CN110543178A - 一种机器人回充方法及其系统、机器人及充电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人技术领域,公开一种机器人回充方法及其系统、机器人及充电站。其中,机器人回充方法包括:在检测到机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;根据当前位置及充电位置,规划行走路径;根据行走路径,控制机器人行走至充电位置并与最优充电站进行充电。因此,本实施例能够及时发现电量不足的机器人,并将此类机器人自动送回充电站进行充电,避免耗费大量人力物力,并且能够及时为机器人充电,减少人工参与的维护时间,相对地提高机器人的工作时间,进而提高机器人的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种机器人回充方法及其系统、机器人及充电站。
背景技术
随着人们生活水平不断地提高以及交通工具不断地发展,越来越多用户选择高铁或飞机等先进交通工具作为代步工具,机场和高铁站在各国各省市均已成为常见的交通乘坐点。
然而,机场及高铁站的覆盖面积通常比较宽广,结构布局也比较复杂,并且,通常出行行李都比较多或者比较重,乘客需要携带行李步行较远的路程才能到达安检口或乘机口或站台,容易错过航班或车次。于是,市面逐渐出现一些运输行李的智能设备,有效地减轻人们携带行李行走的负荷。
一般的,智能设备诸如机场服务机器人、智能行李车等的运行需要耗费大量用电,当智能设备电量不够时,智能设备需要提前发出电量不足的预警信息,以便人工推回智能设备至充电桩进行充电,并且,即便有预警信息,人工也难以及时发现智能设备的电量不足并及时对其进行处理,因此,容易造成智能设备的利用率低。并且,由于现有智能设备需要人工的参与方可完成充电,因此,其需要耗费大量人力物力,不利于节约成本。
发明内容
本发明实施例一个目的旨在提供一种机器人回充方法及其系统、机器人及充电站,提高机器人的利用率。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供以下技术方案:
在第一方面,本发明实施例提供一种机器人回充方法,包括:
在检测到所述机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取所述机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;
根据所述当前位置及所述充电位置,规划行走路径;
根据所述行走路径,控制所述机器人行走至所述充电位置并与所述最优充电站进行充电。
在第二方面,本发明实施例提供一种机器人,包括:
第一定位标签,用于发送定位信号;
第一无线通信模块;
传感器组件,用于采集环境信息;
电源模块,包括第二充电端子,所述电源模块用于存储并提供电能;
第一控制器,分别与所述第一定位标签、所述第一无线通信模块、所述传感器组件及所述电源模块连接,用于执行所述的机器人回充方法。
在第三方面,本发明实施例提供一种充电站,包括:
第二定位标签,用于发送定位信号;
电源电路,包括第一充电端子,所述第一充电端子用于所述的第二充电端子连接;
第二无线通信模块;
第二控制器,分别与所述第二定位标签、所述电源电路及所述第二无线通信模块连接,用于控制所述电源电路为所述机器人提供电源。
可选地,一种机器人回充系统,包括:
所述的机器人;
所述的充电站;
定位基站;
其中,所述机器人、所述充电站及所述定位基站之间相互通讯连接。
在本发明实施例提供的机器人回充方法中,首先,在检测到机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;其次,根据当前位置及充电位置,规划行走路径;最后,根据行走路径,控制机器人行走至充电位置并与最优充电站进行充电。因此,本实施例能够及时发现电量不足的机器人,并将此类机器人自动送回充电站进行充电,避免耗费大量人力物力,并且能够及时为机器人充电,减少人工参与的维护时间,相对地提高机器人的工作时间,进而提高机器人的利用率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1a是本发明实施例提供的一种机器人应用在机场的环境场景示意图,其中,机器人工作在跟随模式;
图1b是本发明实施例提供的一种机器人应用在机场的环境场景示意图,其中,机器人工作在领航模式;
图1c是本发明实施例提供的一种手机终端、机器人及后台终端之间的架构示意图;
图2a是本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图;
图2b是本发明实施例提供的一种机器人拆除智能集成模块后的结构示意图;
图2c是本发明实施例提供的一种机器人安装有身份识别模组及人机交互模组后的结构示意图;
图2d是本发明实施例提供的一种智能集成模块中控制主板的电路结构示意图;
图2e是本发明实施例提供的一种机器人安装有框体后的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种充电站的电路结构示意图;
图4a是本发明实施例提供的一种机器人回充方法的流程示意图;
图4b是本发明实施例提供的一种机器人回充系统的架构示意图;
图5a是本发明实施例提供的充电站与标识体之间的位置示意图;
图5b是本发明实施例提供的一种充电站的正视图;
图6a是本发明实施例提供的一种机器人回充装置的结构示意图;
图6b是图6a中位置获取模块的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例的机器人回充方法可以在任何合适类型并具有运算能力的电子设备中执行,例如,在一些实施例中,电子设备可以为机器人、智能集成模块、平板电脑、智能手机、计算机、掌上电脑(Personal Digital Assistant,PDA)、或台式计算机等等。
本发明实施例的电子设备可以被构造成任何合适形状,以便完成对应的业务,例如,当电子设备为机器人时,机器人可被构造成凭用户身份信息锁闭或者解锁行李的结构,携带行李时,机器人可以借助机械臂夹抱行李行走,其中,机械臂夹抱或者释放行李的动作可以由验证用户的身份信息满足预设条件时方可产生。再例如,机器人可被构造有锁闭装置,行李可放置在锁闭装置内,亦可以从锁闭装置中取出,其中,锁闭装置的锁闭状态或者解锁状态可以由验证用户的身份信息合法时方可产生。
电子设备运输行李的方式比较繁多,例如,当电子设备为机器人时,机器人可以夹抱着行李行走,亦可以顶持着行李行走,亦可以拖拉着行李行走等等。
电子设备可以应用在任何合适环境场景中运输行李,环境场景包括机场、高铁站或大巴客运站等等任意合适场景。
请参阅图1a,图1a是本发明实施例提供的一种机器人应用在机场的环境场景示意图。如图1a所示,环境场景100包括步行区域10第一登机口11、第二登机口12、第三登机口13及第四登机口14,第一登机口12与第三登机口13相对,两者之间为第一分叉路口15。第二登机口12与第四登机口14相对,两者之间为第二分叉路口16。
机器人200可以在步行区域10行走,携带行李抵达对应的登机口,其中,用户甲P1为待登机用户,用户甲P1使用机器人200携带行李,使得机器人200将行李运输至第二登机口12。
环境场景100还设置有若干充电站300,各个充电站300可以集中设置在机场中特定区域,亦可以分布散落在对应区域,例如充电站300可以设置在步行区域10的某个角落,亦可以设置在登机口的附近。
可以理解的是,充电站300可以固定安装在对应区域,亦可以被灵活调用放置在指定区域。
当机器人200与充电站300电连接时,充电站300可以为机器人200提供电源,以便机器人200继续完成工作任务,例如,机器人200设置有第一充电端子,充电站设置有第二充电端子,当第一充电端子与第二充电端子电连接时,于是,充电站的电源便可以通过第二充电端子及第一充电端子施加在机器人200上。
可以理解的是,充电站300不仅可以是支持有线充电的电源,而且还可以是支持无线充电的电源,例如,机器人200设置有无线充电接收电路,充电站300设置有无线充电发射电路,当机器人200移动至充电站300的预设区域范围内时,充电站300通过无线充电发射电路对外发射能量,机器人200的无线充电接收电路耦合所述能量,并将所述能量转换成电源。
行走时,机器人200根据当前位置和第二登机口12的位置,规划行走路径,其中,规划行走路径可以由搬运机器人实时构建地图,并在构建好的地图中结合当前位置和第二登机口12的位置而得到的,实时构建地图可以采用任何适合地图构建方法来实施,诸如SLAM方法(simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)等等。
一般的,第二登机口12的位置作为目标位置,其与用户的票务信息关联,因此,机器人可以通过获取用户的票务信息,查询票务信息得到目标位置。在本实施例中,票务信息为用户乘坐班次的相关信息,票务信息包括乘坐人、身份证号、班次信息、乘坐时间、出发位置、目标位置等等,其中,票务信息包括登机票务信息、高铁动车票务信息或大巴票务信息等等。
在本实施例中,获取票务信息的方式比较繁多,例如,用户可以登机牌对准机器人的身份识别模组,于是身份识别模组便可以得到用户的身份信息,机器人的智能集成模块根据用户的身份信息,从数据库中遍历是否存在与身份信息对应的票务信息,若是,从数据库中调取出对应的票务信息,若否,在人机交互模组上显示“未查询符合的票务信息”。在本实施例中,身份识别模组可以支持二维码、条形码、RFID标签等等任意合适标识体的扫描和读取。
再例如,用户还可以使用身份证对准身份识别模组,于是身份识别模组便可以得到用户的身份信息,进而便可查询到对应的票务信息。
再例如,用户还可以使用机器人的人机交互模组,在人机交互模组中输入身份证号码或者其它相关身份信息,智能集成模块根据用户输入的身份信息,查询对应的票务信息。
在一些实施例中,为了避免一些用户异常占用机器人,例如,一些用户的登机时间在2019年10月20日14点,今天是2019年10月15日,此类用户便在2019年10月15日提前使用机器人,考虑到机器人的资源有限,并且能够极大提高机器人的各类效益,因此,当机器人获取到票务信息后,机器人还需要判断票务信息的出发时间是否在合法时间范围内,例如,出发时间是否在10月15日9点到14点之间,若是,则规划行走路径,若否,在人机交互模组上显示“尚未在合法使用时间范围内”。因此,通过此种作法,其能够有效地调配机器人的有限资源,释放更多的效益。
