本发明属于机器人与电梯交互技术领域，特别是涉及一种机器人与电梯交互方法及系统。
背景技术：
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，目前机器人的发展迅猛，在很多行业都得到了应用。如在餐厅、宾馆、酒店等服务性行业，服务型机器人可用于送货、点餐等操作。
而目前机器人无法实现与电梯交互，机器人无法进行坐电梯上下楼去服务目标楼层的用户，导致每个楼层只能配备一个机器人去服务本楼层的用户，成本较高。现有技术中也有人提出了一些机器人与电梯交互的方法，但机器人在与电梯交互的过程中，会存在机器人等待电梯到达的过程，导致机器人的工作效率较低。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种机器人与电梯交互方法，避免了机器人等候电梯，大大提高了机器人的工作效率。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种机器人与电梯交互方法，包括以下步骤：机器人在要进入电梯前，提前获取电梯位置，测算电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间，当机器人到达电梯的时间与电梯到达目标楼层的时间相同或在设定的允许时间差范围内时，机器人呼叫电梯；电梯到达后，机器人获取电梯门开启状态，在电梯门打开的同时，机器人启动进入电梯，并前往目的楼层；电梯到达机器人指定楼层后，机器人获取电梯门是否开启，获取电梯门开启，在电梯门打开的同时，机器人启动驶出电梯。
进一步的，所述机器人包括但不限于无人驾驶设备、智能移动设备、遥感移动设备。
进一步的，其中，提前获取电梯位置包括通过安装在电梯轿厢上和电梯井道里的传感设备，可以获取电梯所在任意楼层的位置信息；
电梯轿厢上安装有惯性测速单元，通过测量电梯从启动加速到匀速运行以及即将到达目标位置时的减速运行的时间、加速度、速度信息计算出电梯实时运行位置。
进一步的，所述传感设备包括接收单元和楼层标签；接收单元和楼层标签中，其中一个安装在所述电梯轿厢上，另一个安装在电梯井道内；电梯在每个楼层停靠时，所述楼层标签安装的位置与所述接收单元的位置相对应。
进一步的，所述楼层标签包括但不限于电子标签、ic卡、id卡、磁条、二维码、条形码或者接触式单元。
进一步的，当所述接收单元安装在电梯轿厢上时，所述接收单元通过所述楼层标签获取楼层信息，所述楼层标签与楼层数量相等；当所述接收单元安装在电梯井道内时，每个所述接收单元编码和楼层号码对应，获取电梯轿厢上的楼层标签后可以知道电梯轿厢所在的楼层。
进一步的，提前获取电梯位置包括：通过读取电梯自身控制系统，获取电梯所在楼层信息。
进一步的，其中测算电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间包括：根据获取的电梯所在楼层和机器人所在楼层的楼层差，以及电梯行走一层楼所需的时间，计算出电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间；其中，电梯运行时间包括启动加速时间、中间匀速时间、到达时的减速时间。
进一步的，当机器人到达电梯的时间与上述时间接近时，机器人呼叫电梯，该步骤包括：根据机器人的行进速度，与机器人到达电梯的距离，实时计算出机器人到达电梯的时间，当机器人到达电梯的时间与电梯到达机器人所在楼层的时间相同或在设定的允许时间差范围内时，系统即呼叫电梯；如果机器人在去往电梯的路上遇到障碍导致延时到达，机器人未进入电梯前，会隔设定时间呼叫一次电梯，保证电梯不会提前离开。
进一步的，其中电梯到达后，机器人获取电梯门开启，其特征在于：在电梯轿厢上安装开闭状态获取装置，获取门的开闭状态。
进一步的，所述开闭状态获取装置安装在电梯外的门禁闸机上，或安装在电梯门上。
进一步的，所述开闭状态获取装置包括但不限于接触式开关、电磁感应开关、光电感应开关、超声波感应开关，或是入侵电梯本身的信号获取电梯门开闭信号。
本发明的另一主要目的在于提供一种机器人与电梯交互系统，其包括安装在机器人上的机器人控制单元、与机器人控制单元连通的第一通讯模块；安装在电梯轿厢上的开闭状态获取装置、电梯控制单元、楼层信息采集单元、与所述电梯控制单元连通的第二通讯模块；所述电梯控制单元与所述开闭状态获取装置连通；安装在电梯井道内的且与楼层信息采集单元配合实现电梯位置信息采集的楼层标签；所述第一通讯模块与所述第二通讯模块信号连通。
进一步的，所述开闭状态获取装置与所述电梯控制单元相连，再通过第二通讯模块把门的开闭状态发送出去，以便机器人获取电梯门的开闭状态。
