CN114825673A - 用于对移动机器人中的电池充电的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“用于对移动机器人中的电池充电的***和方法”。本公开总体涉及用于对移动机器人中的电池无线充电的***和方法。在根据本公开的示例性方法中，移动机器人(例如通过使用板载相机)定位并接近无线电池充电站。所述移动机器人然后执行对准程序以将所述移动机器人的无线充电接收垫与所述无线电池充电站的电池充电垫对准。所述对准程序可涉及所述移动机器人在三个轴向方向(诸如向后、向前、侧向、向上和/或向下)中的任一个上移动所述无线充电接收垫。在对准完成之后，所述移动机器人可与所述无线电池充电站建立无线握手。所述无线握手可包括验证所述移动机器人访问所述无线电池充电站的认证，之后进行无线电池充电操作。

Description

用于对移动机器人中的电池充电的***和方法
技术领域
本公开涉及用于对移动机器人中的电池进行无线充电的***和方法。
背景技术
各种类型的机器人正在被部署在各种各样的环境和应用中。这些机器人中的一些是静止机器人，诸如生产线中的工业机器人，而其他机器人是可四处移动的移动机器人，诸如无人机和陆地机器人。陆地机器人可执行各种任务，包括在工业环境中运输物体、在战场上执行军事目标、在灾难情况下辅助搜索操作以及将包裹递送给消费者。与使用移动机器人来将包裹递送给消费者相关的应用通常称为最后一英里递送应用。
最后一英里递送应用通常由使用设置在移动机器人中的板载计算机***和电池的移动机器人来自主地执行。在一些情况下，电池由可将移动机器人的电线***壁式插座中的人手动地再充电。在一些其他情况下，电池可由移动机器人(例如，移动到对接站中以对板载电池进行充电的机器人真空吸尘器)自主地充电。然而，许多移动机器人具有相比之下显著不同的形状和大小，从而导致必须结合电池充电操作才能解决的若干挑战和障碍。
可与无线电池充电操作相关联的一个挑战是优化从无线电池充电单元到移动机器人的电池中的功率转移。优化功率转移涉及待由移动机器人执行的各种对准程序。此类程序可在由可操纵移动机器人以获得令人满意的功率转移水平的人执行时相对简单。然而，移动机器人可缺乏在没有人工辅助的情况下自主地执行这种操作的能力。
因此，期望提供解决用于以自主方式对移动机器人的电池进行充电的常规程序中的至少一些缺点的解决方案。
发明内容
根据总体概述，本公开中描述的某些实施例涉及用于对移动机器人中的电池进行无线充电的***和方法。在示例性方法中，移动机器人(例如通过使用板载相机)定位无线电池充电站。移动机器人然后接近无线电池充电站并执行对准程序以将移动机器人的无线充电接收垫与无线电池充电站的电池充电垫对准。对准程序可涉及移动机器人在三个轴向方向(例如像向后、向前、侧向、向上和/或向下)中的一个或多个上移动无线充电接收垫。对准程序还可包括峰值功率检测例程以用于优化从无线电池充电站的电池充电垫到移动机器人的无线充电接收垫的无线功率转移。在对准完成之后，所述移动机器人可与所述无线电池充电站建立无线握手。可与无线握手相关联的示例性操作是验证所述移动机器人访问所述无线电池充电站的认证。在验证所述认证之后，然后可执行无线电池充电操作。
附图说明
下面参考附图阐述具体实施方式。使用相同的附图标记可指示类似或相同的项。各种实施例可利用除了附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可能不存在于各种实施例中。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。在整个本公开中，根据上下文，单数和复数术语可以可互换使用。
图1示出根据本公开的实施例的包括移动机器人和静止无线电池充电站的示例性***。
图2示出根据本公开的实施例的执行用于从静止无线电池充电站接收无线充电的示例性对准程序的移动机器人。
图3示出根据本公开的实施例的与由移动机器人执行的峰值功率检测例程相关联的一些图。
图4示出根据本公开的实施例的包括移动机器人和移动无线电池充电站的另一个示例性***。
图5示出根据本公开的实施例的可包括在移动机器人的控制器中的一些示例性部件。
图6示出根据本公开的实施例的可包括在移动无线电池充电站的控制器中的一些示例性部件。