在一些实施例中,规划行走路径还可以由机器人200预先调取预设地图,并在预设地图中结合当前位置和第二登机口12的位置而得到的,例如,预设地图预先存储在本地中,行走时,自动从本地调取预设地图。或者,预设地图还可以存储在U盘、移动硬盘等移动存储设备中,使用机器人200时,向机器人200提供的存储接口插入移动存储设备,机器人200自动访问及获取预设地图,或者可以预先通过U盘或移动硬盘等移动存储设备将预先建好的地图从后台终端或建图设备或其他设备中复制到机器人,进行存储,以调用。或者,行走时,机器人200向后台终端发送访问请求,后台终端根据访问请求,获取对应楼层的预设地图,并将对应楼层的预设地图封装成报文,将报文下发给机器人200,机器人200解析报文,从报文提取出对应楼层的预设地图。
由于机器人200无需重新构建地图,一方面,其实时性快,能够快速导航行走;另一方面,不需每台机器人都要建图,节约时间和成本,机器人200还可以减少一些用于实现构建地图需要的传感器的使用,例如,可以根据情况,减少激光雷达或降低对激光雷达的要求等等。
在本实施例中,机器人200确定当前位置时,其可以通过安装在机器人200的定位模组实施定位,从而得到当前位置。其中,定位模组可以采用北斗定位系统、GPS定位系统、GLONASS系统或伽利略卫星导航系统。
在一些实施例中,在确定当前位置时,机器人200还可以通过UWB定位方式确定当前位置。请继续参阅图1a,环境场景100部署了若干定位基站17,机器人200设置有第一定位标签,该第一定位标签以UWB(Ultra Wideband,超宽带)脉冲重复不间断发送定位信号,各个定位基站17接收UWB脉冲,定位基站17利用高敏度的短脉冲侦测器测量第一定位标签的定位信号到达接收器天线的时间,后台终端参考第一定位标签发送过来的校准数据,确定第一定位标签达到不同定位基站之间的时间差,计算定位标签的位置,亦即机器人200的位置。其中,定位基站17可采用通过时间差定位技术、信号到达角度测量(AOA)技术、到达时间定位(TOA)或到达时间差定位(TDOA)等等算法实现定位。
可以理解的是,定位基站17与后台终端可以集成一体,应用功能可以集中实现,亦可以为单独分开,应用功能可以独立实现。
在一些实施例中,为了得到更为精确的当前位置,一方面,机器人使用自身加速度传感器等运动传感器,结合预设运动方程,计算机器人的第一当前位置,并且,机器人还通过UWB方式获取第二当前位置,于是,机器人使用扩展卡尔曼滤波算法融合处理第一当前位置与第二当前位置,得到更为精确的最终当前位置。
机器人200行走时,其可以沿着步行区域10内的主体墙壁行走,或者,请继续参阅图1a,按照虚拟化在步行区域10的基准方向18行走,一般的,基准方向18可以为步行区域10的中轴线。
为了使得机器人200能够可靠地沿着基准方向18行走,在一些实施例中,管理者可以预设在基准方向上间隔预设距离粘贴若干标识体,每个所述标识体对应有在世界坐标系下的绝对位置,机器人200的底座设置有摄像机,摄像机可扫描标识体,得到标识体图像。机器人200解析标识体图像,从而得到所述标识体的绝对位置,于是,机器人200便可以根据基准方向每个标识体的绝对位置,进行导航行走,避免走偏行走路径的基准方向。
可以理解的是,标识体包括二维码、条形码或者其它具有可识别的物体。
在一些实施例中,虽然机器人200整体上是沿着基准方向行走,但是,机器人的行走位姿可能存在相对基准方向的偏移角度。因此,在一些实施例中,机器人200还可以借助标识体来完成自身位姿的校正,以便把自身位姿校正在预设方向上,例如,预设方向为正朝向基准方向。举例而言,标识体为正方形的二维码,其中,二维码的尺寸为50毫米*50毫米,二维码的中心坐标为绝对位置,假设一个二维码的中心坐标为(15,10),其中,中心坐标到正方形的四条边的距离都是相同的,因此,左上角位置的坐标为(14.5,10.5),右上角位置的坐标为(14.5,9.5),左下角位置的坐标为(14.5,9.5),右下角位置的坐标为(15.5,9.5)。
接着,机器人200采用预设位姿算法处理上述四个点的坐标以及摄像机的相机模型信息,得到二维码投影至摄像机的相机坐标系的投影转换矩阵,其中,预设位姿算法包括EPNP、DLS、迭代法等等,相机模型信息包括相机焦距、标定信息、内参矩阵、畸变矩阵等等。
接着,机器人200将上述四个点的坐标转换成4*4的转换矩阵,再使用4*4的转换矩阵乘以投影转换矩阵,得到相机坐标系的中心点在世界坐标系下的中心坐标。
最后,由于摄像机是固定安装在机器人上的,因此,摄像机的位姿与机器人200的位姿是绑定关联的,因此,通过计算中心坐标到基准方向所在的直线的距离,从而得到摄像机的位姿是否偏移了基准方向,亦即,机器人200的位姿是否偏移了基准方向,例如,计算基准方向在世界坐标系下的直线函数,求取中心坐标到直线函数的距离,得到偏移距离,当偏移距离为0,则机器人的位姿未偏移基准方向,当偏移距离不为0,则机器人的位姿已偏移基准方向。
当机器人行走时,机器人还可以根据前方障碍物,选择避障算法进行避障处理,以免碰撞障碍物,其中,避障算法包括Bug算法、势场法(PFM)或向量场直方图(VFH)等等。
在本实施例中,一般的,机器人搬运行李时,其可以采用多种工作模式协调与使用者之间的距离,机器人可以工作在跟随模式、领航模式、直行模式等等任意合适模式。
举例而言,首先,机器人获取模式选择指令。在本实施例中,模式选择指令可以由用户在人机交互模组中选择对应工作模式而触发的,例如,工作模式包括跟随模式与领航模式,人机交互模组显示跟随模式与领航模式两种选项,当用户单击跟随模式的选项时,机器人解析出模式选择指令指向跟随模式,于是,机器人确定用户选择的工作模式是跟随模式。同理可得,当用户单击领航模式的选项时,机器人解析出模式选择指令指向领航模式,于是,机器人确定用户选择的工作模式是领航模式。
可以理解的是,模式选择指令还可以通过语音播放方式来选择,例如,机器人安装于麦克风和扬声器,当进入工作模式选择模式时,机器人通过扬声器播报工作模式选择提示,用户按照提示,说出需要选择工作模式的名称,麦克风采集到用户的语音信号,智能集成模块处理语音信号,解析出工作模式的名称,并以此分发出模式选择指令。
还可以理解的是,模式选择指令还可以由以下方式产生:用户使用手机终端,进入机器人管理页面,其中,登录的途径包括:1、通过在手机终端的浏览器输入机器人管理页面指向的网络地址,进入机器人管理页面;2、手机终端关注机器人管理的公众号,通过公众号进入机器人管理页面;3、手机终端扫描粘贴在机器人上的二维码,进入机器人管理页面;4、通过启动机器人管理APP,机器人管理APP显示机器人管理页面。
当用户使用手机终端进入机器人管理页面后,输入账号和密码,此时,后台终端需要验证用户的账号和密码的合法性,若合法,允许用户登录机器人管理页面,若非法,提示登录失败,或者提示用户注册账号。
当用户使用手机终端登录机器人管理页面后,机器人管理页面呈现各个可使用的机器人的编号,当用户选中特定可使用的机器人后,于是,手机终端便向后台终端发送选择请求,后台终端从选择请求解析出用户选择的机器人的编号,并向所述机器人发送激活指令,所述机器人根据激活指令,工作激活状态,于是,便在人机交互模组中呈现各类工作模式,以供用户选择。当用户选择后,便产生模式选择指令。
其次,机器人确定模式选择指令指向的工作模式。在本实施例中,当用户选择的工作模式为跟随模式,控制机器人按照行走路径跟随用户行走至目标位置。当用户选择的工作模式为领航模式,控制机器人按照行走路径指引用户行走至目标位置,例如,请参阅图1b,在领航模式下,机器人200带领用户甲P1行走。在一些实施例中,在直行模式下,机器人直接行走,而不会区分机器人200需要固定行走在用户甲P1的前方还是后方。
当用户选择的工作模式为领航模式,机器人获取用户在预设地图中的第一当前位置,根据第一当前位置,调整机器人的第二当前位置,且控制机器人按照行走路径行走至目标位置,其中,按照行走路径的基准方向,第一当前位置在第二当前位置的后方。在领航模式下,此种作法能够极大提升用户的体验感。
最后,机器人根据工作模式,控制机器人按照行走路径行走至目标位置。
在一些实施例中,当用户选择的工作模式为跟随模式时,控制机器人按照行走路径跟随用户行走至目标位置的过程中,首先,机器人获取用户在预设地图中的第一当前位置,例如,请参阅图1c,用户的手机终端201的定位模组向后台终端202发送第一当前位置,后台终端202将第一当前位置推送给机器人200。
再例如,当用户使用手机终端进入机器人管理页面时,手机终端自动启动蓝牙模组或者热点或者WIFI模组,机器人侦测所述手机终端的蓝牙信号或者热点信号,通过信号强度算法,计算出机器人与手机终端的距离,再利用机器人的第二当前位置和距离,得到用户的第一当前位置。
再例如,用户粘贴有UWB标签,UWB基站通过UWB标签确定用户的第一当前位置,并将第一当前位置通过后台终端转发给机器人。
可以理解的是,确定用户的第一当前位置的方式比较繁多,并不局限于本实施例。
最后,机器人根据第一当前位置,调整机器人的第二当前位置,且控制机器人按照行走路径行走至目标位置,其中,按照行走路径的基准方向,第一当前位置在第二当前位置的前方。因此,机器人可以跟随着用户行走,从而提高用户的体验感。
可以理解的是,第二当前位置为机器人当前所在的位置。
还可以理解的是,在本实施例中,“第一当前位置”或“第二当前位置”仅用于方便描述用户或者机器人的当前位置之用,“第一当前位置”或“第二当前位置”可以为多个,亦即,可以为不同时刻的多个当前位置信息。
在跟随模式下,机器人按照行走路径行走至目标位置的过程中,为了避免用户走偏目标位置而影响行程,在一些实施例中,首先,机器人计算所述第一当前位置到所述基准方向的垂直距离,例如,机器人获取用户在第一当前位置所在场景下的第一运动图像,其中,所述第一运动图像包括用户的图像。机器人根据第一运动图像,确定在第一当前位置的用户在图像坐标系下的用户坐标,另外,机器人还可以根据第一运动图像,确定基准方向所在直线在图像坐标系下的直线函数,接着,机器人求取用户坐标到直线函数之间的垂直距离。
最后,机器人判断垂直距离是否大于预设距离阈值,若是,生成提示信息;若否,继续控制机器人按照行走路径所在的基准方向行走至目标位置。
