CN110936846A - 一种更换电池的方法、换电机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及数据处理领域，公开了一种更换电池的方法、换电机器人及存储介质。本申请的部分实施例中，更换电池的方法包括：响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；第一预设位置根据电动车的停车位置确定；拍摄第一方向的第一图像数据；根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；将电动车的待换电池更换为替换电池。在降低计算损耗的同时，保证了换电机器人定位的准确性，降低了换电站投放和维护成本，降低了对电动车停放位置的准确度的要求，提高客户体验。

Description

一种更换电池的方法、换电机器人及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及数据处理领域，特别涉及一种更换电池的方法、换电机器人及存储介质)。

背景技术

伴随着国内新能源汽车行业的蓬勃发展，越来越多人开始使用电动车。为达到更好的用户体验和更强的实用价值，一些电动车厂商为客户提供更换电池的服务。其中，国内已经有一些厂商针对自卖的电动车建立换电站。客户将电动车行驶至换电槽，换电站就可以机械固定好电动车，然后在电动车底部通过一些设备自动拆装电池。

然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：这种替换电池的方法需要对换电槽进行大规模施工，需要额外付出施工成本。并且，电动车停放时，需要精准停放操作，对于客户来说，比较不友好。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种更换电池的方法、换电机器人及存储介质，在降低计算损耗的同时，保证了换电机器人定位的准确性，降低了换电站投放和维护成本，降低了对电动车停放位置的准确度的要求，提高客户体验。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种更换电池的方法，包括以下步骤：响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；第一预设位置根据电动车的停车位置确定；拍摄第一方向的第一图像数据；根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；将电动车的待换电池更换为替换电池。

本发明的实施方式还提供了一种换电机器人，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上述实施方式提及的更换电池的方法。

本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式提及的更换电池的方法。

本发明的实施方式还提供了一种换电系统，包括：换电站和换电机器人；其中，换电站用于向换电机器人发送第一换电指令，以及换电机器人用于响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；第一预设位置根据电动车的停车位置确定；拍摄第一方向的第一图像数据；根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；将电动车的待换电池更换为替换电池。

本发明实施方式相对于现有技术而言，换电机器人响应于第一换电指令，基于换电机器人的视觉系统，沿第一轨迹线移动至第一预设位置，该定位方式算法更为简单，降低了机器人定位过程对计算资源的损耗。在到达第一预设位置后，基于标记进行位置调整，提高了换电机器人定位的准确性。除此之外，由换电机器人为电动车更换电池，无需借助其他器件进行定位导航，降低了换电机器人的成本。无需客户将电动车准确停放在换电槽上，降低了对客户停车位置准确性的要求，提高了客户体验。除此之外，换电站无需设置换电槽等大型设备，降低了换电站投放和维护成本。

另外，将电动车的待换电池更换为替换电池，具体包括：从电动车上取下待换电池并放置在换电机器人的电池托盘上；沿地面的第二轨迹线移动至第二预设位置；第二预设位置根据换电站的位置确定；拍摄第二方向的第二图像数据；根据第二图像数据中换电站的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系；在确定电池托盘上的待换电池被替换为替换电池后，沿地面的第三轨迹线移动至第三预设位置；拍摄第一方向的第三图像数据；根据第三图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电池槽的相对位置关系符合预设的第三位置关系；将替换电池安装至电池槽中。

另外，确定待换电池被替换为替换电池，具体包括：判断是否接收到换电站发送的换电完成指令；若确定是，则确定待换电池被替换为替换电池；或者，监控检测数据；检测数据指示换电机器人的电池托盘上是否放置有物品；若检测数据符合预设要求，则确定待换电池被替换为替换电池；预设要求指示：在换电机器人自身与换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系的情况下，电池托盘上放置的物品被取走，且，电池托盘上被重新放置有物品。

另外，电池托盘上安装有重力传感器，检测数据包括重力数据；或者，电池托盘上安装有距离传感器，检测数据包括距离数据；距离数据指示距离传感器的感测范围内的物体与电池托盘之间的距离。

另外，第一换电指令由与换电机器人通信连接的换电站发送，其中，换电站在接收到换电请求后，发送第一换电指令至换电机器人；或者，第一换电指令由换电机器人在确定自身的摄像头视野内存在电动车后生成。