图7示出根据本公开的实施例的用于对移动机器人的电池进行充电的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下文将参考附图更全面地描述本公开，其中示出了本公开的示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同形式来体现，并且不应被解释为受限于本文阐述的示例性实施例。相关领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可对各种实施例作出形式和细节上的各种变化。因此，本公开的广度和范围不应受到上述示例性实施例中的任何一个限制，而是应仅根据以下权利要求和其等效物限定。以下描述是为了说明目的而呈现，并且不意图是详尽性的或限于所公开的精确形式。应当理解，替代实现方式可以任何期望的组合来使用，以形成本公开的另外的混合实现方式。例如，相对于特定装置或部件描述的功能中的任一者可以由另一个装置或部件执行。此外，尽管已经描述了具体的装置特性，但是本公开的实施例可以涉及许多其他装置特性。此外，尽管已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了实施例，但应当理解，本公开不一定受限于所描述的具体特征或动作。而是，将具体特征和动作公开为实施实施例的说明性形式。
本文使用的某些词语和短语仅是为了方便，并且此类词语、术语和标签应被解释为是指本领域普通技术人员通常以各种形式和等价方式理解的各种对象和动作。例如，在本公开中使用的标签“移动机器人”涵盖可自主地或半自主地移动的各种类型的机器人中的任一种。此类移动机器人的几个示例可包括用于最后一英里递送服务的递送机器人、用于消费者应用的陆地机器人、用于工业应用的陆地机器人、可四处移动承载物体(在仓库、商店、仓库等中)和/或辅助客户的助手机器人，并且还可包括一些类型的自主车辆，诸如4级(L4)车辆和5级(L5)车辆。短语“无线电池充电站”和“无线电池充电设备”可互换使用，并且通常是指无线地传输电荷的充电设备。电荷可被接收在移动机器人的“无线充电接收垫”中并且用于对设置在移动机器人中的可再充电电池进行充电。如本文所使用的词语“无线”涵盖可用于向电池提供无线充电的各种类型的信号中的任一种，包括射频(RF)信号、低频信号和光学信号。通信可包括识别(例如，定位充电垫用于发射和接收(光学、激光、RFID等))和信号以启动并控制充电(例如，验证“握手”(蓝牙、WiFi、无线电和其他频率))。单独地，用于无线功率转移的方法可包括电感耦合、磁共振耦合、RF辐射等。如本文所使用的词语“示例”意图在本质上是非排他性的和非限制性的。
图1示出根据本公开的实施例的包括移动机器人105和静止无线电池充电站150的示例性***100。在此示例性实施例中，移动机器人105是陆地机器人，所述陆地机器人可在没有人工干预的情况下自主地四处移动，以便在最后一英里应用、仓库应用和/或工业应用中递送一个或多个包裹(例如像包裹114)。在其他实施例中，移动机器人105可以是能够在地面上四处移动的任何其他类型的自主机器人，包括一些类型的机载机器人和多功能机器人。机载机器人可包括允许机载机器人在地面上四处移动的轮子或履带。多功能机器人可在地面上行进并且还可飞越障碍物。
移动机器人105可包括部件例如像控制器106、通信***107、马达***108、板载相机113和电池模块109。控制器106可控制移动机器人105的各种操作，例如像与包裹114相关联的递送操作、电池再充电操作和通信操作。递送操作可涉及例如经由通信***107接收指令、经由通信***107传输信息、识别投递位置、移动到投递位置以及将包裹114投递在投递位置处。控制器106可还控制由马达***108执行的某些操作。马达***108可包括一个或多个马达，所述一个或多个马达耦接到移动机器人105的各种构件，例如像用于承载包裹114的提升/承载平台和用于使得移动机器人105能够在各个方向上四处移动的轮子。
电池模块109可包括一个或多个可再充电电池，并且还可包括通信地耦合到控制器106的电池电荷电平检测电路。控制器106可使用由电池电荷电平检测电路提供的信息来执行动作，例如像作出关于对电池模块109再充电(例如，当电池电荷电平下降到低于阈值电平时)和抢先地对电池模块109进行充电(以便在执行包裹114的递送操作时避免耗尽电池电荷)的确定。电池模块109耦合到无线充电接收垫111，所述无线充电接收垫111可设置在移动机器人105的隔室112的外部表面上。
在此示例性实施例中，隔室112可在控制器106的控制下沿着z轴向上或向下移动。这种布置允许控制器106向上或向下移动无线充电接收垫111，以便修改无线充电接收垫111的水平轴线125的高度。在根据本公开的示例性操作方法中，移动机器人105可沿着地面(x-y平面)从当前位置移动到位于与静止无线电池充电站150的电池充电垫156相邻的点。然后，控制器106可沿着z轴向上或向下移动隔室112，以便将无线充电接收垫111与静止无线电池充电站150的电池充电垫156对准。在另一个示例性实施例中，移动机器人105的整个底盘可在控制器106的控制下通过升降机构(未示出)向上或向下移动，以便将无线充电接收垫111与静止无线电池充电站150的电池充电垫156对准。
