申请/专利权人：歌尔股份有限公司

申请日：2017-09-27

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN107685334B

主分类号：B25J11/00

分类号：B25J11/00;B25J19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.03.13#实质审查的生效;2018.02.13#公开

摘要：本发明公开了一种服务机器人充电方法及服务机器人。该方法包括：采集充电桩的声源产生的音频信号；根据采集的音频信号确定声源的方向；控制机器人主体向声源的方向移动，缩短机器人主体与充电桩之间的距离；判断红外接收器阵列是否接收到充电桩的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；在红外接收器阵列接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电桩的方向移动，以使机器人主体的充电部件对接至充电桩的充电接触件。可见，本发明用声源定位的方式实现对充电桩的方向的粗略确定，不必要求充电桩必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电桩的方向的精确定位，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。

主权项：1.一种服务机器人充电方法，其特征在于，包括：采集充电桩的声源产生的音频信号；根据所述采集的音频信号确定所述声源的方向；控制所述机器人主体向所述声源方向移动，缩短机器人主体与所述充电桩之间的距离；判断红外接收器阵列是否接收到所述充电桩的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；在所述红外接收器阵列接收到所述红外脉冲信号时，根据所述红外脉冲信号控制所述机器人主体向所述充电桩的方向移动，以使所述机器人主体的充电部件对接至所述充电桩的充电接触件；通过设置在所述机器人主体上的麦克风阵列采集所述充电桩的声源产生的音频信号；所述根据采集的音频信号确定所述声源的方向，包括：通过包络检波器确定所述麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度；根据所述各个麦克风采集的音频信号的强度确定所述声源的方向；所述根据所述各个麦克风采集的音频信号的强度确定所述声源的方向，包括：从所述各个麦克风采集的音频信号中选择强度最大的第一音频信号和强度次大的第二音频信号；其中，所述麦克风阵列中包括四个麦克风，且所述四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°；根据如下公式确定所述声源的方向： 其中，α为所述声源的方向，P1为所述第一音频信号的强度，P2为所述第二音频信号的强度，α为所述声源与采集到第一音频信号的强度的麦克风所成的夹角。

全文数据：_种服务机器人充电方法和服务机器人技术领域[0001]本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种服务机器人充电方法和服务机器人。背景技术[0002]随着机器人技术的逐渐成熟，工业机器人已经开始大批量使用，用来替代工厂中的操作工，提高生产的效率与准确率。在民用领域，服务机器人向用户提供接待、送餐等多种服务。服务机器人中最典型的是扫地机器人，帮助用户对家居环境进行清理。[0003]扫地机器人包括扫地机器人本体以及充电粧。在实际应用中，扫地机器人在房间里运动，完成清理工作；而充电粧是固定的。当扫地机器人判断电量低于预设阈值时，通过导航技术回到充电粧进行充电。[0004]现有的机器人充电有多种解决方案，但现有的解决方案成本高、实用性差。具体地：[0005]现有的第一种机器人充电解决方案是在机器人本体上增加设置激光雷达器件，基于即时定位与地图构建（simultaneouslocalizationandmapping，SLAM导航方法，获取充电粧的位置，进而实现机器人充电。该解决方案要求在机器人主体上增加激光雷达器件，成本高。[0006]现有的第二种机器人充电解决方案是通过蓝牙、无线网、超宽带等无线技术，在室内布置多个基站，通过三角定位的方法实现机器人充电。该解决方案要求在室内布置多个基站，成本尚，实用性差。[0007]现有的第三种机器人充电解决方案需要在室内的地面增加设置磁条，在机器人主体上增加设置磁性传感器，使得机器人主体可以沿着磁条运动，顺利导航到充电粧。该解决方案要求用户修改室内装修，实用性差。发明内容[0008]为了解决现有的机器人导航充电方案成本高、实用性差的问题，本发明提供了一种服务机器人充电方法和服务机器人。[0009]第一方面，本发明提供一种服务机器人充电方法，包括：[0010]采集充电粧的声源产生的音频信号；[0011]根据采集的音频信号确定声源的方向；[0012]控制机器人主体向声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离；[0013]判断红外接收器阵列是否接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；[0014]在红外接收器阵列接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，以使机器人主体的充电部件对接至充电粧的充电接触件。