在跟随模式下,在一些实施例中,生成提示信息的过程中,机器人可以根据第一当前位置,预测用户的未来移动方向,根据未来移动方向,生成提示信息,例如,首先,机器人获取用户在第一当前位置时的当前运动图像,按照图像拍摄顺序,调取位于当前运动图像之前且与当前运动图像连续的若干帧历史运动图像,例如,令当前运动图像为F5,机器人在第t5时刻拍摄得到当前运动图像F5之前,其已在第t4、t3、t2及t1时刻分别拍摄得到历史运动图像F4、F3、F2及F1。
其次,机器人根据当前运动图像及若干帧历史运动图像,计算用户的移动路径,例如,以用户的头部为观察点,机器人确定头部在当前运动图像及若干帧历史运动图像中的位置,以此绘制出头部的移动路径,并将头部的移动路径作为用户的移动路径。
最后,机器人根据用户的移动路径,预测用户的未来移动方向,例如,若用户的移动路径具有远离基准方向的趋势,预测用户的未来移动方向会继续偏离基准方向。若用户的移动路径具有靠近基准方向的趋势,预测用户的未来移动方向不会偏离基准方向。
在跟随模式下,若未来移动方向趋向远离基准方向及目标位置,且按照基准方向,距离第一当前位置的前方预设距离范围内存在分叉路口时,控制机器人行走在用户的前方,并显示提示信息;若未来移动方向趋向靠近基准方向,继续控制机器人按照行走路径所在的基准方向行走至目标位置。
举例而言,请结合图1a,第二登机口12与第四登机口14相对,两者之间为第二分叉路口16。此时用户甲P1的第一当前位置距离5米便可到达第二分叉路口16,并且转左到达第二登机口12。但是机器人检测到用户甲P1未来移动方向趋向远离基准方向,并且还远离第二登机口12(目标位置),因此,为了避免用户走错到第四登机口14,机器人根据用户的行走速度计算用户可能拐入第四登机口14的时长,其次,机器人根据所述时长,调整自身的行走速度,以使所述用户在拐入第四登机口14之前出现在用户的面前。
此种作法能够防止用户在跟随模式下错过目标位置,进而提升用户体验感。
一般的,当用户需要上洗手间或者其它活动时,由于机器人已经将行李锁闭,因此,用户无需再看管行李,为了满足用户一些特殊活动,又满足及时将行李运输至目标位置,在一些实施例中,当机器人锁闭行李时,机器人获取用户在预设地图中的第一当前位置,当第一当前位置匹配预设参考位置时,选择机器人的工作模式为直行模式,根据直行模式,控制机器人按照行走路径行走至目标位置。
在本实施例中,预设参考位置由用户自定义,诸如洗手间位置、报亭位置、餐厅位置等等,例如,当用户的第一当前位置在洗手间位置时,于是,机器人可以将当前的跟随模式或者领航模式切换成直行模式,控制机器人按照行走路径直接行走至目标位置,无需等待用户。
一般的,为了避免一些用户长时间占用机器人,导致机器人资源紧张,在一些实施例中,当机器人锁闭行李,并且获取到支付成功信息,机器人根据支付成功信息,控制机器人解锁行李。
在本实施例中,当用户在机器人管理页面上进入支付页面,并完成机器人的使用支付后,后台终端将支付成功信息转发给机器人,机器人根据支付成功信息,便解锁行李。
或者,用户再次使用手机终端扫描粘贴在机器人上的支付二维码,并在支付二维码跳转的支付页面上完成支付,后台终端将支付成功信息转发给机器人,机器人根据支付成功信息,便解锁行李。
可以理解的是,支付方式比较繁多,并不局限于本实施例所示的。
通过此种作法,其通过付费功能,灵活并合理地调整机器人的资源分配,从而得到最大的效益。
请一并参阅图2a、图2b及图2c,机器人200包括承载组件21、驱动组件22、智能集成模块23、身份识别模组24及人机交互模组25。
承载组件21用于承载行李,承载组件11可被构造成任意合适形状,例如,承载组件21呈“L”状,行李可以放置在承载组件21的底部,并且,承载组件21还可以被延伸出手推部,用户可以手握所述手推部,推动承载组件21行进。
在本实施例中,承载组件21设置有通讯接口211,通讯接口211用于为智能集成模块23提供接口,智能集成模块23通过所述通讯接口与驱动组件22或者其它电学模块进行通讯,其中,通讯接口可以支持任意合适通信协议的数据传输。
驱动组件22安装于承载组件21,可驱动承载组件21移动,当承载组件21移动,于是,行李便被携带行走。
驱动组件22可以由任意合适驱动机构组成,例如,请继续参阅图2a,驱动组件22包括驱动模组221及移动模组222,驱动模组221与移动模组连接,并且,移动模组222安装在承载组件21底部。
驱动模组221用于输出动力,所述动力驱动移动模组222转动,于是便可以驱动承载组件21移动了。
在一些实施例中,驱动模组221可以由任何合适传动机构组成,例如,驱动模组采用齿轮传动机构、蜗轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、皮带传动机构或链条传动机构等等。以齿轮传动机构为例,在本实施例中,驱动模组221包括电机、第一驱动轴、第一齿轮、第二齿轮、第二驱动轴、连杆传动机构及传动轴,电机与智能集成模块23电连接,电机的输出端与第一驱动轴一端连接,第一驱动轴另一端与第一齿轮的轴孔连接,第一齿轮与第二齿轮啮合连接,第二驱动轴一端连接在第二齿轮的轴孔,第二驱动轴另一端与连杆传动机构连接,并且,连杆传动机构还与传动轴连接,其中,传动轴还与移动模组222连接。
智能集成模块23可以向电机发送运转指令,用于控制电机正转或反转。当电机正转时,电机驱动第一驱动轴转动,进而依次推动第一齿轮、第二齿轮转动,第二齿轮带动第二驱动轴转动,于是,第二驱动轴驱动连杆传动机构产生位移,产生位移的连杆传动机构同时带动传动轴转动,传动轴顺时针转动,于是便可以驱动移动模组222顺时针转动,移动模组222便可以驱动承载组件21向前方行走。
同理可得,当电机反转时,电机依次驱动第一驱动轴、第一齿轮、第二齿轮、第二驱动轴、连杆传动机构及传动轴转动,传动轴逆时针转动,于是便可以驱动移动模组222逆时针转动,移动模组222便可以驱动承载组件21向后方行走。
可以理解的是,驱动模组221可以选择任意合适驱动机构,并不局限于本实施例提供的实现方式。
移动模组222包括第一转动轮2221及第二转动轮2222,第一转动轮2221及第二转动轮2222分别相对设置在驱动模组221的两端,例如,第一转动轮2221连接在传动轴一端,第二转动轮2222连接在传动轴另一端,当传动轴转动时,第一转动轮2221及第二转动轮2222也随之转动。
智能集成模块23可拆卸地安装于承载组件21,例如,承载组件21设置有卡槽,智能集成模块23设置有卡块,当智能集成模块23的卡块卡扣在卡槽内时,于是,智能集成模块23便可以安装在承载组件21上且可以与其他部件进行了电连接。再例如,承载组件21设置有螺纹孔,智能集成模块23设置有螺纹连接件,当螺纹连接件与螺纹孔通过螺丝固定后,于是,智能集成模块23便可以安装在承载组件21上。
可以理解的是,智能集成模块23与承载组件21之间的可拆卸安装方式可以为其它任意合适连接方式,诸如粘结、磁性连接等等。
在本实施例中,请结合图2d,智能集成模块23包括第一壳体231及收容于第一壳体231内的控制主板232,其中,第一壳体231可以大体上呈长方体状,其可以由铁质、塑料或铝质等等材料制造而成,所述第一壳体231还可以是不封闭的。
第一壳体231开设有开口,所述开口安装有连接器,所述连接器与控制主板电连接,当智能集成模块23可拆卸地安装在承载组件21时,所述连接器与通讯接口211电连接,于是,控制主板便可以通过通讯接口211与各个电路模块通讯。
可以理解的是,为了实现智能集成模块23可拆卸地安装在承载组件21,第一壳体231还可以设置有对应的连接组件,例如,连接组件为卡扣部件,所述卡扣部件可以卡扣在承载组件21内,或者,连接组件为螺纹连接件,壳体与承载组件21螺纹连接。
还可以理解的是,为了实现机器人在行走时的避障、距离测量、人脸识别以及其它应用功能,第一壳体231还可以在任意合适位置开设至少一个通孔,用于实现上述应用功能的传感器组件或者导航组件可以安装在对应的通孔上。
请继续参阅图2d,控制主板232包括第一存储器2321、传感器组件2322、第一无线通信模块2323、驱动电路2324、电源模块2325及第一处理器2326,第一处理器2326分别与存储器2321、传感器组件2322、无线通信模块2323、驱动电路2324及电源模块2325电连接。此外,部分传感器组件2322还可以单独设置于所述机器人的侧面的其他位置或者机器人的顶部。
第一存储器2321用于存储预设地图以及实现各类应用功能的程序指令,第一处理器2326可以访问第一存储器2321调用预设地图或各类程序指令进行执行,从而实现对应的应用功能。
传感器组件2322用于采集环境信息,并将环境信息发送给第一处理器2326,使得第一处理器2326完成相关应用功能处理。
在一些实施例中,传感器组件2322包括激光雷达、红外传感器、超声波传感器、摄像头、光流传感器、惯性测量单元(Inertial measurement unit,IMU)、磁场计、速度计、定位模组等等,传感器组件2322用于采集用于实现导航定位、避障、位姿调整等等功能的传感器数据,并将传感器数据发送给第一处理器2326,第一处理器2326根据传感器数据,分析并执行对应的应用功能。
第一无线通信模块2323用于实现机器人200与后台终端或者其它通信后台之间的通讯,例如,将第一处理器2326的通讯数据发送给后台终端,或者,接收后台终端或者其它通信后台发送的通讯数据,并将接收到的通讯数据发送给第一处理器2326;或者用于与其他机器人或充电座之间的通讯。
在一些实施例中,第一无线通信模块2323包括5G通讯、4G通讯、3G通讯、2G通讯、CDMA、Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、ISM、RFID、UMTS/3GPPw/HSDPA、WiMAXWi-Fi、ZigBee等等。
驱动电路2324用于实现其它硬件的驱动,其根据第一处理器2326发送的驱动信号,驱动对应硬件工作,硬件包括诸如显示器、电子锁、电机、LED灯等等。
电源模块2325用于存储电能,并且还可以为其它负载提供电能。
可以理解的是,电源模块2325可以为支持有线充电的电源模块,亦可以为支持无线充电的电源模块。
当所述电源模块2325为支持有线充电的电源模块,其可以包括第二充电端子、开关电路、电池管理芯片、电量检测电路及电池。