移动的程度和移动的方向(向上或向下)可基于电池充电垫156设置在壁158上的高度来确定。在一些情况下，电池充电垫156可位于靠近地面(例如，1英尺)，而在一些其他情况下，电池充电垫156可位于壁158上更高处(例如，2英尺)。
移动机器人105可在控制器106的控制下朝向静止无线电池充电站150移动，以便使无线充电接收垫111处于电池充电垫156的无线充电范围内。控制器106可从各种传感器(未示出)和装置例如像板载相机113、红外传感器、超声波装置、雷达***、光探测和测距(LIDAR)***等获得导航辅助。更特别地，板载相机113可实时地提供图像(例如，以流式视频的形式)。图像可由控制器106评估，以便识别到静止无线电池充电站150的行进路径(并且还识别并避开行进路径中的障碍物)。
在根据本公开的示例性实现方式中，可在电池充电垫156上提供图形特征(例如像无线节点徽标)。在根据本公开的示例性操作中，控制器106可评估由板载相机113提供的图像，以识别无线节点徽标并通过使用无线节点徽标作为目的地标识符来朝向电池充电垫156移动。
静止无线电池充电站150可包括耦合到电池充电垫156的无线电池充电设备160。在此示例性实施例中，电池充电垫156安装在壁板155上，所述壁板155还包括耦合到市电电压(120V AC、220V AC等)的电插座157。如果需要，电插座157可用于为包括移动机器人105的各种装置供电。在其他实施例中，可省略电插座157。
静止无线电池充电站150的无线电池充电设备160可包括被配置为产生在电池充电垫156上可用的无线电池电荷的硬件和/或软件。无线电池电荷可被配置为相对于安装表面(诸如壁158)向外辐射。无线电池充电设备160可包括各种类型的电荷生成电路中的任一种，包括例如电感耦合电路和/或谐振耦合电路。电感耦合电路可以(例如，位于电池充电垫156中的)初级线圈绕组的形式实施，所述初级线圈绕组将电荷感应到(例如位于移动机器人105的无线充电接收垫111中的)次级线圈绕组中。谐振耦合电路可以(例如，位于电池充电垫156中的)第一谐振电路的形式实施，所述第一谐振电路将电荷辐射到(例如位于移动机器人105的无线充电接收垫111中的)第二谐振电路中。第一谐振电路可包括耦合到第一电容器的第一电感线圈，并且第二谐振电路可包括耦合到第二电容器的第二电感线圈。
移动机器人105与静止无线电池充电站150之间的无线通信可通过网络170执行。网络170可包括各网络中的任一者或组合，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、电话网络、蜂窝网络、电缆网络、无线网络和/或专用/公共网络(诸如互联网)。例如，网络170可支持诸如
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蜂窝、近场通信(NFC)、Wi-Fi、Wi-Fi直连和/或机器对机器通信的通信技术。网络170的至少一部分包括允许移动机器人105与静止无线电池充电站150无线地通信的无线通信链路。
图2示出根据本公开的实施例的执行用于从静止无线电池充电站150接收无线充电的示例性对准程序的移动机器人105。在此示例性程序中，移动机器人105已沿着行进路径205行进以到达与壁板155相邻的点。行进路径205可包括在各种x-y轴向方向上取向的区段，例如像相对于壁158垂直的区段和相对于壁158成任何其他角度(10度、30度、45度等，包括平行于壁158)的另一个区段。出于各种原因，包括为了避开在移动机器人105的当前位置与壁板155之间的障碍物(如果存在的话)，可能需要此类行进区段。
在到达与壁板155相邻的点时，控制器106可执行对准程序。在示例性对准程序中，控制器106可通过评估由板载相机113提供的图像来识别设置在电池充电垫156上的图形特征。然后，控制器106可使用所述图形特征(例如，无线节点徽标)来将移动机器人105的无线充电接收垫111与静止无线电池充电站150的电池充电垫156对准。对准可通过沿着z轴210向上或向下移动隔室112(和/或移动机器人105的整个底盘)来执行。此外，在示例性程序中，对准可通过采用下面更详细地描述的峰值功率检测例程来执行。
在一个实施例中，机器人首先在Y方向上将其自身与充电垫对准。然后，机器人沿着X方向朝向充电垫移动。接着，机器人调整接收垫的Z位置以实现与充电垫的对准。
移动机器人105可在完成对准时(和/或在完成对准之前)与静止无线电池充电站150建立无线握手。可通过经由网络170执行的通信和/或通过直接无线通信(例如像Wi-Fi通信、近场通信(NFC)和/或射频识别(RFID)通信)来建立无线握手。可出于各种原因进行无线握手以例如像向静止无线电池充电站150呈现移动机器人105的凭证。凭证可由静止无线电池充电站150验证，以便认证用于对移动机器人105中的电池模块109进行充电的无线充电操作。