[0015]可选地，该方法还包括：[0016]在红外接收器阵列未接收到红外脉冲信号时，再次采集充电粧的声源产生的音频信号，并根据音频信号再次确定声源的方向，并控制机器人主体向声源的方向移动；[0017]控制机器人主体向声源的方向移动包括:控制机器人主体以预设步长向声源的方向移动预设距离。[0018]可选地，通过设置在机器人主体上的麦克风阵列采集充电粧的声源产生的音频信号；[0019]根据采集的音频信号确定声源的方向，包括：[0020]通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度；[0021]根据各个麦克风采集的音频信号的强度确定声源的方向。[0022]可选地，充电粧的声源产生的音频信号的频率小于预设频率阈值；[0023]在通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度之前，该方法还包括：[0024]通过低通滤波器对麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号进行滤波；[0025]相应地，通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度，包括：[0026]通过包络检波器确定各个滤波后的音频信号的强度。[0027]可选地，根据各个麦克风采集的音频信号的强度确定声源的方向，包括：[0028]从各个麦克风采集的音频信号中选择强度最大的第一音频信号和强度次大的第二音频信号；[0029]其中，麦克风阵列中包括四个麦克风，且四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°;[0030]根据如下公式确定声源的方向：[0031][0032]其中，α为声源的方向，Pl为第一音频信号的强度，P2为第二音频信号的强度。[0033]可选地，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，包括：[0034]通过红外接收器阵列中的第一红外接收器接收充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号，通过红外接收器阵列中的第二红外接收器接收充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号，其中，第一红外发射器与第二红外发射器的发射频率不同；[0035]根据第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定充电粧的方向；[0036]根据充电粧的方向控制机器人主体向充电粧的方向移动。[0037]可选地，在采集充电粧的声源产生的音频信号之前，该方法还包括：[0038]判断机器人主体的电量；[0039]若判断机器人主体的电量小于预设电量阈值，则采集充电粧的声源产生的音频信号；[0040]在采集充电粧的声源产生的音频信号时，向机器人主体的电机发送关闭指令，控制关闭机器人主体的电机。[0041]第二方面，本发明提供一种服务机器人，包括:音频信号采集器、处理器和红外接收器阵列，音频信号采集器、红外接收器阵列分别与处理器相连；[0042]音频信号采集器用于采集充电粧的声源产生的音频信号，并将音频信号发送至处理器；[0043]红外接收器阵列用于接收充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，并将红外脉冲信号发送至处理器；[0044]处理器用于根据音频信号采集器采集的音频信号确定声源的方向；[0045]控制机器人主体向声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离；[0046]判断红外接收器阵列是否接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；[0047]在红外接收器阵列接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，以使机器人主体的充电部件对接至充电粧的充电接触件。[0048]可选地，处理器还用于：[0049]在红外接收器阵列未接收到红外脉冲信号时，再次采集充电粧的声源产生的音频信号，并根据音频信号再次确定声源的方向，并控制机器人主体向声源的方向移动；[0050]控制机器人主体向声源的方向移动包括:控制机器人主体以预设步长向声源的方向移动预设距离。[0051]可选地，音频信号采集器为麦克风阵列，麦克风阵列中包括四个麦克风，且四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°。