另外，在根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置之前，更换电池的方法还包括：判断第一图像数据中是否存在标记；若确定存在，则执行根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置；若确定不存在，则播放提示信息，或者，发送提示信息至提示端，提示端包括换电站或电动车的使用者的移动终端；提示信息指示换电机器人定位失败；并且，响应于第二换电指令，重新拍摄第一图像数据。

另外，在沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置之前，更换电池的方法还包括：拍摄第四图像数据；根据第四图像数据，进行定位；若确定定位失败，则发送定位丢失告警信息至换电机器人的管理后台。

另外，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置，包括：调用设置于换电机器人底部的第一摄像头，根据第一摄像头实时获取的图像数据，控制自身沿第一轨迹线移动至第一预设位置；拍摄第一方向的第一图像数据，包括：调用设置于换电机器人顶部的第二摄像头，拍摄第一图像数据，第二摄像头的拍摄方向沿第一方向。

另外，第一方向垂直地面向上，第二方向根据预设的换电机器人和换电站的第二位置关系确定。

另外，换电站还用于：在接收到换电请求后，发送第一换电指令至换电机器人。

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1是本发明的第一实施方式的更换电池的方法的流程图；

图2是本发明的第二实施方式的更换电池的方法的流程图；

图3是本发明的第二实施方式的换电站、换电机器人、停车位置和电动车的相对位置关系的示意图；

图4是本发明的第三实施方式的换电机器人的结构示意图；

图5是本发明的第四实施方式的换电机器人的结构示意图；

图6是本发明的第五实施方式的换电系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明公开的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明的第一实施方式涉及一种更换电池的方法，应用于换电机器人，如图1所示，该导航方法包括：

步骤101：响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置。

具体地说，第一预设位置根据电动车的停车位置确定。换电站的地面上可以设置黑色或其他颜色的轨迹线，换电机器人在检测到第一换电指令后，识别该颜色的轨迹线，并沿着该颜色的轨迹线运动至第一预设位置。

在一个实施例中，第一预设位置为电动车的停车位置的几何中心。例如，停车位置为矩形区域，则第一预设位置为该矩形的对角线的交点。

在另一个实施例中，第一预设位置基于电动车的停车位置，以及电动车的电池和电动车的相对位置关系确定。具体地说，基于电动车的电池和电动车的相对位置关系，确定电动车停在停车位置所在区域时，电动车的电池所在的区域，则第一预设位置为该区域的几何中心。

需要说明的是，从换电机器人的初始位置到第一预设位置的第一轨迹线可以人工标记，也可以由机器标记，本实施方式不限制第一轨迹线的标记方式。

在一个实施例中，换电机器人存储有从当前位置沿第一轨迹线运动至第一预设位置的第一距离。换电机器人沿第一轨迹线移动的过程中，根据换电机器人电机的运行参数，确定当前移动距离。在当前移动距离达到第一距离时，换电机器人确认到达第一预设位置，停止运动。

在另一个实施例中，第一预设位置可以放置特定的第一位置标识，用于标记该位置。其中，第一位置标识的图案颜色等可以根据需要设置。换电机器人沿第一轨迹线运动的过程中，检测是否移动至第一位置标识，若确定是，则确定达到第一预设位置，停止运动。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，换电机器人还可以基于其他条件判断当前是否达到第一预设位置，本实施方式仅为举例说明，不限制换电机器人判断是否到达第一预设位置的具体方法。

在一个实施例中，第一轨迹线为预先标定的轨迹线，机器人在沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置之前，拍摄第四图像数据；根据第四图像数据，进行定位；若确定定位失败，则发送定位丢失告警信息至换电机器人的管理后台。例如，换电机器人在检测到第一换电指令后，或者，在开机后，可以先进行定位确认。电子设备可以控制摄像头拍摄地面，得到第四图像数据，根据第四图像数据中是否存在第一轨迹线，进行定位。若第四图像数据中不存在第一轨迹线，则认为定位失败，若第四图像数据中存在第一轨迹线，则认为定位成功。电子设备也可以通过摄像头沿第三方向拍摄第四图像数据，根据第四图像数据中是否存在换电站的标记来判断是否定位成功。若第四图像数据中不存在换电站的标记，则认为定位失败，若第四图像数据中存在换电站的标记，则认为定位成功。其中，第三方向可以预先存储与电子设备的存储器中，第三方向基于电子设备在初始位置时，自身与换电站的标记的相对位置关系确定。如果定位失败，可以向管理后台发送丢失告警信息，让人工介入解决。其中，管理后台可以位于云端服务器，可以以位于换电站的服务器。此处不做限制。