图3示出根据本公开的实施例的与由移动机器人105执行的峰值功率检测例程相关联的一些图。在一些情况下，峰值功率检测例程可作为对准程序的一部分执行。所述图指示相对于x-y坐标位置(0,0)的各种示例性位置处的无线信号功率电平。位置(0,0)可对应于与静止无线电池充电站150的电池充电垫156相邻的点。
位置(0,0)处的无线信号功率电平310是由静止无线电池充电站150传输的无线电荷的峰值信号振幅。在位置(0,0)的西北方的示例性位置处的无线信号功率电平305低于位置(0,0)处的无线信号功率电平305。类似地，在位置(0,0)的西南部的示例性位置处的无线信号功率电平320、在位置(0,0)的东北部的示例性位置处的无线信号功率电平315和在位置(0,0)的东南部的示例性位置处的无线信号功率电平325中的每一者低于位置(0,0)处的无线信号功率电平305。
在根据本公开的一个示例性实现方式中，各种位置的位置信息和这些各种位置(例如像图3中所示的位置)处的无线信号功率电平可存储在控制器106的数据库中。控制器106的处理器可使用此数据来沿着在可使用(x,y)坐标限定的各种轴向方向中的任一个上的各种行进路径中的任一个朝向位置(0,0)移动。在到达位置(0,0)时，控制器106的处理器可沿着z轴移动隔室112(和/或移动机器人105的底盘)，以用于将移动机器人105的无线充电接收垫111与静止无线电池充电站150的电池充电垫156对准。
图4示出根据本公开的实施例的包括移动机器人105和移动无线电池充电站405的示例性***400。在此示例性实施例中，移动无线电池充电站405可包括控制器406(其可基本上类似于移动机器人105的控制器106)、通信***407(其可基本上类似于移动机器人105的通信***107)和无线电池充电设备460(其可基本上类似于静止无线电池充电站150的无线电池充电设备160)。移动无线电池充电站405还可包括通信地耦合到控制器406的信号发生器410。信号发生器410还可耦合到无线电池充电设备460以用于在控制器406的控制下生成无线信号。无线信号可经由电池充电垫409传输出移动无线电池充电站405。
移动机器人105可包括上文所述的控制器106、通信***107、马达***108、板载相机113和电池模块109。移动机器人105还可包括下面更详细地描述的信号分析器415。
在根据本公开的示例性操作中，移动机器人105可从当前位置(例如，从包裹投递位置)行进到移动无线电池充电站405当前所在的位置(例如，包裹递送服务的仓库处)。行进程序和无线充电程序可类似于上述那些程序。
替代地，移动无线电池充电站405可从移动无线电池充电站405的当前位置(例如，在包裹递送服务的存储设施处)行进以与可当前位于不同位置(例如，在通往投递位置的行进路线上的中间点处)的移动机器人105交会。在这种场景中，移动无线电池充电站405可经由借助于网络170进行的无线通信与移动机器人105保持无线接触，以便识别交会位置和/或协调预期发生交会的时间。
移动无线电池充电站405可在与移动机器人105交会之后执行无线握手。在示例性实现方式中，可通过移动无线电池充电站405与移动机器人105之间的物理交互来启动无线握手。物理交互的一个示例可涉及移动机器人105操作延伸臂以按下移动无线电池充电站405上的按钮(或反之亦然)。诸如由移动无线电池充电站405向移动机器人105传输无线充电的后续操作也可通过移动无线电池充电站405与移动机器人105之间的物理交互来启动。
然后可在建立无线握手之后执行各种操作。一个示例性操作可涉及移动机器人105向移动无线电池充电站405提供认证信息和/或相反地，移动无线电池充电站405向移动机器人105提供认证信息。另一个示例性操作可涉及修改移动无线电池充电站405和/或移动机器人105的某些特性。在示例性实现方式中，修改移动无线电池充电站405和/或移动机器人105的特性可涉及修改由移动无线电池充电站405中的信号发生器410生成并通过电池充电垫409向外传输的无线信号的一个或多个特性。
在一些情况下，可基于从移动机器人105接收的信息执行修改。可通过使用信号分析器415评估由移动无线电池充电站405传输的一个或多个无线信号来在移动机器人105中导出信息。可由信号分析器415评估的无线信号的一些示例性特性可包括频率、振幅、脉冲重复率和/或辐射图案。
在一些其他情况下，可基于用于校准从电池充电垫409传输出的无线信号的校准程序执行修改。校准程序可通过移动无线电池充电站405与移动机器人105交互来执行。在示例性场景中，控制器406可将信号发生器410配置为生成经由电池充电垫409传输到移动机器人105的校准信号。信号分析器415可分析所接收的无线信号并且向移动无线电池充电站405的控制器406提供可用于修改信号发生器410的一个或多个设置的信息。
必须理解，上文关于移动无线电池充电站405描述的程序和操作(无线握手、校准等)中的至少一些可同样适用于与静止无线电池充电站150相关联的程序和操作。