[0052]可选地，红外接收器阵列包括第一红外接收器和第二红外接收器；[0053]第一红外接收器用于接收充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号；[0054]第二红外接收器用于接收充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号；[0055]其中，第一红外发射器与第二红外发射器的发射频率不同；[0056]处理器具体用于：[0057]根据第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定充电粧的方向；[0058]根据充电粧的方向控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动。[0059]可选地，还包括依次连接的选择开关、低通滤波器和包络检波器；[0060]选择开关的输入端与音频信号采集器相连，输出端与低通滤波器相连，控制端与处理器相连，音频信号采集器采集的音频信号经选择开关由低通滤波器进行处理；[0061]低通滤波器用于将对音频信号采集器采集的音频信号进行滤波；[0062]包络检波器用于确定音频信号采集器采集的音频信号的强度，将所述音频信号的强度发送至所述处理器；[0063]处理器进一步用于根据音频信号的强度确定声源的方向。[0064]本发明的有益效果是，本发明实施例在充电粧位置处设置音频发声装置，通过机器人主体采集充电粧的声源产生的音频信号，以声源定位的方式确定充电粧的大致方向，控制机器人主体向充电粧所在声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离，能实现远距离定位导航，不受空间障碍物的影响；结合红外接收器阵列接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，能实现近距离精确定位，完成机器人主体的充电部件和充电粧的充电接触件的准确对接。本发明用声源定位的方式实现对充电粧方向的粗略确定，音频信号可在空间中进行反射传播，不会被障碍物遮挡，不必要求充电粧必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电粧方向的精确定位，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。附图说明[0065]图1为本发明一个实施例的服务机器人充电方法的流程示意图；[0066]图2为本发明另一个实施例的服务机器人充电方法的流程示意图；[0067]图3为本发明一个实施例的确定声源的方向的原理图；[0068]图4为本发明一个实施例的确定充电粧的方向的原理图；[0069]图5为本发明一个实施例的服务机器人的原理框图；[0070]图6为本发明一个实施例的音频发射电路的结构示意图；[0071]图7为本发明另一个实施例的服务机器人的原理框图。具体实施方式[0072]为了解决或部分解决背景技术中提出的技术问题，本申请的发明人想到在充电粧位置处设置音频发声装置，通过机器人主体采集充电粧的声源产生的音频信号，以声源定位的方式确定充电粧的大致方向，控制机器人主体向充电粧所在声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离，能实现远距离定位导航，不受空间障碍物的影响；结合红外接收器阵列接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，能实现近距离精确定位，完成机器人主体的充电部件和充电粧的充电接触件的对接。用声源定位的方式实现对充电粧方向的粗略确定，音频信号可在空间中进行反射传播，不会被障碍物遮挡，从而不必要求充电粧必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电粧方向的精确定位，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。[0073]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。[0074]图1为本发明一个实施例的服务机器人充电方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例的服务机器人充电方法包括：[0075]Sll:采集充电粧的声源产生的音频信号；[0076]需要说明的是，本发明实施例的充电粧设置有音频发声装置，音频发声装置作为声源向外发射音频信号；机器人主体上设置有音频信号采集器，用于采集充电粧的声源产生的音频信号。[0077]S12:根据采集的音频信号确定声源的方向；[0078]S13:控制机器人主体向声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离；[0079]S14:判断红外接收器阵列是否接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；[0080]S15:在红外接收器阵列接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，以使机器人主体的充电部件对接至充电粧的充电接触件。