值得一提的是，换电机器人在移动前进行定位，避免换电机器人丢失无法正常响应换电指令。

在一个实施例中，第一换电指令由与换电机器人通信连接的换电站发送，其中，换电站在接收到换电请求后，发送第一换电指令至换电机器人。其中，换电请求可以由车载终端或电动车的使用者的移动终端发送，也可以由管理后台发送，此处不作限制。

值得一提的是，通过固定的换电站建立换电机器人与车载终端或移动终端的通信桥梁，换电机器人更换后，只需重新建立换电站和换电机器人之间的通信连接即可，无需更新换电机器人与所有的车载终端或移动终端之间的通信连接，维护更为方便。

在另一个实施例中，第一换电指令由换电机器人在确定自身的摄像头视野内存在电动车后生成。

值得一提的是，由换电机器人自行监控是否需要进行换电操作，提高了换电机器人的智能性。

步骤102：拍摄第一方向的第一图像数据。

具体地说，换电机器人在移动至第一预设位置后，若停车位置停放有电动车，在第一方向拍摄的第一图像数据中，可以检测到该电动车的标记，以便换电机器人进行二次定位。

在一个实施例中，第一方向可以预先设置，即换电机器人的存储器中存储的相关程序中设置有该第一方向。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，第一方向可以是垂直地面向上的方向，或者是与垂直地面向上的方向夹角小于预设角度的任意方向，其中，预设值可以是小于90度的任意数值，进一步的，可以是小于70度的任意数值，如30度等，其具体数值可以根据电动车停放在停车位置后，电池位置和第一预设位置之间的关系确认。

在另一实施例中，第一方向可以根据第一换电指令确定。第一换电指令中包括第一方向，该第一方向可以根据电动车的型号确定。具体地说，不同的电动车，其电池放置位置可能不同，因此，换电机器人或换电站在确定第一换电指令时，可以获取需要更换电池的电动车的型号，根据预先存储的电动车的型号和第一方向的对应关系，确定该需要更换电池的电动车对应的第一方向。

步骤103：根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系。

具体地说，换电机器人根据第一图像数据中的标记的位置信息，确定自身与待换电池之间实际的相对位置关系。换电机器人根据实际的相对位置关系，以及期望的第一位置关系，调整自身的位置，以使得自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合第一位置关系，进而可以进行换电电池的拆卸、更换等操作。

值得一提的是，换电机器人通过二次定位的方式，在提高定位速度的前提下，进一步提高定位的准确性。

需要说明的是，第一图像数据中的标记可以是指粘贴于电动车的底部任意位置的标记，也可以是粘贴于电池所在位置的标记，本实施方式不对第一图像数据中的标记进行限制。

在一个实施例中，换电机器人在调整自身的位置之前，判断第一图像数据中是否存在标记；若确定存在，则执行根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置；若确定不存在，则播放提示信息，或者，发送提示信息至提示端，提示端包括换电站或电动车的使用者的移动终端；提示信息指示换电机器人定位失败；并且，响应于第二换电指令，重新拍摄第一图像数据。播放提示信息后，电动车的使用者可以重新停放电动车，使电动车停放在预设的停车位置。电动车的使用者在完成该操作后，可以直接发送第二换电指令至换电机器人，或者，通过换电站发送第二换电指令至换电机器人。该第二换电指令指示换电机器人进行换电操作。换电机器人响应于第二换电指令，重新拍摄第一图像数据，并在第一图像数据中存在标记后，执行步骤103。

在一个实施例中，换电机器人在确定第一图像数据中不存在标记后，可以先移动至初始位置，再发送或播放提示信息，以避免电动车重新停放过程中损坏换电机器人。可选的，换电机器人沿第一轨迹线移动至初始位置。换电机器人重新拍摄第一图像数据前，先沿第一轨迹线移动至第一预设位置。其中，初始位置是指预先设置的、换电机器人未进行换电操作时的停放位置。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，本领域技术人员可以根据需要增设其他相关步骤，此处不一一列举。