第二充电端子与开关电路电连接,并且,第二充电端子还可以与第一充电端子电连接。第二充电端子的数量为至少两个,一个第二充电端子可以正极充电端子、另一个第二充电端子可以为负极充电端子。在一些实施例中,第二充电端子也可以不用区分正负极性,通过后续电路检测及转换,也可以完成电源的正常充电。
在一些实施例中,第二充电端子可以设置在机器人背后的底部或者其它合适位置。
为了方便第二充电端子与第一充电端子之间的接触,以提高充电连接的效率,第二充电端子可以被构造成板状等其它合适形状的结构。
开关电路分别与电池管理芯片和电池电连接,其中,电池管理芯片可以控制开关电路的工作状态,例如,电池管理芯片向开关电路发送第一电平信号,开关电路根据第一电平信号工作在导通状态,或者,电池管理芯片向开关电路发送第二电平信号,开关电路根据第二电平信号工作在截止状态,其中,第一电平信号或第二电平信号可以为低电平或者高电平。
当开关电路工作在导通状态,充电站传输的电源便可以为电池充电。当开关电路工作在截止状态,充电站传输的电源未能够为电池充电。
电量检测电路用于检测电池的电量信息,并将电量信息传输给电池管理芯片,电池管理芯片将电量信息转发至第一处理器2326,第一处理器2326可以根据电量信息作相关应用处理。
可以理解的是,电量检测电路可以由任意合适分立元件构成。
开关电路可以为继电器、由至少一个电子开关管及相关分离元件构成的并实现开关状态的电路、或者其它电子产品形成的并实现开关状态的电路,电子开关管包括IGBT、MOS管、二极管、三极管、晶闸管、可控硅等等。
在一些实施例中,电池可以为蓄电池、干电池等等电源。
在一些实施例中,当电源模块2325可以为支持无线充电的电源模块时,电源模块2325可以包括无线接收谐振电路、整流滤波电路、稳压电路、调制解调电路、充电芯片、电量检测电路及电池。
无线接收谐振电路用于耦合充电站发射的能量,整流滤波电路用于对耦合的能量作整流滤波处理,稳压电路用于对整流滤波处理后的电源作稳压处理,调整解调电路用于调制无线信息,并将无线信息耦合至充电站,以使充电站及时调整发射频率、幅值等等,从而得到更为精确稳定的电源。充电芯片分别与无线接收谐振电路、整流滤波电路、稳压电路、调制解调电路电连接,其作为电源模块2325的控制核心,控制电源的稳定处理及获得。电量检测电路用于检测电池的电量信息,并将电量信息发送给充电芯片,充电芯片将电量信息发给第一处理器。
第一处理器2326作为机器人200的控制核心,其统一协调各个电路模块之间的工作,以及执行对应控制命令。
可以理解的是,第一处理器2326可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有,第一处理器2326还可以是任何传统处理器、微控制器或状态机。第一处理器2326也可以被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
还可以理解的是,第一处理器2326与第一存储器2321可以采用集成化设计,以形成控制器,所述控制器为单片机、ARM处理器、DSP处理器、FPGA或PLC等等。
智能集成模块23与驱动组件22电连接,例如,智能集成模块23通过通讯接口211与驱动组件22电连接,因此,智能集成模块23便可以向驱动组件22发送驱动指令,以便控制驱动组件22。
在本实施例中,智能集成模块23用于在预设地图中规划行走路径,并根据行走路径,控制驱动组件22驱动承载组件21携带行李行走至目标位置,例如,用户甲P1在预设地图的当前坐标S1为(100,50),第二登机口作为目标位置,其目标坐标S2为(150,100),于是,机器人200根据当前坐标S1及目标坐标S2,在预设地图中规划行走路径S1S2,机器人携带行李,按照行走路径S1S2进行行走至第二登机口。
身份识别模组24安装于承载组件21,用于获取用户的身份信息,其中,身份识别模组24支持扫描各类票务信息、身份证信息、手机二维码等等,其中,票务信息包括登机牌、乘坐票等等。
在本实施例中,当身份识别模组24获取到用户的身份信息,身份识别模组24向智能集成模块23发送身份信息,智能集成模块23访问数据库,遍历是否存在与身份信息对应的票务信息,若存在,则从票务信息中解析出目标位置,或者,智能集成模块23还要判断所述票务信息携带的乘车时间是否为登车时间范围内,若是,则从票务信息中解析出目标位置,若否,则拒绝用户使用机器人。此类作法有助于减少机器人的异常占用情况出现,尽量让机器人给予真正需要的用户使用。
人机交互模组25安装于承载组件21,用于提供交互界面。智能集成模块23可以规划若干条行走路径,并通过人机交互模组25将若干条行走路径进行呈现,并且,在每条行走路径下,其皆对应着一个路径选项。当用户选择该路径选项时,于是,人机交互模组25便将用户的选择操作发送给智能集成模块23,智能集成模块23根据所述选择操作,选择对应的行走路径作为最终的行走路径,并按照最终的行走路径控制机器人行走至目标位置。
可以理解的是,人机交互模组25还可以呈现其它交互信息,例如,机场的布局图、广告信息等等。
可以理解的是,人机交互模组25可以为触控屏幕或者非触控屏幕,可以是TFT屏幕(Thin Film Transistor,TFT薄膜场效应晶体管)、TFD屏幕(Thin Film Diode,TFD薄膜二极管)、UFB屏幕(Ultra Fine Bright,UFB)、STN屏幕(Super Twisted Nematic,STN)、OLED屏幕(Organic Light-Emitting Diode,OLED有机发光二极管)、AMOLED屏幕(ActiveMatrix/Organic Light Emitting Diode,AMOLED有源矩阵有机发光二极体面板),以及等等。在一些实施例中,所述人机交互模块可以用手机或其他便携式设备替代。
总体而言,一方面,由于机器人能够根据行走路径,携带行李行走至目标位置,因此,机器人解放了如传统技术需要人工使用行李推车的双手,自动运输行李,提高运输效率。另一方面,由于机器人采用模块化设计,当将智能集成模块安装于机器人,机器人可以自动运输行李,并且,当智能集成模块异常时,也可以随时更换智能集成模块,因此,机器人维修简单快速。当智能集成模块拆出机器人,机器人便成为普通的行李推车,因此,可以根据具体业务场景,灵活使用机器人。
在一些实施例中,请结合参阅图2e,承载组件21包括底座211、支撑主体212、框体213、门扇组件214及锁具(图未示)。
底座211与驱动组件22连接,例如,驱动模组221安装于底座211的底部并且位于底座211的一侧。
底座211呈长条状,并且局部中空,此种作法有助于减轻底座211的重量,提高机器人200的移动灵活性。
行李可放置在底座211上面,当驱动组件22驱动底座211移动时,行李也跟随底座211的移动而移动。
支撑主体212安装于底座211,支撑主体212可以呈板状,或者网状,或者由多根柱子配合组成。例如,支撑主体212呈板状,其一侧安装于底座211与驱动模组221的连接处,另一侧悬空,整体上,支撑主体212大体上呈竖直的状态安装于底座211。
支撑主体212设置有收容空间2121,智能集成模块23布置于收容空间2121,收容空间2121可以是设置于支撑主体内的空腔、凹腔或其它可以承载或收容物体的空间,智能集成模块23收容于收容空间2121内,例如,收容空间2121的形状与智能集成模块23的形状相适配,智能集成模块23可以紧凑地安装在收容空间2121内。
支撑主体212延伸有第一扶手组件2122及第二扶手组件2123,其中,第一扶手组件2122与第二扶手组件2123相对,第一扶手组件2122设置在支撑主体212的第一侧面212a的一端,第二扶手组件2123设置在支撑主体212的第一侧面212a的另一端。当机器人200未安装有智能集成模块23而变成普通行李推车时,用户可以手握第一扶手组件2122及第二扶手组件2123,使用机器人200。
框体213可拆卸地安装在底座211,例如,框体213可拆卸地安装在底座211的边缘,底座211的边缘开设有滑道,框体213的一边卡合在滑道内,或者,框体213包括若干折叠板,每个折叠板的一边连接在底座211的对应一侧并且每个折叠板都可以围绕底座211的对应一侧转动,另一边朝向底座211的中心放置在底座211上,于是,每个折叠板都可以折叠放置在底座211内。当无需用框体213时,每个折叠板折叠放置在底座211。当需用框体213时,用户掀起每个折叠板,将每个折叠板竖立,于是,若干折叠板可以组成一个框体213,框体213与支撑主体212围成一收容空间,收容空间用于收容行李。
或者,在一些实施例中,与上述实施例不同点在于,框体213包括若干折叠板,任意相邻的两个折叠板可互相折叠,展开后的各个折叠板可拆卸地安装于底座并与支撑主体围成收容空间。例如,平时不使用框体213时,框体213中各个折叠板被一层一层地折叠好,放置在寄存处。当需要用框体213时,用户从寄存处取出框体213,并依次展开框体213的每个折叠板,并将框体213所有折叠板挪移到底座,并安装在底座上,于是,安装后的框体与支撑主体围成收容空间。
与支撑主体212连接的折叠板为第一折叠板,第一折叠板朝向支撑主体212的表面延伸有卡扣件。
支撑主体212设置有卡合件及传动机构,传动机构与卡合件连接,用于驱动卡合件移动,并且,传动机构还与智能集成模块23电连接,当智能集成模块23检测用户的身份信息合法,且卡扣件插进支撑主体212时,控制传动机构驱动卡合件卡扣在卡扣件内,例如,用户的身份信息是在本时间段范围内的合法乘客信息,于是,第一处理器控制传动机构驱动卡合件卡扣在卡扣件内,因此,其能够将框体可靠稳定地固定安装在底座211上,避免运输行李时,出现颠簸而甩出行李。
门扇组件214可转动地安装于框体213一侧,当框体213安装于底座211时,门扇组件214可转动地盖在框体213的开口,使得行李锁闭在收容空间内。因此,此种作法能够防止行李由于在无人看管情况下容易丢失的问题出现。
门扇组件214可以采用任何合适结构设计,例如,请继续参阅图2e,门扇组件214包括转动轴2141与门扇2142。
转动轴2141安装于框体213一侧,例如,框体213中相对设置的两个折叠板各自开设过孔,转轴2141一端穿过所述两个折叠板中一个折叠板的过孔,另一端穿过所述两个折叠板中另一个折叠板的过孔,或者,每个过孔还可以安装轴承,转动轴的两端分别穿过对应轴承的轴孔,于是,转动轴2141便可以相对于框体213出现转动。
门扇2142与转动轴2141连接,门扇2142相对于转动轴2141转动时,可封盖框体213的开口。