[0081]可理解的是，本发明实施例充电粧上设置有红外发射器阵列，向外发射红外脉冲信号，机器人主体上设置有红外接收器阵列，接收红外发射器阵列发射的红外脉冲信号。在判断红外接收器阵列接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号的频率和强度确定充电粧的方向。[0082]本发明实施例提供的服务机器人充电方法，在充电粧位置处设置音频发声装置，通过机器人主体采集充电粧的声源产生的音频信号，以声源定位的方式确定充电粧的大致方向，控制机器人主体向充电粧所在声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离，能实现远距离定位导航，不受空间障碍物的影响;结合红外接收器阵列接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，能实现近距离精确定位，完成机器人主体的充电部件和充电粧的充电接触件的准确对接。本发明用声源定位的方式实现对充电粧方向的粗略确定，，音频信号可在空间中进行反射传播，不会被障碍物遮挡，不必要求充电粧必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电粧方向的精确定位，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。[0083]需要说明的是，声源定位的方式精度较低，只能根据声源的方向实现对充电粧的方向的粗略确定，为了保证机器人主体的充电部件对接至充电粧的充电接触件，需要根据红外接收器阵列接收到的红外脉冲信号准确确定充电粧的方向，完成机器人主体的充电部件与充电粧的充电接触件的对接。[0084]在本发明实施例的一种可选的实施方式中，如图2所示该方法还包括：[0085]S26:在红外接收器阵列未接收到红外脉冲信号时，再次采集充电粧的声源产生的音频信号，并根据音频信号再次确定声源的方向，并控制机器人主体向声源的方向移动。[0086]可理解的是，当判断红外接收器阵列未接收到红外脉冲信号时，说明需要继续采用声源定位的方式缩短机器人主体与充电粧之间的距离；由于声音在空间中传播存在各种反射，声源定位的精度较低，因而机器人主体移动过程中需要经历多次声源定位一向声源的方向移动一再次声源定位的过程。[0087]在实际应用中，可以在机器人主体移动过程中实时判断红外接收器阵列是否接收到红外脉冲信号，也可以在符合预设的条件时（比如以60S为周期，即距离上次判断经过60S进行判断，本发明对此不作限制。[0088]图2中的步骤S22-S25与图1中的SI2-S15相同，在此不再赘述。[0089]在一种可选的方式中，控制机器人主体向声源的方向移动包括:控制机器人主体向声源的方向移动预设距离，还可以是:控制机器人主体以预设步长向声源的方向移动预设距离。[0090]需要说明的是，本发明实施例可根据机器人主体距充电粧的距离控制机器人主体向声源的方向移动预设距离。优选地，可根据机器人主体距充电粧的距离以预设步长向声源的方向移动预设距离，减少机器人主体与障碍物碰撞的概率，提高移动过程中的稳定性。[0091]在实际应用中，预设步长可设置为10cm-20cm，预设距离可设置为40cm-60cm。[0092]在本发明的一种实施例中，机器人主体上设置有麦克风阵列，通过麦克风阵列采集充电粧的声源产生的音频信号。[0093]需要说明的是，通过麦克风阵列采集音频信号是一种可选的实施方式，本发明还可以采用其他音频采集器采集音频信号，实现定位。[0094]根据采集的音频信号确定声源的方向，包括：[0095]通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度；[0096]根据各个麦克风采集的音频信号的强度确定声源的方向。[0097]为了减轻充电粧发出的声音对人耳的干扰，并提高机器人在确定声源方向时的准确性，将充电粧的声源产生的音频信号的频率设置为小于预设频率阈值的音频信号，即充电粧的声源产生低频音频信号。如此设计，还能延长音频信号的声波覆盖的范围，传播距离更远。[0098]在通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度之前，该方法还包括：[0099]通过低通滤波器对麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号进行滤波；[0100]相应地，通过包络检波器确定麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度，包括：[0101]通过包络检波器确定各个滤波后的音频信号的强度。[0102]可理解的是，本发明实施例的充电粧的声源产生低频音频信号，通过低通滤波器对麦克风阵列采集的音频信号进行滤波，只允许频率小于预设频率阈值的音频信号通过，排除外部声音（比如房间内的冰箱、电视机等声音）的干扰，包络检波器根据滤波后的音频信号能更准确地获得音频信号的强度，从而更准确地确定声源的方向。在实际应用中，预设频率阈值可设为50-100HZ，人耳并不能感知到此频率范围的声音，减轻声音对人耳的干扰。