在一些情况下，可货币化对机器人到充电访问位置的访问。这将使得用于对访问位置(仓库、公寓楼等)进行充电的商业模型能够向其机器人在单独充电访问点正在充电的不同公司收取一定费率(例如，$/时间、$/瓦特小时等)。此类费率可因公司协商费率而不同，并且经由信号发生器/分析器交互以握手/认证信号来实施/跟踪。
图5示出根据本公开的实施例的可包括在移动机器人105的控制器106中的一些示例性部件。示例性部件可包括处理器505和存储器510。作为非暂时性计算机可读介质的一个示例的存储器510可用于存储数据库525、操作***(OS)530和各种代码模块，例如像电池充电软件模块515和信号评估模块520。代码模块以可由处理器505执行以执行根据本公开的各种操作的计算机可执行指令的形式提供。
电池充电软件模块515可由处理器505执行以执行各种操作，例如像下面以图7中所示的流程图的形式描述的操作。可出于各种原因(例如像校准和修改)以上述方式执行信号评估模块520以评估从移动无线电池充电站405接收的无线信号。数据库525可用于存储各种类型的信息，例如像由静止无线电池充电站150和/或移动无线电池充电站405传输的一个或多个无线信号的信号特性以及与上述峰值功率检测例程相关联的无线信号强度和位置信息。
图6示出根据本公开的实施例的可包括在移动无线电池充电站405的控制器406中的一些示例性部件。示例性部件可包括处理器605和存储器610。作为非暂时性计算机可读介质的另一个示例的存储器610可用于存储操作***(OS)625和各种代码模块，例如像电池充电软件模块615和信号生成模块620。代码模块以可由处理器605执行以执行根据本公开的各种操作的计算机可执行指令的形式提供。
电池充电软件模块615可由处理器605执行以执行各种操作，例如像下面以图7中所示的流程图的形式描述的操作。信号生成模块620可被执行以生成具有期望特性集的无线信号。处理器605可基于移动无线电池充电站405与移动机器人105之间的交互式通信设置、修改和/或校准这些特性。
图7示出根据本公开的实施例的用于对移动机器人的电池进行充电的示例性方法的流程图700。流程图700示出可以硬件、软件或其组合实施的示例性操作序列。在软件的背景下，所述操作表示存储在一种或多种非暂时性计算机可读介质(诸如存储器510和存储器610)上的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由一个或多个处理器(诸如处理器505和处理器605)执行时执行所叙述的操作。一般而言，计算机可执行指令包括执行特定功能或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。描述操作的顺序不意图被解释为限制，并且任何数量的所描述的操作可以不同的顺序执行、省略、以任何顺序组合和/或并行执行。流程图700中描述的操作中的一些或全部可由移动机器人105的控制器106中的电池充电软件模块515和/或由移动无线电池充电站405的控制器406中的电池充电软件模块615单独地和/或彼此协作地执行。下面已通过使用图1中所示的***100和图4中所示的***400来描述流程图700中指示的操作。然而，必须理解，流程图700同样适用于根据本公开的各种其他实施例。
在框705处，移动机器人105定位静止无线电池充电站150的电池充电垫156。在一个示例性实现方式中，移动机器人105可使用通信***107来获得信息，例如像静止无线电池充电站150的位置的GPS坐标和/或路线导航信息，以便到达静止无线电池充电站150。可通过使用通信格式(例如像Wi-Fi通信或蜂窝通信)来从各种源(例如像从静止无线电池充电站150的通信***(未示出))获得所述信息。
当静止无线电池充电站150在观看范围内时，移动机器人105可采用板载相机113，以便识别并定位设置在电池充电垫156上的图形特征。在替代场景中，移动无线电池充电站405可执行类似操纵以到达移动机器人105。在这种情况下，图形特征可设置在移动机器人105的无线充电接收垫111上。
在框710处，移动机器人105移动到静止无线电池充电站150附近的位置，在所述位置中可建立通信，诸如RFID通信或RFID通信。
在框715处，移动机器人105的通信***107可向静止无线电池充电站150传输唤醒呼叫和/或提供无线电池充电的请求。
在框720处，可执行低功率通信，以便建立从静止无线电池充电站150到移动机器人105的最佳无线电池电荷转移。
在框725处，移动机器人105启动峰值功率检测例程。
在框730处，移动机器人105可诸如通过使用上文关于识别位置(0,0)描述的示例性程序来确定峰值功率位置。