使用时,用户掀起门扇2142,使得门扇2142绕转动轴2141朝向框体213的开口转动,进而封盖框体213的开口,于是便可以把行李锁闭在框体213内。
取出行李时,用户掀起门扇2142,使得门扇2142绕转动轴2141远离框体213的开口转动,进而打开框体213的开口,于是便可以把行李从框体213内提出。
锁具用于将门扇组件214与框体213及支撑主体212紧密地连接一起,当门扇组件214可转动地封盖框体213的开口时,锁具用于锁紧或打开门扇组件214。
锁具可以与智能集成模块23电连接,用于根据智能集成模块23发送的触发信号,锁紧或打开门扇组件214,例如,当用户需要使用机器人时,智能集成模块23验证用户的身份信息,当验证成功后,并且检测到门扇组件214封盖框体213的开口时,智能集成模块23向锁具发送第一触发信号,触发锁具锁紧门扇组件214。与此同时,智能集成模块23开始规划行走路径,控制机器人携带行李行走至目标位置,并且,智能集成模块23对此项服务开始按时计费。当到达目标位置后,智能集成模块23生成付款二维码,用户使用手机扫描所述付款二维码,并成功完成支付后,智能集成模块23检测到支付成功信息,于是,向锁具发送第二触发信号,触发锁具打开门扇组件214,用户便可以从框体213取出行李。此类作法避免一些用户恶意占用机器人的情况出现。
在一些实施例中,锁具包括锁销、驱动机构及控制电路,控制电路与驱动机构和智能集成模块23电连接,智能集成模块23可以向控制电路发送触发信号。驱动机构与锁销连接,用于根据控制电路发送的驱动信号驱动锁销作伸缩运动。在一些实施例中,锁具本身可以设置有感应模块和/或通讯模块,从而可以与智能机场模块不进行电连接器,而是直接识别用户的证件、二维码或票据信息,确保上锁人与解锁人是同一人即可。
可以理解的是,锁具还可以采用任何合适的锁结构,在此并不局限于本实施方式。
请参阅图3,充电站300包括第二壳体31、第二定位标签32、第二无线通讯模块33、电源电路34、第二存储器35及第二处理器36,其中,第二定位标签32、第二无线通讯模块33、电源电路34、第二存储器35及第二处理器36皆收容于第二壳体31内。
第二壳体31可以大体上呈长方体状,其可以由铁质、塑料或铝质等等材料制造而成,所述第二壳体31还可以是不封闭的。
第二定位标签32用于对充电站300实施定位,该第二定位标签32以UWB脉冲重复不间断发送定位信号,各个定位基站17接收UWB脉冲,定位基站17利用高敏度的短脉冲侦测器测量第二定位标签32的定位信号到达接收器天线的时间,后台终端参考第二定位标签32发送过来的校准数据,确定第二定位标签32达到不同定位基站之间的时间差,计算定位标签的位置,亦即充电站300的位置。
在一些实施例中,当充电站300被挪移出原本位置,此时,定位基站17通过监听移动后的第二定位标签32,重新计算出挪移后充电站300的新位置,并将充电站300的编号及新位置发送给后台终端,以便后台终端在预设地图中更新所述充电站的位置,以供机器人寻找充电站时作为参照之用。通常,第二定位标签32在没有被挪移的情况下,预设地图只需更新一次即可,后台终端可以将更新后的预设地图发送给机器人。
第二无线通讯模块33用于将充电站300的工作数据或充电数据发送至后台终端,以便后台终端统计每个充电站300的工作数据或充电数据,从中分析出每个充电站的工作情况。
电源电路34可以为支持有线充电的电源模块,亦可以为支持无线充电的电源模块。
当所述电源电路34为支持有线充电的电源模块,其可以包括整流滤波电路、PFC电路、隔离变换电路、输出电路及第一充电端子。
整流滤波电路用于对市电作整流与滤波处理。
PFC电路与整流滤波电路电连接,用于对电源进行功率因数调整,提高电源供应效率。
在一些实施例中,PFC电路在电源模块可以被省略。
隔离变换电路与PFC电路电连接,用于对经过PFC电路输出的电源进行隔离变换,得到期望的电压输出。其中,隔离变换电路可以采用任意合适电路拓扑,并且,隔离变换电路可以为降压电路或者升压电路等等。
输出电路与隔离变换电路电连接,用于对隔离变换电路输出的电源作输出处理,例如,对输出的电源作整流滤波处理,或者,作采样负反馈处理等等。
第一充电端子与输出电路电连接,并且,第一充电端子还可以与机器人的第二充电端子电连接,将电源通过第二充电端子施加给机器人。
第一充电端子的数量为至少两个,一个第一充电端子可以正极充电端子、另一个第一充电端子可以为负极充电端子。在一些实施例中,第一充电端子也可以不用区分正负极性,通过后续电路检测及转换,也可以完成电源的正常供应。
为了方便第一充电端子与第二充电端子之间的接触,以提高充电连接的效率,第一充电端子可以被构造成板状等其它合适形状的结构。
电源电路34可以为支持无线充电的电源模块时,电源电路34可以包括整流滤波电路、脉冲发生电路、无线发射谐振电路。
整流滤波电路用于对市电进行整流滤波处理,脉冲发生电路用于对整流滤波处理后的电源作波形转换,得到预设占空比的脉冲信号,无线发射谐振电路响应脉冲信号,对外发射能量。
第二存储器35用于存储充电站300相关应用数据及指令,第二处理器36可以访问第二存储器35,从中调用相关应用数据或者执行对应指令,从而完成相应的应用功能。
可以理解的是,第二存储器35与第二存储器35可以采用集成化设计,以形成控制器,所述控制器为单片机、ARM处理器、DSP处理器、FPGA或PLC等等。
作为本发明实施例的另一方面,本发明实施例提供一种机器人回充方法。请参阅图4a,机器人回充方法S400包括:
S41、在检测到机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;
在本实施例中,实时电量为机器人电池的当前电量,电量检测电路检测电池的当前电量,并将当前电量发送给第一处理器,于是,便可以得到机器人的实时电量。
预设电量阈值由用户自定义,例如,预设电量阈值为电池处于满充状态下,满额电量的10%或者5%或者其它。预设电量阈值由用户提前预存在机器人内,机器人检测电池的实时电量,并调取预设电量阈值,将实时电量与预设电量阈值作比对,若实时电量低于或等于预设电量阈值,则进入获取机器人的当前位置及最优充电站的充电位置的步骤。
在本实施例中,如前所述,机器人的当前位置或者每个充电站的充电位置都可以由基于UWB定位方式,通过机器人或者充电站的定位标签与定位基站得到,例如,机器人的第一定位标签可以与多个定位基站互相通讯,第一定位标签发射定位信号,多个定位基站侦测到定位信号,并采用时间差定位技术、信号到达角度测量(AOA)技术、到达时间定位(TOA)或到达时间差定位(TDOA)方法计算出机器人的当前位置,因此,定位基站可以将机器人的当前位置发送给机器人,或者,定位基站通过后台终端将机器人的当前位置转发给机器人。
可以理解的是,机器人的当前位置或者每个充电站的充电位置还可以由机器人或充电站的定位模组自身作定位处理而得到的。
在本实施例中,如前所述,机场可以布设多个充电站,每个充电站分布在机场的不同区域,出于时间成本及工作效益的考虑,机器人并非选择任意一个充电站进行充电,于是,机器人从全部充电站中选择最优充电站进行充电,以便能够以最快速度地完成充电,并最快速度投入工作状态。
在一些实施例中,机器人获取最优充电站的充电位置时,其向后台终端发送请求,后台终端验证所述请求,当验证所述请求合法时,根据所述请求,将对应楼层或者全部楼层的最新预设地图发送给机器人,其中,最新预设地图携带有每个充电站的编号及充电位置。于是,机器人提取出每个充电站的充电位置,根据每个充电站的充电位置,计算与每个充电站之间的距离,从中遍历出距离最短的充电站作为最优充电站,并确定最优充电站的充电位置。
在一些实施例中,获取最优充电站的充电位置还可以采用以下方式:机器人向后台终端发送请求,后台终端解析所述请求,得到所述机器人的当前位置。后台终端计算每个充电站的充电位置与机器人的当前位置之间的距离,从中遍历出距离最短的充电站作为最优充电站,并将最优充电站的充电位置发送给机器人。
S42、根据当前位置及充电位置,规划行走路径;
在一些实施例中,机器人根据当前位置及充电位置,在预设地图中规划行走路径,此类作法无需重构地图,实时性好。
S43、根据行走路径,控制机器人行走至充电位置并与最优充电站进行充电。
在本实施例中,举例而言,请继续参阅图1a,机场分别布设了第一充电站301、第二充电站302、第三充电站303及第四充电站304,其中,机器人的当前位置位于第三登机口13的附近,第一充电站301布设在步行区域10的最右端,第二充电站302布设在第一登机口11与第二登机口12之间,第三充电站303布设在机器人行走方向的走廊区域101,第四充电站304布设在乘客休息区102处。
其中,第一充电站301、第二充电站302、第三充电站303及第四充电站304各自充电位置分别与机器人的当前位置之间的距离依次为d1、d2、d3及d4,这四者的大小关系依次为:d2<d3<d1<d4。
机器人通过比对上述四者距离的大小关系,从中遍历出第二充电站302的充电位置与机器人的当前位置距离最短,于是,便可以选择第二充电站302作为最优充电站,因此,机器人开始规划行走路径,其中,所述行走路径以机器人的当前位置为出发点S3,第二充电站302的充电位置为终止点S4,其中,行走路径S3S4可以由两条折线组成,例如由折线S3S5与折线S5S4组成,亦可以由弧线S3S4组成,亦即,机器人可以按照直线行走,亦可以曲线行走。当机器人行走至第二充电站302的充电位置后,机器人与第二充电站302进行充电。
为了防止充电安全事故或者因充电损坏机器人或充电站,在一些实施例中,机器人与最优充电站进行充电时,一方面,机器人可以判断连接的充电站是否合法,例如,机器人获取最优充电站的充电设备信息,例如,当机器人与最优充电站进入充电初始化状态后,机器人向最优充电站发送设备信息请求,最优充电站根据设备信息请求,向机器人返回充电设备信息,充电设备信息可以是充电站的硬件系列号、身份信息或设备描述或其他可以表征所述最优充电站是与所述机器人匹配的信息,等等。
最后,机器人遍历第一预设设备列表是否存在与充电设备信息一致的设备参考信息,若是,控制所述机器人与所述最优充电站进行充电;若否,断开所述机器人与所述最优充电站的充电回路,因此,此种作法能够防止机器人连接非法充电站进行充电,从而避免存在因充电而损坏的风险。
或者,充电设备获取机器人的机器设备信息,遍历第二预设设备列表是否存在与机器设备信息一致的机器设备参考信息,若是,控制所述最优充电站为所述机器人充电;若否,断开所述最优充电站与所述机器人的充电回路。