[0103]具体地，根据确定的各个麦克风采集的音频信号的强度确定声源的方向，包括：[0104]从各个麦克风采集的音频信号中选择强度最大的第一音频信号和强度次大的第二音频信号；[0105]根据第一音频信号和第二音频信号的强度计算声源的方向。[0106]以下以四麦克风阵列为例，对声源方向的计算方式进行详细说明。[0107]麦克风阵列中包括四个麦克风，且四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°，实际应用时，四个麦克风按90度间隔分布在机器人主体位于同一圆周上的侧面位置。[0108]根据如下公式确定声源的方向：[0109][0110]其中，α为所述声源的方向，Pl为所述第一音频信号的强度，P2为所述第二音频信号的强度。[0111]如图3所示，本发明实施例的麦克风阵列中包括四个麦克风（1，2,3,4，四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风的夹角为90°。在四个麦克风组成的平面上，以四个麦克风所在圆周的中心点作为坐标原点建立直角坐标系，其中麦克风1和麦克风3的连线作为坐标系的y轴，麦克风2和麦克风4的连线作为坐标系的X轴，并分别以麦克风1、麦克风2所在方向为正轴方向。假设从如图3所示的方向传来低频音频信号，则此时，麦克风3和麦克风4接收到的信号强度较小，而麦克风1和麦克风2接收到的信号强度相对较大，假设麦克风1采集的音频信号强度最大，对应信号强度Pl，麦克风2采集的音频信号强度次大，对应信号强度P2,则可根据三角关系采用上述的公式确定声源的方向α麦克风1和y轴的夹角）。[0112]可理解的是，上述实施例仅仅是本发明的一种优选实施例，在实际应用中，麦克风阵列中麦克风的数量不限于4个，也可以是其他数量，本发明对此不作限制。在实际应用中，麦克风阵列中的各个麦克风采用全向性麦克风;全向性麦克风能等量接收各个方向的声音，提高声源定位的准确性。[0113]进一步地，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，包括：[0114]通过红外接收器阵列中的第一红外接收器接收充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号，通过红外接收器阵列中的第二红外接收器接收充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号，其中，第一红外发射器与第二红外发射器的发射频率不同；[0115]根据第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定充电粧的方向；[0116]根据声源的方向控制机器人主体向充电粧的方向移动。[0117]以下结合图4具体说明本发明实施例根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动的具体过程：[0118]充电粧设置有红外发射器A和红外发射器B，红外发射器A和红外发射器B可设置在充电粧的背离充电粧固定位置的一侧的表面，如将充电粧固定在墙体上，则红外发射器A和红外发射器B可设置充电粧背离墙体的正面;红外发射器A的发射频率为1000Hz，红外发射器B的发射频率为3000Hz;机器人主体的红外接收器阵列包括红外接收器a和红外接收器b，红外接收器a和红外接收器b可以设置在机器人主体的同一侧，用于接收空间中的红外脉冲信号。在机器人完全正对充电粧，进行正常充电时，红外接收器a接收红外发射器A发射的红夕卜脉冲信号，红外接收器b接收红外发射器B发射的红外脉冲信号。若判断出红外接收器a接收到很强的3000Hz红外脉冲信号，而接收到很小的1000Hz的红外脉冲信号，说明机器人主体相对充电粧的位置偏右，需要机器人主体往左移动。类似地，若判断出红外接收器b接收到很强的1000Hz红外脉冲信号，而接收到很小的3000Hz的红外脉冲信号，说明机器人主体相对充电粧的位置偏左，需要机器人主体往右移动。最理想的情况是机器人主体与充电粧完全正对，红外接收器a只接收到1000Hz的红外脉冲信号，红外接收器b只接收到3000Hz的红外脉冲信号。[0119]实际使用时，由于机器人主体需要充电时才需要移动到充电粧的位置，在本发明的一种实施例中，在采集充电粧的声源产生的音频信号之前，如图2所示，该方法还包括：[0120]S20:判断机器人主体的电量是否小于预设电量阈值；[0121]S21:若判断机器人主体的电量小于预设电量阈值，则采集充电粧的声源产生的音频信号。[0122]在实际应用中，机器人主体可根据内设的电压检测电路判断机器人当前电量是否小于预设电量阈值。若判断机器人主体的电量小于预设电量阈值，则向充电粧发送音频播放指令，控制充电粧的音频发声装置产生音频信号。[0123]在实际应用中，还可在充电粧中设置定时器，通过定时器控制音频发声装置的开关。定时器的取值与机器人主体的续航时间相关，一般设定为续航时间的80%。例如，机器人主体的续航时间在30分钟左右，可以把定时器设置为25分钟，当机器人主体离开充电粧工作25分钟后，定制器控制充电粧的音频发声装置的开关闭合，产生音频信号让机器人主体导航返回。[0124]为了避免机器人自身电机带来的噪声干扰，提高机器人在确定声源方向时的准确性，在本发明的一种实施方式中，在采集充电粧的声源产生的音频信号时，向机器人主体的电机发送关闭指令，控制关闭机器人主体的电机。