在框735处，移动机器人105执行z轴操纵，以便将无线充电接收垫111与静止无线电池充电站150的电池充电垫156对准。在一个示例性场景中，移动机器人105可在(例如，经由由板载相机113捕获的图像)发现无线充电接收垫111未与电池充电垫156对准时执行z轴操纵，并且可向上或向下移动隔室112以执行对准。移动机器人105还可根据需要在x-y平面上的各个方向中的任一个上侧向地移动，以便执行对准。
在框740处，可执行另外的操作，例如像校准无线充电信号、修改无线充电信号和/或认证移动机器人105。
在框745处，移动机器人105可通知静止无线电池充电站150准备好接收无线充电。
在框750处，静止无线电池充电站150从电池充电垫156提供无线充电。
在框755处，移动机器人105可通过执行操作例如像使用电池电荷电平检测电路基于充电过程的期望电荷电平和/或持续时间监测电池模块109的电荷电平来监测充电操作。
在框760处，移动机器人105确定电池模块109的充电已经完成。
在框765处，移动机器人105从静止无线电池充电站150脱离并离开。
在以上公开中，已经参考了形成以上公开的一部分的附图，附图示出了其中可实践本公开的具体实现方式。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可利用其他实现方式，并且可进行结构改变。说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每一个实施例可能不一定包括特定特征、结构或特性。另外，此类短语不一定是指同一实施例。另外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确地描述，本领域技术人员都将认识到结合其他实施例的此类特征、结构或特性。
本文所公开的***、设备、装置和方法的实现方式可以包括或利用包括硬件(诸如，例如本文所讨论的一个或多个处理器和***存储器)的一个或多个装置。本文公开的装置、***和方法的实现方式可通过计算机网络进行通信。“网络”被定义为使得能够在计算机***和/或模块和/或其他电子装置之间传输电子数据的一个或多个数据链路。当通过网络或另一种通信连接(硬连线、无线或者硬连线或无线的任何组合)向计算机传送或提供信息时，所述计算机适当地将连接视为传输介质。传输介质可包括网络和/或数据链路，所述网络和/或数据链路可用于携载呈计算机可执行指令或数据结构的形式的期望的程序代码手段，并且可由通用或专用计算机访问。以上项的组合也应包括在非暂时性计算机可读介质的范围内。
计算机可执行指令包括例如在处理器处执行时致使处理器执行特定功能或功能组的指令和数据。计算机可执行指令可以是例如二进制代码、中间格式指令(诸如汇编语言)或甚至源代码。尽管已经用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但是应当理解，在所附权利要求中限定的主题不必限于上面描述的所述特征或动作。而是，所描述的特征和动作被公开作为实施权利要求的示例性形式。
诸如存储器510和存储器610的存储器装置可包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM，诸如DRAM、SRAM、SDRAM等))和非易失性存储器元件(例如，ROM、硬盘驱动器、磁带、CDROM等)中的任何一个存储器元件或组合。此外，存储器装置可并入有电子、磁性、光学和/或其他类型的存储介质。在本文件的背景下，“非暂时性计算机可读介质”可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体***、设备或装置。所述计算机可读介质的更具体的示例(非详尽列表)将包括如下：便携式计算机软磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(电子)、只读存储器(ROM)(电子)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或快闪存储器)(电子)以及便携式压缩盘只读存储器(CD ROM)(光学)。应注意，所述计算机可读介质甚至可为上面打印有程序的纸张或另一合适的介质，因为所述程序可以例如经由对纸张或其他介质的光学扫描被电子捕获，然后在必要时以合适的方式编译、解释或以其他方式处理，并且随后存储在计算机存储器中。
本领域技术人员将了解，本公开可以在具有许多类型的计算机***配置的网络计算环境中实践，所述计算机***配置包括内置式车辆计算机、个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、消息处理器、手持式装置、多处理器***、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机、移动电话、PDA、平板电脑、寻呼机、路由器、交换机、各种存储装置等。本公开还可在分布式***环境中实践，其中通过网络链接(通过硬连线数据链路、无线数据链路或通过硬连线数据链路与无线数据链路的任何组合)的本地和远程计算机***两者都执行任务。在分布式***环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储装置两者中。