在一个实施例中，换电机器人的底部设置有第一摄像头，换电机器人的顶部设置有第二摄像头。换电机器人沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置的过程中，调用设置于换电机器人底部的第一摄像头，根据第一摄像头实时获取的图像数据，控制自身沿第一轨迹线移动至第一预设位置。换电机器人拍摄第一方向的第一图像数据的过程中，调用设置于换电机器人顶部的第二摄像头，拍摄第一图像数据，第二摄像头的拍摄方向沿第一方向。

在另一实施例中，换电机器人设置有可旋转的第三摄像头。换电机器人沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置的过程中，确定第三摄像头旋转至预先设置的第一拍摄角度，第一拍摄角度可以是垂直向下，也可以与垂直向下存在一定的夹角。在确定第三摄像头旋转至第一拍摄角度后，根据该第三摄像头实时获取的图像数据，控制自身沿第一轨迹线移动至第一预设位置。换电机器人拍摄第一方向的第一图像数据的过程中，确定该第三摄像头旋转至预先设置的第二拍摄角度，第二拍摄角度可以是垂直向上，也可以与垂直向上存在一定的夹角。在确定第三摄像头旋转至第二拍摄角度后，拍摄第一图像数据。其中，为保证导航过程的准确性，可以在每次旋转第三摄像头后，重新标定第三摄像头。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，还可以换电机器人也可以采用其他结构，此处不一一列举。

步骤104：将电动车的待换电池更换为替换电池。

具体地说，换电机器人在到达电动车底部后，即可拆卸电动车的待换电池，并将替换电池安装在电动车上。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

与现有技术相比，本实施方式中提供的更换电池的方法，换电机器人响应于第一换电指令，基于换电机器人的视觉系统，沿第一轨迹线移动至第一预设位置，该定位方式算法更为简单，降低了机器人定位过程对计算资源的损耗。在到达第一预设位置后，基于标记进行位置调整，提高了换电机器人定位的准确性。除此之外，由换电机器人为电动车更换电池，无需借助其他器件进行定位导航，降低了换电机器人的成本。无需客户将电动车准确停放在换电槽上，降低了对客户停车位置准确性的要求，提高了客户体验。除此之外，换电站无需设置换电槽等大型设备，降低了换电站投放和维护成本。

本发明的第二实施方式涉及一种更换电池的方法。本实施方式是对第一实施方式的举例说明，具体说明了：第一实施方式中换电机器人将待换电池更换为替换电池的过程。

具体的说，如图2所示，在本实施方式中，包含步骤201至步骤210，其中，步骤201至步骤203分别与第一实施方式中的步骤101至步骤103大致相同，此处不再赘述。下面主要介绍不同之处：

执行步骤201至步骤203。

步骤204：从电动车上取下待换电池并放置在换电机器人的电池托盘上，沿地面的第二轨迹线移动至第二预设位置。

具体地说，第二预设位置根据换电站的位置确定。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，当机器人的初始位置、第一预设位置和第二预设位置在同一直线上，或者，机器人的初始位置和第二预设位置相同时，第一轨迹线和第二轨迹线可以为同一轨迹线，也可以是不同的轨迹线，此处不限制第一轨迹线和第二轨迹线之间的关系。

步骤205：拍摄第二方向的第二图像数据。

具体地说，换电机器人可以通过调整第三摄像头的拍摄角度，或者，通过第四摄像头，拍摄第二方向的第二图像数据，以便换电机器人进行二次定位。

在一个实施例中，第二方向根据预设的换电机器人和换电站的第二位置关系确定。例如，若第二位置关系为换电站位于换电机器人的右前方，则第二方向为右前方。

步骤206：根据第二图像数据中换电站的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系。

具体地说，换电机器人根据第二图像数据中换电站的标记的位置信息，确定自身和换电站之间实际的相对位置关系。换电机器人根据自身和换电站之间实际的相对位置关系，以及期望的第二位置关系，调整自身的位置，以使自身与换电站的相对位置关系符合第二位置关系。