在本实施例中,第一预设设备列表用于记录全部区域或者指定局部区域中各个充电站的充电设备信息,当充电设备信息记录在第一预设设备列表后,可以将所述充电设备信息作为设备参考信息,以便后续作比对之用。第二预设设备列表用于记录全部区域或者指定局部区域中各个机器人的机器设备信息,当机器设备信息记录在第二预设设备列表后,可以将所述机器人的机器设备参考信息,以便后续作比对之用。
可以理解的是,第一预设设备列表可以由后台终端发送给机器人,亦可以由机器人本地存储。第二预设设备列表可以由后台终端发送给机器人,亦可以由充电站本地存储。
还可以理解的是,当全部区域或者指定局部区域中出现新增充电站,或者删减充电站,或者对现有充电站作其它修改时,第一预设设备列表也会随之更新,亦即,在第一预设设备列表中新增充电站的充电设备信息、删除充电站的充电设备信息等等。后台终端可以将更新后的第一预设设备列表发送给机器人,或者将新增或删除的充电站的充电设备信息发送给机器人,由机器人在本地预存的第一预设设备列表中更新。
请结合图4b,图4b是本发明实施例提供的一种机器人回充系统的架构示意图。如图4b所示,所述机器人回充系统包括充电站401、机器人402、定位基站403、后台终端404及手机终端405,其中,充电站401与机器人402分别与定位基站403通讯连接,并且还分别与后台终端404通讯连接,手机终端405与后台终端404通讯连接。
可以理解的是,在一些实施例中,后台终端404或手机终端405都可以被省略,电站401、机器人402、定位基站403之间互相通讯连接。
如前所述,由于机器人402设置有第一定位标签,充电站401设置有第二定位标签,通过定位基站403基于UWB技术便可以分别确定机器人402及充电站401的位置。
定位基站403计算出机器人402及充电站401的位置后,向后台终端404发送机器人402及充电站401的位置,于是后台终端404可以根据机器人402及充电站401的位置,作一些应用逻辑,例如,在预设地图中标记充电站401的位置等等。
手机终端405与后台终端404两者互相通讯,完成相应的应用功能。
在本实施例中,由于每个充电站可以将充电状态等等充电数据发送给后台终端404,于是,后台终端404便可以得知每个充电站的充电状态,其中,充电状态包括可充状态与未可充状态,当充电站处于可充状态,于是,所述充电站可以为机器人充电。当充电站处于未可充状态,所述充电站被其它机器人占用而不可充电。
在一些实施例中,如前所述,由于机场的机器人比较多,偶尔会出现充电站被其它机器人占用的情况,例如,第二充电站被其它机器人占用。因此,在选择最优充电站时,机器人还可以结合充电站的充电状态进行判断与选择。
因此,获取最优充电站的充电位置时,首先,机器人可以确定每个所述充电站的充电位置,或者,确定最近的所述充电站的充电状态,或者,确定非最近的所述充电站的充电状态,或者,计算每个所述充电站与所述机器人之间的距离。其次,机器人根据每个所述充电站的充电位置、充电状态和/或所述距离,选择最优充电站的充电位置。
举例而言,机器人获取最优充电站的充电位置时,首先确定每个充电站的充电状态,亦即,充电站的充电状态为可充状态或未可充状态,例如,机器人向后台终端发送充电请求,后台终端根据充电请求,向机器人发送预设地图,其中,预设地图携带有每个充电站的充电位置及充电状态,于是,机器人从预设地图中便可得知每个充电站的充电位置及充电状态。
其次,机器人计算每个充电站与机器人之间的距离,例如,机器人已得到机器人及每个充电站在世界坐标系下的位置,接着求取机器人与每个充电站两点之间的距离。
最后,机器人根据每个充电站的充电状态及距离,选择最优充电站的充电位置,例如,当充电站的充电状态为可充状态,且与机器人之间的距离为最短时,则选择充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置,例如,假设第二充电站未被其它机器人占用,于是机器人便行走至第二充电站的充电位置。
举例而言,获取最优充电站的充电位置时,机器人还可以确定每个充电站的充电位置,根据每个充电站的充电位置,选择最优充电站的充电位置,例如,机器人从全部充电站的充电位置中遍历出与机器人距离最近的充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置,忽略与机器人距离非最近的充电站的充电位置。
举例而言,获取最优充电站的充电位置时,机器人还可以确定最近的充电站的充电状态,根据最近的充电站的充电状态,选择最优充电站的充电位置,例如,最近的充电站的充电状态为可充状态,则选择最近的充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置。当最近的充电站的充电状态为未可充状态,依然选择最近的充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置,所述机器人等待所述最近的充电站的充电状态由未可充状态变为可充状态。
举例而言,获取最优充电站的充电位置时,机器人还可以确定非最近的充电站的充电状态,例如,非最近的充电站的充电状态为未可充状态,则忽略所述非最近的充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置,剩下的充电站作为最优充电站。
举例而言,获取最优充电站的充电位置时,机器人还可以计算每个充电站与机器人之间的距离,根据所述距离,选择最优充电站的充电位置,例如,所述充电站与机器人的距离不是最近的,则忽略所述非最近的充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置。
可以理解的是,在每个所述充电站的充电位置、最近的所述充电站的充电状态、非最近的所述充电站的充电状态及每个所述充电站与所述机器人之间的距离中四个因素中,可以任意选择一个因素或者任意组合两个以上的因素来判断是否为最优充电站,即根据每个所述充电站的充电位置、充电状态和/或所述距离,选择最优充电站的充电位置。
在一些实施例中,当充电站的充电状态为未可充状态,且与机器人之间的距离为最短时,则根据与充电站连接并充电的其它机器人的剩余充电时长,选择最优充电站的充电位置。在本实施例中,剩余充电时长为其它机器人连接充电站后,以当前时间为准,至充满电量所需的时长,例如,当前时间为今天17点15分20秒,其它机器人距离充满电量还需要5分钟时长,亦即,其它机器人在今天17点20分20秒可以完成充满电量,因此,所述“5分钟”可以理解为剩余充电时长。
例如,假设第二充电站被其它机器人占用,但是,对于目标机器人而言,当它按照行走路径行走至第二充电站后,其它机器人恰恰充完电,于是,第二充电站还可以作为最优充电站,例如,机器人配置预设行走速度,其中,所述预设行走速度可以由机器人的剩余电量、电机的驱动电流、电机的角速度等等计算的。其次,机器人根据充电站与机器人之间的距离及预设行走速度,计算机器人抵达充电站的时长,当时长小于或等于剩余充电时长时,选择充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置。当时长大于剩余充电时长时,重新选择另外充电站。
举例而言,第二充电站被其它机器人占用,并且,其它机器人继续使用第二充电站5分钟,即可充满电量。对于目标机器人而言,其在预设行走速度下,按照行走路径行走至第二充电站所需的时间为5分钟,于是,机器人依然选择第二充电站作为最优充电站。
或者,当充电站的充电状态为可充状态,但是与机器人之间的距离非最短时,机器人按照充电站与机器人之间的距离,选择最优充电站,例如,假设第一充电站、第三充电站及第四充电站的充电状态都是可充状态,由于第三充电站与机器人的距离在三者中是最短的,于是,机器人选择第三充电站作为最优充电站。
或者,当全部充电站的充电状态都为未可充状态,机器人需要等待充电站被释放,此时,机器人需要按照预设频率访问后台状态,以便及时发现处于可充状态下的充电站。
在一些实施例中,充电站与机器人之间充电方式为有线充电方式,其中,每个充电站皆包括第一充电端子,机器人包括第二充电端子,充电时,控制机器人的第二充电端子与最优充电站的第一充电端子连接,以使最优充电站为机器人充电。
一般的,由于机器人自动与充电站配合连接并充电,在缺乏人工参与下,经常出现机器人未能够快速可靠地连接上充电站。因此,在一些实施例中,为了能够快速可靠地连接上充电站,机器人根据行走路径,从当前位置向最优充电站的充电位置行进,当机器人距离最优充电站一预定距离时,调整机器人的位姿,以与充电站对准,例如,机器人使用深度摄像头或者激光雷达或者距离传感器计算机器人与最优充电站之间的距离,当所述距离小于80厘米时,此时,机器人便判断自身相对于充电站的位姿,若机器人的中轴线与充电站的中轴线两者的夹角不为0或者不在预设角度范围时,机器人便开始调整自身的位姿,以与充电站对准。
当机器人与充电站对准后,继续控制机器人行进,使第二充电端子与最优充电站的第一充电端子对接并充电。
采用此种作法,其能够有效地连接上充电站进行充电。
调整机器人的位姿以与充电站对准的方式比较繁多,在一些实施例中,每个充电位置皆设置有标识体,机器人设置有识别传感器,标识体对应有标识特征信息,机器人通过识别传感器识别标识体,得到标识特征信息,根据标识特征信息,调整机器人的位姿,以与充电站对准,例如,识别传感器为激光雷达,机器人使用激光雷达发射激光特征信号,所述激光特征信号照射在所述标识体上,所述标识体发射所述激光特征信号,机器人处理反射回的激光特征信号,得到标识特征信息。
接着,在一些实施例中,标识特征信息可以为几何形状特征信息,机器人将标识特征信息与预设标识特征信息进行比对,得到比对结果,根据比对结果,确定机器人相对于充电站的位姿,进而可以根据所述位姿调整所述机器人的位姿,以与所述充电站对准,例如,几何形状特征信息为亮暗条纹相间的结构图案,其中,亮条纹图案一共四条,暗条纹图案一共四条,每条亮条纹图案的宽度都不同,且每条暗条纹图案的宽度都不同,若机器人正对着充电站向充电站发射激光特征信号,此时得到的标识特征信息为8条亮暗条纹图案交替排布的图像信息,并且,此时的亮暗条纹图案的宽度都等于预设值。若机器人斜对着充电站向充电站发射激光特征信号,此时得到的标识特征信息可以为8条亮暗条纹图案交替排布的图像信息,但是,此时个别亮暗条纹图案的宽度不等于预设值。或者,此时得到的标识特征信息可以为小于8的亮暗条纹图案交替排布的图像信息,并且,此时个别亮暗条纹图案的宽度不等于预设值。因此,通过将标识特征信息与预设标识特征信息进行比对,便可以得知机器人相对于充电站的位姿。