[0125]图5为本发明一个实施例的服务机器人的结构示意图。如图5所示，本发明实施例的服务机器人包括：音频信号采集器51、处理器52和红外接收器阵列53,音频信号采集器51、红外接收器阵列53分别与处理器52相连；[0126]音频信号采集器51用于采集充电粧的声源产生的音频信号，并将音频信号发送至处理器52;[0127]红外接收器阵列53用于接收充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，并将红外脉冲信号发送至处理器52;[0128]处理器52用于根据音频信号采集器51采集的音频信号确定声源的方向；[0129]控制机器人主体向声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离；[0130]判断红外接收器阵列53是否接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；[0131]在红外接收器阵列53接收到红外脉冲信号时，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，以使机器人主体的充电部件对接至充电粧的充电接触件。[0132]本发明实施例提供的服务机器人，在充电粧位置处设置音频发声装置，通过机器人主体采集充电粧的声源产生的音频信号，以声源定位的方式确定充电粧的大致方向，控制机器人主体向充电粧所在声源的方向移动，缩短机器人主体与充电粧之间的距离，能实现远距离定位导航，不受空间障碍物的影响；结合红外接收器阵列接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，能实现近距离精确定位，完成机器人主体的充电部件和充电粧的充电接触件的准确对接。本发明用声源定位的方式实现对充电粧方向的粗略确定，音频信号可在空间中进行反射传播，不会被障碍物遮挡，不必要求充电粧必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电粧方向的精确定位，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。[0133]进一步地，该服务机器人还包括与音频信号采集器相连的包络检波器；[0134]该包络检波器用于确定音频信号采集器采集的音频信号的强度；[0135]处理器52进一步用于:根据音频信号的强度确定声源的方向。[0136]优选地，充电粧的声源产生的音频信号的频率小于预设频率阈值；[0137]该服务机器人还包括低通滤波器，该低通滤波器设置在音频信号采集器与包络检波器之间，用于对音频信号采集器采集的音频信号进行滤波。[0138]在实际应用中，充电粧的音频发声装置包括音频发射电路。为产生频率小于预设频率阈值的音频信号，可采用文式电桥震荡电路，成本低。如图6所示，文式电桥震荡电路包括正反馈电路、负反馈电路以及运算放大器，R3和Rf两个电阻串联组成负反馈电路，负反馈电路接在运算放大器的输出端Vciut和反相输入端V-之间，其作用使得运算放大器自激；电阻R1和电容C1并联，电阻R2和电容C2串联，1?1、、1?2和：2组成正反馈电路，正反馈电路接在运算放大器的输出端Vciut和同相输入端V+之间，其作用就是滤波、选频，使得整个震荡电路向外输出所需的频率信号。[0139]在本发明实施例的一种可选的实施方式中，与图5中的服务机器人类似，处理器52还用于：[0140]在红外接收器阵列53未接收到红外脉冲信号时，再次采集充电粧的声源产生的音频信号，并根据音频信号再次确定声源的方向，并控制机器人主体向声源的方向移动；[0141]控制机器人主体向声源的方向移动包括:控制机器人主体以预设步长向声源的方向移动预设距离。具体地，音频信号采集器为麦克风阵列，麦克风阵列中包括四个麦克风，且四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°。[0142]处理器进一步用于从各个麦克风采集的音频信号中选择强度最大的第一音频信号和强度次大的第二音频信号；[0143]根据如下公式确定所述声源的方向：[0144][0145]其中，α为所述声源的方向，Pl为所述第一音频信号的强度，P2为所述第二音频信号的强度。[0146]具体地，红外接收器阵列53包括第一红外接收器和第二红外接收器；[0147]第一红外接收器用于接收充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号；[0148]第二红外接收器用于接收充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号；[0149]其中，第一红外发射器与第二红外发射器的发射频率不同；[0150]所述处理器具体用于：[0151]根据第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定充电粧的方向；[0152]根据充电粧的方向控制机器人主体向充电粧的方向移动。[0153]图7为本发明另一个实施例的服务机器人的结构示意图。