值得一提的是，换电机器人通过二次定位的方式，在提高定位速度的前提下，进一步提高定位的准确性。

步骤207：在确定电池托盘上的待换电池被替换为替换电池后，沿地面的第三轨迹线移动至第三预设位置。

具体地说，换电机器人在调整自身位置，使得自身与换电站的相对位置关系符合第二位置关系后，可以发送更换电池指令至换电站。换电站在接收到更换电池指令后，控制用于换电池的机械臂(以下简称换电臂)将换电机器人的电池托盘上的待换电池取到第四预设位置；控制换电臂从第四预设位置取出替换电池，放置在换电机器人的电池托盘上。换电机器人在确定待换电池被替换为替换电池后，沿地面的第三轨迹线移动至第三预设位置。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，第三预设位置和第一预设位置可以是同一位置，也可以是不同位置，此处不作限制。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，第三轨迹线和第二轨迹线可以为同一轨迹线，也可以是不同的轨迹线，此处不限制第三轨迹线和第二轨迹线之间的关系。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，换电站也可以通过自身的视觉系统，检测是否存在需要更换电池的换电机器人，若存在，则控制换电臂执行更换电池的相关操作，本实施方式不限制换电站触发更换电池的操作的具体方式。

以下对换电机器人确定待换电池被替换为替换电池的方式进行举例说明。

方式1：换电机器人判断是否接收到换电站发送的换电完成指令；若确定是，则确定待换电池被替换为替换电池。

方式2：监控检测数据；检测数据指示换电机器人的电池托盘上是否放置有物品；若检测数据符合预设要求，则确定待换电池被替换为替换电池；预设要求指示：在换电机器人自身与换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系的情况下，电池托盘上放置的物品被取走，且，电池托盘上被重新放置有物品。

在一个实施例中，电池托盘上安装有重力传感器，检测数据包括重力数据。换电机器人若确定该重力数据指示：在某个时刻，重力传感器检测的承重值为0，且在经过一段时间后，承重值为预设重力值后，则确定待换电池被替换为替换电池。

在另一个实施例中，电池托盘上安装有距离传感器，检测数据包括距离数据；距离数据指示距离传感器的感测范围内的物体与电池托盘之间的距离。换电机器人若确定该距离数据指示：在某个时刻，距离传感器检测到电池托盘上的物体与电池托盘的距离大于预设距离值，且在经过一段时间后，距离值小于或等于预设阈值，如0，则确定待换电池被替换为替换电池。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，实际应用中，还可以通过其他传感器，确认待换电池是否被替换为替换电池，此处不一一赘述。

步骤208：拍摄第一方向的第三图像数据。

具体地说，换电机器人在取得替换电池，到达第三预设位置后，拍摄第三图像数据，以便进行二次定位，提高定位的准确性。

步骤209：根据第三图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电池槽的相对位置关系符合预设的第三位置关系。

具体地说，换电机器人基于第三图像数据进行二次定位，其具体定位过程可参考第一实施方式的步骤103，此处不再赘述。

需要说明的是，第三图像数据中的标记可以是指粘贴于电动车的底部任意位置的标记，也可以是粘贴于电池槽内的标记，本实施方式不对第三图像数据中的标记进行限制。

步骤210：将替换电池安装至电池槽中。

具体地说，在换电机器人与电池槽的相对位置关系符合预设的第三位置关系后，换电机器人可以通过执行预先设置的操作指令，以便将替换电池安装至电池槽中。其中，预先设置的操作指令可以指示换电机器人拿起替换电池，并将替换电池放置在电池槽中。