在一些实施例中,机器人还可以基于结构光方式,计算机器人相对于充电站的位姿。
在一些实施例中,标识特征信息为标识体在世界坐标系下的绝对位置信息,识别传感器为摄像机,请参阅图5a,每个充电站51的充电位置皆设置有标识体52,例如,标识体52设置在充电站51的中轴线上并与所述充电站51距离0.5米。借用上述例子,标识体为正方形的二维码,其中,二维码的尺寸为50毫米*50毫米,二维码的中心坐标为绝对位置信息,假设一个二维码的中心坐标为(15,10),其中,中心坐标到正方形的四条边的距离都是相同的,因此,左上角位置的坐标为(14.5,10.5),右上角位置的坐标为(14.5,9.5),左下角位置的坐标为(14.5,9.5),右下角位置的坐标为(15.5,9.5)。
机器人使用所述摄像机扫描所述标识体,得到所述绝对位置信息。
接着,机器人根据所述绝对位置信息及相机模型信息,计算所述摄像机的相机坐标系的中心点在世界坐标系下的中心坐标,根据所述中心坐标,调整所述机器人的位姿,以使调整位姿后的机器人的第二充电端子与所述最优充电站的第一充电端子正相对;
最后,机器人朝着与所述第一充电端子的正相对方向直行,以使所述第二充电端子与所述第一充电端子连接。
例如,机器人通过上述方式分析出,自身偏离充电站51的中轴线60度,机器人顺时针旋转60度,于是,机器人的中轴线与充电站51的中轴线重合。机器人朝向与第一充电端子的正相对方向直行,比较容易地将机器人的第二充电端子与最优充电站的第一充电端子连接。
在一些实施例中,与上述各个实施例调整机器人的位姿以与充电站对准的方式的不同点在于,每个充电站的两相对侧分别设置有至少一个光学发射器,不同侧光学发射器发射的光学信号是不同的,机器人设置有至少一个光学接收器。调整位姿时,机器人获取所述至少一个光学接收器发送的光学信号,其中,所述光学信号由同侧光学发射器向所述至少一个光学接收器发射的。其次,机器人根据所述光学信号,调整所述机器人的位姿,以与所述充电站对准,例如,位于最优充电站左侧的光学发射器发射第一光学信号,此时,机器人的光学接收器接收到所述第一光学信号,解析出所述第一光学信号是由位于最优充电站左侧的光学发射器发射的,并且,机器人根据第一光学信号,计算与所述最优充电站的相对位姿,若相对于最优充电站向左偏移,于是,机器人向右移动进行调整位姿,直至光学接收器未收到左侧光学发射器发射的第一光学信号。接着,机器人的光学接收器接收到位于最优充电站右侧的光学发射器发射的第二光学信号,机器人解析出所述第二光学信号是由位于最优充电站右侧的光学发射器发射的,并且,机器人根据第二光学信号,计算与所述最优充电站的相对位姿,若相对于最优充电站向右偏移,于是,机器人向左移动进行调整位姿,直至光学接收器未收到右侧光学发射器发射的第二光学信号。
机器人按照上述方式不断地调整与最优充电站的相对位姿,当光学接收器未再接收到最优充电站的左侧和右侧光学发射器发送的光学信号时,便意味着机器人已正对着最优充电站。
可以理解的是,调整机器人与最优充电站之间的相对位姿的方式比较繁多,并不局限于本实施例所提供的。
可以理解的是,光学发射器为红外发射器,光学接收器为红外接收器,还可以理解的是,光学发射器或光学接收器还可以选择其它合适的光学传感器。
在一些实施例中,虽然已校正机器人与最优充电站的位姿,考虑到在校正位姿后的机器人为了完成与最优充电站之间的对接,还需要行走一段距离,为了能够更加可靠快速地将机器人的第二充电端子连接上最优充电站的第一充电端子,在一些实施例中,可以对充电站作出相应的结构改进,例如,请参阅图5b,充电51包括左侧第一充电端子511、右侧第一充电端子512及定位组件513,其中,左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512齐平,共处在同一水平线上。定位组件513设置在左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512之间,定位组件513分别与左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512连接,并可驱动左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512作伸缩运动。
充电站51未与机器人连接充电时,左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512处于缩回充电站51的壳体514内的,定位组件513暴露出外部环境。
当机器人的第二充电端子朝向壳体514内部方向挤压定位组件513时,一方面,定位组件513按照挤压方向朝向壳体514内部缩回,另一方面,缩回的定位组件513同时驱动左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512弹出外部环境,于是,左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512便可以与对应的第二充电端子连接。
当机器人充完电需离开充电站时,由于没有外力挤压定位组件513,定位组件513弹出外部环境,与此同时,弹出的定位组件513驱动左侧第一充电端子511与右侧第一充电端子512缩回壳体514内。
因此,采用此种结构的充电站,其能够避免充电端子在未充电时暴露在外部环境而产生一些安全事故。
总体而言,本实施例能够及时发现电量不足的机器人,并将此类机器人自动送回充电站进行充电,避免耗费大量人力物力,并且能够及时为机器人充电,减少人工参与的维护时间,相对地提高机器人的工作时间,进而提高机器人的利用率。
需要说明的是,在上述各个实施例中,上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序,本领域普通技术人员,根据本发明实施例的描述可以理解,不同实施例中,上述各步骤可以有不同的执行顺序,亦即,可以并行执行,亦可以交换执行等等。
作为本发明实施例的另一方面,本发明实施例提供一种机器人回充装置。请参阅图6a,机器人回充装置600包括:位置获取模块61、路径规划模块62及控制模块63。
位置获取模块61用于在检测到所述机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取所述机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;
路径规划模块62用于根据所述当前位置及所述充电位置,规划行走路径;
控制模块63用于根据所述行走路径,控制所述机器人行走至所述充电位置并与所述最优充电站进行充电。
总体而言,本实施例能够及时发现电量不足的机器人,并将此类机器人自动送回充电站进行充电,避免耗费大量人力物力,并且能够及时为机器人充电,减少人工参与的维护时间,相对地提高机器人的工作时间,进而提高机器人的利用率。
在一些实施例中,请参阅图6b,位置获取模块61包括:状态确定单元611、距离计算单元612及位置选择单元613。
状态确定单元611用于确定每个所述充电站的充电位置及充电状态;
距离计算单元612用于计算每个所述充电站与所述机器人之间的距离;
位置选择单元613用于根据每个所述充电站的充电位置、充电状态及所述距离,选择最优充电站的充电位置。
在一些实施例中,所述充电站的充电状态包括可充状态与未可充状态,所述位置选择单元613具体用于:当所述充电站的充电状态为可充状态,且与所述机器人之间的距离为最短时,则选择所述充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置;当所述充电站的充电状态为未可充状态,且与所述机器人之间的距离为最短时,则根据与所述充电站连接并充电的其它机器人的剩余充电时长,选择最优充电站的充电位置。
在一些实施例中,所述位置选择单元613具体用于:为所述机器人配置预设行走速度;根据所述充电站与所述机器人之间的距离及所述预设行走速度,计算所述机器人抵达所述充电站的时长;当所述时长小于或等于所述剩余充电时长时,选择所述充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置。
在一些实施例中,每个所述充电站皆设置有定位标签,所述定位标签用于与定位基站通讯连接,所述状态确定单元611具体用于:获取所述定位基站发送的每个所述充电站的充电位置,其中,每个所述充电站的充电位置由所述定位基站根据每个所述充电站的定位标签发射的定位信号计算的。
在一些实施例中,所述机器人设置有定位标签,所述定位标签用于与定位基站通讯连接,位置获取模块61具体用于:获取所述定位基站发送的所述机器人的当前位置,其中,所述机器人的当前位置由所述定位基站根据所述机器人的定位标签发射的定位信号计算的。
在一些实施例中,每个所述充电站皆包括第一充电端子,所述机器人包括第二充电端子,所述控制模块63具体用于:根据所述行走路径,控制所述机器人从所述当前位置向所述最优充电站的充电位置行进;当所述机器人距离所述最优充电站一预定距离时,判断所述机器人相对于所述充电站的位姿;调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准;控制所述机器人行进,使所述第二充电端子与所述最优充电站的第一充电端子对接并充电。
在一些实施例中,每个所述充电位置皆设置有标识体,所述机器人设置有识别传感器,所述标识体对应有标识特征信息,所述控制模块63具体还用于:通过所述识别传感器识别所述标识体,得到所述标识特征信息;根据所述标识特征信息,调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准。
在一些实施例中,所述标识特征信息包括亮暗条纹相间的结构图案。
在一些实施例中,所述标识特征信息为所述标识体在世界坐标系下的绝对位置信息,所述识别传感器为摄像机,所述控制模块63具体还用于:使用所述摄像机扫描所述标识体,得到所述绝对位置信息;根据所述绝对位置信息及相机模型信息,计算所述摄像机的相机坐标系的中心点在世界坐标系下的中心坐标;根据所述中心坐标,调整所述机器人的位姿,以使调整位姿后的机器人的第二充电端子与所述最优充电站的第一充电端子正相对。