如图7所示，本发明实施例的服务机器人除音频信号采集器71、处理器72和红外接收器阵列73外，还包括依次连接的选择开关74、低通滤波器75和包络检波器76;[0154]选择开关74的输入端与音频信号采集器71相连，输出端与低通滤波器75相连，控制端与处理器72相连，音频信号采集器71采集的音频信号经选择开关74由低通滤波器75进行处理；[0155]低通滤波器75用于对音频信号采集器71采集的音频信号进行滤波；[0156]包络检波器76用于确定音频信号采集器采集的音频信号的强度，将音频信号的强度发送至处理器；[0157]处理器72进一步用于根据音频信号的强度确定声源的方向。[0158]在实际应用中，音频信号采集器71包括麦克风阵列。可理解的是，以麦克风阵列中包括4个麦克风为例，处理器72向选择开关74发送选通信号，选择开关74根据选通信号从4个麦克风采集的四路音频信号选择某一路音频信号进行处理，选中的某路音频信号输入至低通滤波器75进行滤波处理;选择开关74分别选中各路音频信号，通过低通滤波器75分别对各路音频信号进行滤波处理。[0159]通过低通滤波器75对麦克风阵列采集的音频信号进行滤波，只允许频率小于预设频率阈值的音频信号通过，排除外部声音比如房间内的冰箱、电视机等声音的干扰，包络检波器76根据滤波后的音频信号能更准确地获得音频信号的强度，从而处理器能更准确地确定声源的方向。[0160]在本发明实施例的一种可选的实施方式中，由于机器人主体需要充电时才需要移动到充电粧的位置，处理器还用于在采集充电粧的声源产生的音频信号之前，判断机器人主体的电量；[0161]相应地，音频信号采集器进一步用于当判断机器人主体的电量小于预设电量阈值时，采集充电粧的声源产生的音频信号。[0162]进一步地，为了减少充电粧发出的声音对人耳的干扰，并提高机器人在确定声源方向时的准确性，处理器还用于在音频信号采集器采集充电粧的声源产生的音频信号时，向机器人主体的电机发送关闭指令，控制关闭机器人主体的电机。[0163]需要说明的是，本发明实施例的服务机器人的工作过程与前述服务机器人充电方法的各实施例对应相同，上文已有详细说明，在此不再赘述。[0164]综上所述，根据本发明的技术方案，在充电粧位置处设置音频发声装置，通过机器人主体采集充电粧的声源产生的音频信号，以声源定位的方式控制机器人主体向充电粧所在声源的方向移动，能缩短机器人主体与充电粧之间的距离;结合红外接收器阵列接收到充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，根据红外脉冲信号控制机器人主体向充电粧的方向移动，完成机器人主体的充电部件和充电粧的充电接触件的对接。本发明用声源定位的方式实现对充电粧方向的粗略定位，音频信号可在空间中进行反射传播，不会被障碍物遮挡，不必要求充电粧必须放在开阔的地带，通过红外脉冲信号实现对充电粧方向的精确确定，提高了服务机器人充电的实用性，且成本较低。[0165]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种服务机器人充电方法，其特征在于，包括：采集充电粧的声源产生的音频信号；根据所述采集的音频信号确定所述声源的方向；控制所述机器人主体向所述声源方向移动，缩短机器人主体与所述充电粧之间的距离；判断红外接收器阵列是否接收到所述充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；在所述红外接收器阵列接收到所述红外脉冲信号时，根据所述红外脉冲信号控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动，以使所述机器人主体的充电部件对接至所述充电粧的充电接触件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述红外接收器阵列未接收到所述红外脉冲信号时，再次采集所述充电粧的声源产生的音频信号，并根据所述音频信号再次确定声源的方向，并控制所述机器人主体向所述声源的方向移动；所述控制机器人主体向所述声源的方向移动包括:控制所述机器人主体以预设步长向所述声源的方向移动预设距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过设置在所述机器人主体上的麦克风阵列采集所述充电粧的声源产生的音频信号；所述根据采集的音频信号确定所述声源的方向，包括：通过包络检波器确定所述麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度；根据所述各个麦克风采集的音频信号的强度确定所述声源的方向。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充电粧的声源产生的音频信号的频率小于预设频率阈值；在所述通过包络检波器确定所述麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度之前，所述方法还包括：通过低通滤波器对所述麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号进行滤波；相应地，所述通过包络检波器确定所述麦克风阵列中各个麦克风采集的音频信号的强度，包括：通过包络检波器确定各个滤波后的音频信号的强度。