以下结合实际场景，对换电机器人更换电池的过程进行举例说明。

假设，第一轨迹线、第二轨迹线和第三轨迹线为同一黑色轨迹线，第一预设位置和第三预设位置为同一位置，第一图像数据中的标记为电池的标记，第三图像数据中的标记为电池槽的标记，换电站301、换电机器人302、停车位置303和电动车304的相对位置关系如图3所示。首先，在接收到第一换电指令后，换电机器人302先进行定位确认。该定位确认过程既可以通过第一摄像头识别地面的黑色轨迹线返回的数据确认，也可以通过第二摄像头识别换电站301底部的标记来确认。如果定位失败，则向管理后台发送丢失告警信息，让人工介入解决。如果定位成功，换电机器人302沿着黑色轨迹线行驶到电动车304底部(粗定位)，即第一预设位置，然后通过换电机器人302的第二摄像头，搜寻电池标记，并在搜寻到电池标记后，进行位置调整(细定位)，最后拆卸欠电的待换电池。换电机器人302沿着黑色轨迹线行驶到换电站301的换电臂底部(粗定位)，即第二预设位置，然后通过第二摄像头，搜寻换电站301的标记后，并在搜寻到换电站的标记后，进行位置调整(细定位)。换电站301的换电臂3011取走换电机器人302上的待换电池，并换上充满电的替换电池。换电机器人302沿着黑色轨迹线行驶到电动车304底部，即第一预设位置(粗定位)，然后通过换电机器人302的第二摄像头，搜寻电池槽的标记，并在搜寻到电池槽的标记后，进行位置调整(细定位)，最后安装替换电池。

需要说明的是，本实施方式提及的第一图像数据中的标记、第二图像数据中的换电站标记和第三图像数据中的标记等可以是二维码或者商标，此处不做限制。

需要说明的是，上述示例中，粗定位的定位精度可以小于等于10cm，细定位的定位精度可以小于等于1cm，换电机器人通过二次定位，在保证定位速度的情况下，提高定位精度。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，第一轨迹线、第二轨迹线和第三轨迹线可以是黑色轨迹线，也可以是其他颜色的轨迹线，其颜色与地面的颜色有反差即可，此处不一一列举。

需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

与现有技术相比，本实施方式中提供的更换电池的方法，换电机器人响应于第一换电指令，基于换电机器人的视觉系统，沿第一轨迹线移动至第一预设位置，该定位方式算法更为简单，降低了机器人定位过程对计算资源的损耗。在到达第一预设位置后，基于标记进行位置调整，提高了换电机器人定位的准确性。除此之外，由换电机器人为电动车更换电池，无需借助其他器件进行定位导航，降低了换电机器人的成本。无需客户将电动车准确停放在换电槽上，降低了对客户停车位置准确性的要求，提高了客户体验。除此之外，换电站无需设置换电槽等大型设备，降低了换电站投放和维护成本。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的第三实施方式涉及一种换电机器人400，如图4所示，包括：第一导航模块401、拍摄模块402、第二导航模块403和替换模块404。第一导航模块401用于响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；第一预设位置根据电动车的停车位置确定。拍摄模块402用于拍摄第一方向的第一图像数据。第二导航模块403用于根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系，替换模块404用于将待换电池更换为替换电池。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的装置实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的第四实施方式涉及一种换电机器人500，如图5所示，包括：至少一个处理器501；以及，与至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，指令被至少一个处理器501执行，以使至少一个处理器501能够执行如上述实施方式提及的更换电池的方法。

该换电机器人包括：一个或多个处理器501以及存储器502，图5中以一个处理器501为例。处理器501、存储器502可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。存储器502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。处理器501通过运行存储在存储器502中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述更换电池的方法。

存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储选项列表等。此外，存储器502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。在一些实施方式中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至外接设备。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。

一个或者多个模块存储在存储器502中，当被一个或者多个处理器501执行时，执行上述任意方法实施方式中的更换电池的方法。

上述换电机器人可执行本申请实施方式所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施方式中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施方式所提供的方法。

本发明的第五实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。

即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明的第六实施方式涉及一种换电系统60，如图6所示，包括：换电站61和换电机器人62。其中，换电站61用于向换电机器人62发送第一换电指令，以及换电机器人62用于响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；第一预设位置根据电动车的停车位置确定；拍摄第一方向的第一图像数据；根据第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；将电动车的待换电池更换为替换电池。

在一个实施例中，换电站61还用于：在接收到换电请求后，发送第一换电指令至换电机器人。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式或第二实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式或第二实施方式互相配合实施。第一实施方式或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式或第二实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种更换电池的方法，其特征在于，应用于换电机器人，包括：

响应于第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；所述第一预设位置根据电动车的停车位置确定；

拍摄第一方向的第一图像数据；

根据所述第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与所述电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；

