率为所述自主移动设备的充电功率与所述基站发射所述充电波的发射功率之比；判断模块，用于判断所述自主移动设备的充电效率是否等于或小于充电效率阈值；以及决策模块，用于在所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值的情况下，所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向，或在所述充电效率等于或小于所述充电效率阈值的情况下，确定为充电失败，并对充电失败次数进行计数；响应于所计数的充电失败次数大于或等于次数阈值，所述基站停止发射所述充电波或改变所述充电方向。10.一种充电控制装置，应用于基站，其特征在于，包括：接收模块，用于接收自主移动设备所发射的超宽带定位信号即uwb定位信号；判断模块，用于判断所述自主移动设备与所述基站之间是否存在障碍物；定位模块，用于基于所述uwb定位信号确定所述自主移动设备的位置、基于所述自主移动设备的位置确定充电方向；以及充电波发射模块，用于若判断为所述自主移动设备和所述基站之间不存在障碍物，则朝向所述充电方向发射充电波。

技术总结
本公开涉及一种充电控制方法及充电控制装置。该充电控制方法包括：发射步骤，用于发射超宽带定位信号即UWB定位信号，其中基于所述UWB定位信号能够使基站确定所述自主移动设备的位置；以及充电步骤，用于接收所述基站朝向基于所述自主移动设备的位置的充电方向发射的充电波，并且利用所接收到的充电波进行充电。由此，可以实现基站对自主移动设备的远距离非接触式充电，而无需自主移动设备运行至基站处并将自主移动设备的充电触点与基站的充电触片对准。电触片对准。电触片对准。


技术研发人员：张一茗 安惠中 沈亚非
受保护的技术使用者：速感科技（北京）有限公司
技术研发日：2022.03.03
技术公布日：2023/9/13