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个麦克风采集的音频信号的强度确定所述声源的方向，包括：从所述各个麦克风采集的音频信号中选择强度最大的第一音频信号和强度次大的第二音频信号；其中，所述麦克风阵列中包括四个麦克风，且所述四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°;根据如下公式确定所述声源的方向：其中，α为所述声源的方向，Pl为所述第一音频信号的强度，P2为所述第二音频信号的强度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述红外脉冲信号控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动，包括：通过所述红外接收器阵列中的第一红外接收器接收所述充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号，通过所述红外接收器阵列中的第二红外接收器接收所述充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号，其中，所述第一红外发射器与所述第二红外发射器的发射频率不同；根据所述第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定所述充电粧的方向；根据所述充电粧的方向控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集充电粧的声源产生的音频信号之前，所述方法还包括：判断所述机器人主体的电量；若判断所述机器人主体的电量小于预设电量阈值，则采集充电粧的声源产生的音频信号；在所述采集充电粧的声源产生的音频信号时，向所述机器人主体的电机发送关闭指令，控制关闭所述机器人主体的电机。8.—种服务机器人，其特征在于，包括:音频信号采集器、处理器和红外接收器阵列，所述音频信号采集器、所述红外接收器阵列分别与所述处理器相连；所述音频信号采集器用于采集充电粧的声源产生的音频信号，并将所述音频信号发送至所述处理器；所述红外接收器阵列用于接收所述充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号，并将所述红外脉冲信号发送至所述处理器；所述处理器用于根据所述音频信号采集器采集的音频信号确定所述声源的方向；控制所述机器人主体向所述声源的方向移动，缩短机器人主体与所述充电粧之间的距离；判断所述红外接收器阵列是否接收到所述充电粧的红外发射器阵列发射的红外脉冲信号；在所述红外接收器阵列接收到所述红外脉冲信号时，根据所述红外脉冲信号控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动，以使所述机器人主体的充电部件对接至所述充电粧的充电接触件。9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述处理器还用于：在所述红外接收器阵列未接收到所述红外脉冲信号时，再次采集所述充电粧的声源产生的音频信号，并根据所述音频信号再次确定声源的方向，并控制所述机器人主体向所述声源的方向移动；所述控制机器人主体向所述声源的方向移动包括:控制所述机器人主体以预设步长向所述声源的方向移动预设距离。10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述音频信号采集器为麦克风阵列，所述麦克风阵列中包括四个麦克风，且所述四个麦克风位于同一个圆周内，每两个麦克风之间的夹角为90°。11.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述红外接收器阵列包括第一红外接收器和第二红外接收器；所述第一红外接收器用于接收所述充电粧的第一红外发射器发射的红外脉冲信号；所述第二红外接收器用于接收所述充电粧的第二红外发射器发射的红外脉冲信号；其中，所述第一红外发射器与所述第二红外发射器的发射频率不同；所述处理器具体用于：根据所述第一红外接收器和第二红外接收器接收到的红外脉冲信号的频率和强度确定所述充电粧的方向；根据所述充电粧的方向控制所述机器人主体向所述充电粧的方向移动。12.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，还包括依次连接的选择开关、低通滤波器和包络检波器；所述选择开关的输入端与所述音频信号采集器相连，输出端与所述低通滤波器相连，控制端与所述处理器相连;所述音频信号采集器采集的音频信号经所述选择开关由所述低通滤波器进行处理；所述低通滤波器用于对所述音频信号采集器采集的音频信号进行滤波；所述包络检波器用于确定所述音频信号采集器采集的音频信号的强度，将所述音频信号的强度发送至所述处理器；所述处理器进一步用于根据所述音频信号的强度确定所述声源的方向。

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