将所述电动车的待换电池更换为替换电池。

2.根据权利要求1所述的更换电池的方法，其特征在于，所述将所述电动车的待换电池更换为替换电池，具体包括：

从所述电动车上取下所述待换电池并放置在所述换电机器人的电池托盘上；

沿所述地面的第二轨迹线移动至第二预设位置；所述第二预设位置根据换电站的位置确定；

拍摄第二方向的第二图像数据；

根据所述第二图像数据中换电站的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与所述换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系；

在确定所述电池托盘上的所述待换电池被替换为替换电池后，沿所述地面的第三轨迹线移动至第三预设位置；

拍摄所述第一方向的第三图像数据；

根据所述第三图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与所述电池槽的相对位置关系符合预设的第三位置关系；

将所述替换电池安装至所述电池槽中。

3.根据权利要求2所述的更换电池的方法，其特征在于，确定所述待换电池被替换为替换电池，具体包括：

判断是否接收到所述换电站发送的换电完成指令；若确定是，则确定所述待换电池被替换为替换电池；或者，

监控检测数据；所述检测数据指示所述换电机器人的电池托盘上是否放置有物品；若所述检测数据符合预设要求，则确定所述待换电池被替换为替换电池；所述预设要求包括：在所述换电机器人自身与所述换电站的相对位置关系符合预设的第二位置关系的情况下，所述电池托盘上放置的物品被取走，且，所述电池托盘上被重新放置有物品。

4.根据权利要求3所述的更换电池的方法，其特征在于，所述电池托盘上安装有重力传感器，所述检测数据包括重力数据；或者，

所述电池托盘上安装有距离传感器，所述检测数据包括距离数据；所述距离数据指示所述距离传感器的感测范围内的物体与所述电池托盘之间的距离。

5.根据权利要求1所述的更换电池的方法，其特征在于，所述第一换电指令由与所述换电机器人通信连接的换电站发送，其中，所述换电站在接收到换电请求后，发送所述第一换电指令至所述换电机器人；或者，

所述第一换电指令由所述换电机器人在确定自身的摄像头视野内存在电动车后生成。

6.根据权利要求1所述的更换电池的方法，其特征在于，在所述根据所述第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置之前，所述更换电池的方法还包括：

判断所述第一图像数据中是否存在所述标记；

若确定存在，则执行所述根据所述第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置；

若确定不存在，则播放提示信息，或者，发送提示信息至提示端，所述提示端包括所述换电站或所述电动车的使用者的移动终端；所述提示信息指示所述换电机器人定位失败；并且，响应于第二换电指令，重新拍摄所述第一图像数据。

7.根据权利要求1所述的更换电池的方法，其特征在于，在所述沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置之前，所述更换电池的方法还包括：

拍摄第四图像数据；

根据所述第四图像数据，进行定位；

若确定定位失败，则发送定位丢失告警信息至所述换电机器人的管理后台。

8.根据权利要求1所述的更换电池的方法，其特征在于，所述沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置，包括：

调用设置于所述换电机器人底部的第一摄像头，根据所述第一摄像头实时获取的图像数据，控制自身沿所述第一轨迹线移动至第一预设位置；

所述拍摄第一方向的第一图像数据，包括：

调用设置于所述换电机器人顶部的第二摄像头，拍摄所述第一图像数据，所述第二摄像头的拍摄方向沿所述第一方向。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的更换电池的方法，其特征在于，所述第一方向垂直地面向上，所述第二方向根据预设的所述换电机器人和所述换电站的第二位置关系确定。

10.一种换电机器人，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至9中任一项所述的更换电池的方法。

11.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的更换电池的方法。

12.一种换电系统，其特征在于，包括：换电站和换电机器人；

其中，所述换电站用于向所述换电机器人发送第一换电指令，以及所述换电机器人用于响应于所述第一换电指令，沿地面的第一轨迹线移动至第一预设位置；所述第一预设位置根据电动车的停车位置确定；拍摄第一方向的第一图像数据；根据所述第一图像数据中的标记的位置信息，调整自身的位置，以使自身与所述电动车的待换电池的相对位置关系符合预设的第一位置关系；将所述电动车的待换电池更换为替换电池。

13.根据权利要求12所述的换电系统，其特征在于，所述换电站还用于：在接收到换电请求后，发送所述第一换电指令至所述换电机器人。

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