另外，在适当的情况下，本文描述的功能可以在以下一者或多者中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，一个或多个专用集成电路(ASIC)可被编程为执行本文所描述的***和程序中的一者或多者。贯穿说明书以及权利要求使用某些术语指代特定***部件。如本领域技术人员将理解，部件可以通过不同的名称来指代。本文件不意图区分名称不同但功能相同的部件。
应注意，上文所讨论的传感器实施例可包括计算机硬件、软件、固件或它们的任何组合以执行它们的功能的至少一部分。例如，传感器可包括被配置为在一个或多个处理器中执行的计算机代码，并且可包括由计算机代码控制的硬件逻辑/电路。这些示例性装置在本文中出于说明目的而提供，而不意图进行限制。如相关领域的技术人员所知晓，本公开的实施例可在其他类型的装置中实施。
本公开的至少一些实施例已经涉及计算机程序产品，所述计算机程序产品包括(例如，以软件的形式)存储在任何计算机可用介质上的这种逻辑。当在一个或多个数据处理装置中执行这种软件时，装置如本文所描述那样进行操作。
尽管上文已描述了本公开的各种实施例，但应理解，仅通过示例而非限制的方式呈现这些实施例。相关领域的技术人员将明白，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可进行形式和细节上的各种改变。因此，本公开的广度和范围不应受到上述示例性实施例中的任何一个限制，而是应仅根据以下权利要求和其等效物限定。已经出于说明和描述目的而呈现了前述描述。前述描述并不意图是详尽的或将本公开限制于所公开的精确形式。鉴于以上教导，许多修改和变化形式是可能的。此外，应注意，前述可选实现方式中的任一者或全部可按任何所期望的组合使用，以形成本公开的附加混合实现方式。例如，相对于特定装置或部件描述的功能中的任一者可以由另一个装置或部件执行。另外，尽管已经描述了具体装置特性，但本公开的实施例可能涉及许多其他装置特性。此外，尽管已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了实施例，但应当理解，本公开不一定受限于所描述的具体特征或动作。而是，将具体特征和动作公开为实施实施例的说明性形式。除非另有特别说明或在使用时在上下文内以其他方式理解，否则诸如尤其是“能够”、“可能”、“可以”或“可”的条件语言通常意图表达某些实施例可能包括某些特征、元件和/或步骤，而其他实施例可不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，此类条件语言一般并不意图暗示一个或多个实施例无论如何都需要各特征、元件和/或步骤。
根据实施例，在三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人的所述无线充电接收垫包括相对于所述无线电池充电站侧向地移动所述无线充电接收垫，相对于所述无线电池充电站竖直地移动所述无线充电接收垫，和/或朝向所述无线电池充电站移动所述电池充电垫。
根据实施例，将所述移动机器人的所述无线充电接收垫与所述无线电池充电站的所述电池充电垫对准包括执行峰值功率检测例程。
根据实施例，本发明的特征还在于：相机，所述相机可在所述控制器***的控制下操作以通过识别设置在所述无线电池充电站的所述电池充电垫上的图形特征来定位所述无线电池充电站。
根据实施例，所述无线电池充电站是静止无线电池充电站或移动无线电池充电站中的一者，并且其中所述控制器***被配置为基于评估由所述相机提供的一个或多个图像进行以下中的一者：移动到所述静止无线电池充电站或与所述移动无线电池充电站交会。
根据实施例，本发明的特征还在于：射频识别(RFID)***，所述RFID***可在所述控制器***的控制下操作以在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立所述无线握手。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
由移动机器人定位无线电池充电站；
由所述移动机器人将所述移动机器人的无线充电接收垫与所述无线电池充电站的电池充电垫对准，所述对准包括在三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人的所述无线充电接收垫；
由所述移动机器人在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立无线握手；以及