在一些实施例中,每个所述充电站的两相对侧分别设置有至少一个光学发射器,不同侧光学发射器发射的光学信号是不同的,所述机器人设置有至少一个光学接收器,所述控制模块63具体还用于:获取所述至少一个光学接收器发送的光学信号,其中,所述光学信号由同侧光学发射器向所述至少一个光学接收器发射的;根据所述光学信号,调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准。
需要说明的是,上述行李搬运装置可执行本发明实施例所提供的机器人回充方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在机器人回充装置实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的机器人回充方法。
图7是本发明实施例提供一种电子设备的电路原理框图,其中,所述电子设备包括机器人或充电站。如图7所示,该电子设备700包括一个或多个处理器71以及存储器72。其中,图7中以一个处理器71为例。
处理器71和存储器72可以通过总线或者其他方式连接,图7中以通过总线连接为例。
存储器72作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的机器人回充方法对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行机器人回充装置的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例机器人回充方法以及上述装置实施例的各个模块的功能。
存储器72可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器71。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器72中,当被所述一个或者多个处理器71执行时,执行上述任意方法实施例中的机器人回充方法。
本发明实施例的电子设备700以多种形式存在,在执行以上描述的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行,例如图7中的一个处理器71,可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的机器人回充方法。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被电子设备执行时,使所述电子设备执行任一项所述的机器人回充方法。
总体而言,本实施例能够及时发现电量不足的机器人,并将此类机器人自动送回充电站进行充电,避免耗费大量人力物力,并且能够及时为机器人充电,减少人工参与的维护时间,相对地提高机器人的工作时间,进而提高机器人的利用率。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种机器人回充方法,其特征在于,包括:
在检测到所述机器人的实时电量低于或等于预设电量阈值时,获取所述机器人的当前位置及最优充电站的充电位置;
根据所述当前位置及所述充电位置,规划行走路径;
根据所述行走路径,控制所述机器人行走至所述充电位置并与所述最优充电站进行充电。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取最优充电站的充电位置,包括以下步骤之至少一者:
确定每个所述充电站的充电位置;确定最近的所述充电站的充电状态;确定非最近的所述充电站的充电状态;计算每个所述充电站与所述机器人之间的距离;
根据每个所述充电站的充电位置、充电状态和/或所述距离,选择最优充电站的充电位置。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述充电站的充电状态包括可充状态与未可充状态,所述根据每个所述充电站的充电位置、充电状态和所述距离,选择最优充电站的充电位置,包括:
当所述充电站的充电状态为可充状态,且与所述机器人之间的距离为最短时,则选择所述充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置;
当所述充电站的充电状态为未可充状态,且与所述机器人之间的距离为最短时,则根据与所述充电站连接并充电的其它机器人的剩余充电时长,选择最优充电站的充电位置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据与所述充电站连接并充电的其它机器人的剩余充电时长,选择最优充电站的充电位置,包括:
为所述机器人配置预设行走速度;
根据所述充电站与所述机器人之间的距离及所述预设行走速度,计算所述机器人抵达所述充电站的时长;
当所述时长小于或等于所述剩余充电时长时,选择所述充电站的充电位置作为最优充电站的充电位置。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每个所述充电站皆设置有定位标签,所述定位标签用于与定位基站通讯连接,所述确定每个所述充电站的充电位置,包括:
获取所述定位基站发送的每个所述充电站的充电位置,其中,每个所述充电站的充电位置由所述定位基站根据每个所述充电站的定位标签发射的定位信号计算的。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述机器人设置有定位标签,所述定位标签用于与定位基站通讯连接,所述获取所述机器人的当前位置,包括:
获取所述定位基站发送的所述机器人的当前位置,其中,所述机器人的当前位置由所述定位基站根据所述机器人的定位标签发射的定位信号计算的。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,每个所述充电站皆包括第一充电端子,所述机器人包括第二充电端子,所述根据所述行走路径,控制所述机器人行走至所述充电位置并与所述最优充电站进行充电,包括:
根据所述行走路径,控制所述机器人从所述当前位置向所述最优充电站的充电位置行进;
当所述机器人距离所述最优充电站一预定距离时,判断所述机器人相对于所述充电站的位姿;
调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准;
控制所述机器人行进,使所述第二充电端子与所述最优充电站的第一充电端子对接并充电。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,每个所述充电位置皆设置有标识体,所述机器人设置有识别传感器,所述标识体对应有标识特征信息,所述调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准,包括:
通过所述识别传感器识别所述标识体,得到所述标识特征信息;
根据所述标识特征信息,调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述标识特征信息包括亮暗条纹相间的结构图案。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述标识特征信息为所述标识体在世界坐标系下的绝对位置信息,所述识别传感器为摄像机,所述根据所述标识特征信息,调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准,包括:
使用所述摄像机扫描所述标识体,得到所述绝对位置信息;
根据所述绝对位置信息及相机模型信息,计算所述摄像机的相机坐标系的中心点在世界坐标系下的中心坐标;
根据所述中心坐标,调整所述机器人的位姿,以使调整位姿后的机器人的第二充电端子与所述最优充电站的第一充电端子正相对。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,每个所述充电站的两相对侧分别设置有至少一个光学发射器,不同侧光学发射器发射的光学信号是不同的,所述机器人设置有至少一个光学接收器,所述调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准,包括:
获取所述至少一个光学接收器发送的光学信号,其中,所述光学信号由同侧光学发射器向所述至少一个光学接收器发射的;
根据所述光学信号,调整所述机器人的位姿,以与所述最优充电站对准。
12.一种机器人,其特征在于,包括:
第一定位标签,用于发送定位信号;
第一无线通信模块;
传感器组件,用于采集环境信息;
电源模块,包括第二充电端子,所述电源模块用于存储并提供电能;
第一控制器,分别与所述第一定位标签、所述第一无线通信模块、所述传感器组件及所述电源模块连接,用于执行如权利要求1至11任一项所述的机器人回充方法。
13.一种充电站,其特征在于,包括:
第二定位标签,用于发送定位信号;
电源电路,包括第一充电端子,所述第一充电端子用于与权利要求12所述的第二充电端子连接;
第二无线通信模块;
第二控制器,分别与所述第二定位标签、所述电源电路及所述第二无线通信模块连接,用于控制所述电源电路为所述机器人提供电源。
14.一种机器人回充系统,其特征在于,包括:
如权利要求12所述的机器人;
如权利要求13所述的充电站;以及
定位基站;
其中,所述机器人、所述充电站及所述定位基站之间相互通讯连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 1701, building 2, Yinxing Zhijie, No. 1301-72, sightseeing Road, Xinlan community, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Yinxing Intelligent Group Co.,Ltd. Address before: 518000 building A1, Yinxing hi tech Industrial Park, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen Silver Star Intelligent Technology Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information |