[发明专利]机器人充电器对接定位

说明书

一种用于导航机器人与充电器对接站(500)的方法、系统和轮式基座。机器人(18)接收与机器人充电器对接站(500)相关联的初始姿态(604)和与机器人充电器对接站(500)相关联的配接姿态(602)。机器人(18)利用扫描匹配到第一地图，执行机器人从一位置到初始姿态(604)的第一导航。机器人(18)利用扫描匹配到第二地图，执行机器人从初始姿态(604)到配接姿态(602)的第二导航，以使得机器人的充电端口与机器人充电器对接站(500)的充电组件配接。充电器对接期间的定位可以使用比导航到对接站时更高分辨率的地图。针对机器人充电器对接站的定位可以单独在对接站的更高分辨率地图上进行。

与相关申请的相互参照

本申请要求享受2017年11月22日提交的美国专利申请No.15/821669的优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种充电系统，更具体地涉及机器人到充电系统的导航以及机器人与充电系统的对接。

背景技术

在许多应用中，机器人被用来替代人类执行功能或协助人类，以提高生产力和效率。其中一个应用是订单履行，通常在一个装满产品的大型仓库中执行，这些产品将被运送到通过互联网下订单的客户家中交货。及时、准确、高效地履行这些订单，至少可以说在物流上是挑战。

在网络购物应用中，例如，单击虚拟购物车中的“签出”按钮可创建一个“订单”。该订单包括要运送到特定地址的物品清单。“履行”的过程包括从一个大仓库实际提取或“挑选”这些物品，将其包装并将其运送到指定的地址。

因此，订单履行过程的一个重要目标是在尽可能短的时间内运送尽可能多的物品。接到订单，计划订单的履行，寻找货架或仓库，拣选产品的过程，并对订单上的每件物品重复这一过程，然后将订单运送到发货站，这一过程是重复性的，也是劳动密集型的。在仓库里有数千或数万件快速周转的存货，机器人在保证及时、高效的订单履行方面起到了至关重要的作用。此外，最终要出货的产品需要先在仓库中被接收，并以有序的方式存储或“放置”在整个仓库的储物箱中，以便于随时取货运输。

使用机器人来执行拣选和放置功能可以由机器人单独完成，也可以在操作人员的协助下完成。拣选、放置或储存功能，无论是否与人交互执行，都要求机器人从其当前位置导航到目标产品存储或“仓库”位置。机器人在订单履行的仓库中导航的一种方法是使用仓库的空间模型或“地图”，由机器人局部存储和更新，以允许机器人在履行其分配的订单履行任务时自主或半自主地操作。地图是仓库的存储位置、障碍物等其它特征的数字表征。为了在静态和动态障碍物存在的情况下到达产品仓位，机器人在地图上执行处理操作以确定其当前位置，并沿目标路径不断重新校准其移动。

机器人的动力来自于电，这些电储存在机器人上的电池中。由于机器人在仓库中的来回移动，必须定期对其进行充电。因此，为了保证机器人的正常运行，需要一种高效的充电方式。对于仓库内的一般导航，地图的大小和分辨率可以使机器人成功地导航到目标位置，同时避开目标路径上的障碍物。然而，在需要更精准的定位和控制的地方，如机器人与机器人充电站对接时，在仓库地图上进行处理，可能需要过多的处理，导致定位和控制过于粗糙。

目前亟需一种在机器人与机器人充电站对接过程中对机器人进行定位和控制的有效计算方法。

发明内容

从本发明的简要概述和随后的详细描述中，本发明相对于现有系统的优点和优势将显而易见。本领域技术人员将理解，除了下面总结或公开的实施例之外，本发明可以用其它实施例来实施。

在本发明的一个方面，提供一种用于导航机器人与充电器对接站对接的方法。上述机器人接收与机器人充电器对接站相关联的初始姿态和与上述机器人充电器对接站相关联的配接姿态。上述机器人利用扫描匹配到第一地图，执行从当前位置到初始姿态的第一导航。机器人利用扫描匹配到第二地图，执行机器人从上述初始姿态到配接姿态的第二导航，以使得上述机器人的充电端口与上述机器人充电器对接站的充电组件配接。