[发明专利]使用规划的机器人行进路径的导航

说明书

一种生成环境的导航地图的方法，其中，多个机器人将在该环境中导航，该方法包括获取由多个像素限定的环境的图像，每个像素具有成本值。该环境包括固定物体的图像，固定物体的图像具有与其位置相对应并具有第一定义成本值的像素集。该方法包括获取机器人的规划路径图像，其包括与环境中的每个机器人的位置相对应的第一像素集和邻近于第一像素集并沿着朝向目的地的规划行进路径延伸的第二像素集。每个机器人的第一像素集具有第一定义成本值，第二像素集具有第二定义成本值。第二个定义成本值小于第一个定义成本值。

技术领域

本发明涉及机器人导航，并且更具体地涉及动态更新规划的机器人行进路径并将规划行进路径的成本图像(cost image)叠加在用于机器人导航的地图上。

背景技术

通过互联网订购产品以便送货上门是极其受欢迎的购物方式。至少可以说，以及时、准确和高效的方式履行这些订单对后勤构成挑战。点击虚拟购物车中的“结账”按钮创建“订单”。该订单包括将被运送到特定地址的物品的清单。“履行”的过程涉及从大型仓库中物理地取走或“拣选”这些物品、对它们进行包装并且将它们运送到指定的地址。因此，订单履行过程的重要目标是在尽可能短的时间内运送尽可能多的物品。

订单履行过程通常发生在包含许多产品(包括订单中列出的产品)的大型仓库中。因此，订单履行的任务之一是遍历仓库以寻找并收集订单中列出的各种物品。另外，最终将被运送的产品需要首先被容纳在仓库中，并且在整个仓库中以有序方式被存储或“放置”在存储仓中，使得能够容易地取回它们以进行运送。

在大型仓库中，正在交付和订购的货物可以彼此相隔非常远地被存储在仓库中并且分散在大量的其他货物当中。仅利用人操作员拣选和放置货物的订单履行过程需要操作员进行大量的步行，并且可能是低效且耗时的。由于履行过程的效率是每单位时间运送的物品数量的函数，因此增加的时间会降低拣选/放置效率。

为了提高效率，可以使用机器人执行人的功能，或者可以使用机器人补充人的活动。例如，可以指定机器人将多个物品“放置”在分散在整个仓库中的不同位置，或者从不同位置“拣选”物品以进行包装和运送。机器人可以单独地或者在人操作员的帮助下完成拣选和放置。例如，在拣选操作的情况下，人操作员从货架上拣选物品并将它们放置在机器人上，或者在放置操作的情况下，人操作员从机器人拣选物品并将它们放置在货架上。

在繁忙的操作中，许多机器人可能需要快速航行到仓库空间，同时避开固定障碍物(诸如货架和墙壁)以及动态障碍物(诸如人操作员和其他机器人)。为此，机器人可以利用机载激光雷达和被称为同步定位与地图构建(SLAM，其是构建或更新环境的地图的计算问题)的地图技术。当机器人开始遍历环境(例如，仓库)时，它使用激光雷达来确定其路径是否存在任何障碍物(无论是固定的还是动态的)，并且将其路径迭代更新到其目的地以避开观察到的物体。机器人可以每秒多次(例如，大约每50毫秒一次)评估并且重新规划其路径。

对于机器人而言，这可能是复杂且在计算上具有挑战性的过程，并且可能导致许多路径变化以及在机器人选择的路径中低效地到达其目的地。

发明内容

在一个方面，本发明公开了一种生成环境的导航地图的方法，其中，多个机器人将在该环境中航行。该方法包括获取环境的图像，该图像由多个像素限定，并且每个像素具有与其相关联的成本值。环境的图像包括至少一个固定物体的图像，该至少一个固定物体的图像包括在与至少一个固定物体在环境中的位置相对应的像素集。与至少一个固定物体的位置相对应的像素集具有第一定义成本值。该方法包括获取环境中的多个机器人的规划路径图像，该规划路径图像包括针对每个机器人的与每个机器人在环境中的位置相对应的第一像素集，和邻近于第一像素集并沿着每个机器人朝向目的地的规划行进路径延伸的第二像素集。每个机器人的第一像素集中的像素具有第一定义成本值，并且每个机器人的第二像素集中的像素具有第二定义成本值。第二定义成本值小于第一定义成本值。