由所述移动机器人通过所述无线电池充电站对所述移动机器人中的电池模块执行无线电池充电操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述无线握手包括验证所述移动机器人访问所述无线电池充电站的认证，并且其中在所述三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人的所述无线充电接收垫包括相对于所述无线电池充电站侧向地移动所述无线充电接收垫，相对于所述无线电池充电站竖直地移动所述无线充电接收垫，和/或朝向所述无线电池充电站移动所述电池充电垫。
3.如权利要求2所述的方法，其中将所述移动机器人的所述无线充电接收垫与所述无线电池充电站的所述电池充电垫对准包括执行峰值功率检测例程。
4.如权利要求1所述的方法，其中定位所述无线电池充电站的所述电池充电垫包括操作设置在所述移动机器人中的相机。
5.如权利要求4所述的方法，其中定位所述无线电池充电站的所述电池充电垫包括识别设置在所述无线电池充电站的所述电池充电垫上的图形特征，并且其中将所述移动机器人的所述无线充电接收垫与所述无线电池充电站的所述电池充电垫对准包括处理由所述相机捕获的一个或多个图像。
6.如权利要求2所述的方法，其中在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立所述无线握手包括操作设置在所述移动机器人中的射频识别(RFID)***。
7.一种***，其包括：
无线电池充电站，所述无线电池充电站包括电池充电垫；以及
移动机器人，所述移动机器人包括：
电池模块，所述电池模块连接到无线充电接收垫；
马达***，所述马达***能够操作以在三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人中的所述无线充电接收垫，以用于将所述无线充电接收垫与所述无线电池充电站的所述电池充电垫对准；以及
控制器***，所述控制器***被配置为在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立无线握手，并且通过所述无线电池充电站对所述电池模块执行无线电池充电操作。
8.如权利要求7所述的***，其中所述马达***能够操作以相对于所述无线电池充电站侧向地移动所述无线充电接收垫，相对于所述无线电池充电站竖直地移动所述无线充电接收垫，和/或朝向所述无线电池充电站移动所述电池充电垫。
9.如权利要求7所述的***，其中所述无线电池充电站是静止无线电池充电站或移动无线电池充电站中的一者。
10.如权利要求9所述的***，其中所述移动机器人还包括相机，并且其中所述控制器***被配置为基于评估由所述相机提供的一个或多个图像进行以下中的一者：将所述移动机器人移动到所述静止无线电池充电站或与所述移动无线电池充电站交会。
11.如权利要求7所述的***，其中所述移动机器人还包括射频识别(RFID)***，并且其中所述控制器***被配置为操作所述RFID***以在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立所述无线握手。
12.如权利要求7所述的***，其中所述移动机器人的所述无线充电接收垫耦合到第一电感元件，并且其中所述无线电池充电站的所述电池充电垫耦合到第二电感元件，并且进一步地其中对所述电池模块的所述无线电池充电操作包括从所述第二电感元件到所述第一电感元件的感应无线电荷转移。
13.如权利要求7所述的***，其中所述移动机器人的所述无线充电接收垫耦合到第一谐振电路，并且其中所述无线电池充电站的所述电池充电垫耦合到第二谐振电路，并且进一步地其中对所述电池模块的所述无线电池充电操作包括从所述第二谐振电路到所述第一谐振电路的感应无线电荷转移。
14.一种移动机器人，其包括控制器***，所述控制器***包括：
存储器，所述存储器存储计算机可执行指令；以及
处理器，所述处理器被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以至少：
通过在三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人的无线充电接收垫来将所述移动机器人的所述无线充电接收垫与无线电池充电站的电池充电垫对准；
在所述移动机器人与所述无线电池充电站之间建立无线握手；并且
通过所述无线电池充电站对所述移动机器人中的电池模块执行无线电池充电操作。
15.如权利要求14所述的移动机器人，其还包括：
马达***，所述马达***能够在所述控制器***的控制下操作以在所述三个轴向方向中的一个或多个上移动所述移动机器人的所述无线充电接收垫。
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