进一步的，所述楼层信息采集单元采集到的轿厢所在的楼层信号，再通过所述第二通讯模块把轿厢所在的楼层信号发送出去，机器人通过第一通讯模块获取轿厢所在的楼层信息。
进一步的，所述楼层标签的数量与楼层数量一致，每个所述楼层标签具有与楼层对应的独立编码。
进一步的，所述楼层标签为图形标签，让安装在电梯轿厢上的摄像头读取，所述图形标签的数量与楼层数量一致，每个所述图形标签具有与楼层对应的独立编码，所述摄像头与楼层信号采集单元通讯连接。
进一步的，所述楼层标签为安装在电梯井道一端的无载波通信发射器、和安装在电梯轿厢上的无载波通信接收器，所述无载波通信接收器与楼层信号采集单元通讯连接。
进一步的，所述楼层标签可以替换为在电梯轿厢上安装的激光测距仪，通过测量电梯轿厢和电梯井道底部或者顶部固定参照物的距离来获取电梯高度，换算出楼层位置，所述安装激光测距仪与楼层信号采集单元通讯连接。
现有技术相比，本发明一种机器人与电梯交互方法及系统的有益效果在于：能使机器人乘电梯时，减少了等候电梯的时间，让工作效率更高；获取电梯门的开闭状态，在电梯门打开的瞬间，就启动进出电梯的动作，不需要等待电梯门完全打开后再启动，节省了时间，提高了机器人的工作效率。
【附图说明】
图1为本发明实施例的控制流程示意图；
图2为本发明实施例的控制原理结构框架图。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1，本实施例为一种机器人与电梯交互方法，其包括以下步骤：
1)机器人在要进入电梯前，提前获取电梯位置，测算电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间，并判断机器人到达电梯的时间与电梯到达目标楼层的时间是否相同或在设定的允许时间差范围内，若相同或在允许时间范围内，则机器人持续呼叫电梯，否则机器人继续朝乘坐电梯方向移动；
2)电梯到达后，机器人获取电梯门瞬间开启状态，若电梯门开闭状态获取装置一旦检测到电梯门分开，则将信号发送给机器人，在电梯门打开的同时，机器人启动进入电梯，并发送目标楼层信号给电梯，通过电梯控制单元控制电梯前往目标楼层；
3)电梯到达机器人指定楼层后，机器人获取电梯门瞬间开启状态，若电梯门开闭状态获取装置一旦检测到电梯门分开，则将信号发送给机器人，在电梯门打开的同时，机器人启动驶出电梯。
所述机器人包括但不限于无人驾驶设备、智能移动设备、遥感移动设备。
其中，提前获取电梯位置可通过安装在电梯轿厢上和电梯井道里的传感设备，获取电梯所在任意楼层的位置信息；且在电梯轿厢上安装惯性测速单元，通过惯性测速单元测量电梯从启动加速到匀速运行以及即将到达目标位置时的减速运行的时间、加速度、速度信息计算出电梯实时运行位置。
所述传感设备包括接收单元和楼层标签；接收单元和楼层标签中，其中一个安装在所述电梯轿厢上，另一个安装在电梯井道内；电梯在每个楼层停靠时，所述楼层标签安装的位置与所述接收单元的位置相对应。所述楼层标签包括但不限于电子标签、ic卡、id卡、磁条、二维码、条形码或者接触式单元。
当所述接收单元安装在电梯轿厢上时，所述接收单元通过所述楼层标签获取楼层信息，所述楼层标签与楼层数量相等；当所述接收单元安装在电梯井道内时，每个所述接收单元编码和楼层号码对应，获取电梯轿厢上的楼层标签后可以知道电梯轿厢所在的楼层。
提前获取电梯位置还可以通过读取电梯自身控制系统，获取电梯所在楼层信息。
其中，测算电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间具体的包括：根据获取的电梯所在楼层和机器人所在楼层的楼层差，以及电梯行走一层楼所需的时间，计算出电梯所在楼层位置到达机器人所在楼层的时间；其中，电梯运行时间包括启动加速时间、中间匀速时间、到达时的减速时间。根据启动加速时间以及到达时的减速时间以及电梯运行的加速度，计算得到启动加速路程和停靠减速路程，再根据楼层差与每层楼的高度计算得到总路程，再用总路程减去启动加速路程和停靠减速路程得到中间匀速路程，用中间匀速路程除以电梯匀速运行速度得到中间匀速运行时间，从而得到电梯从电梯所在楼层到达机器人所在楼层所需的总时间。
当机器人到达电梯的时间与上述时间相同或在设定的允许时间差范围内时，机器人呼叫电梯，该步骤包括：根据机器人的行进速度，与机器人到达电梯的距离，实时计算出机器人到达电梯的时间，当机器人到达电梯的时间与电梯到达机器人所在楼层的时间相同或在设定的允许时间差范围内时，系统即呼叫电梯；如果机器人在去往电梯的路上遇到障碍导致延时到达，机器人未进入电梯前，会隔设定时间呼叫一次电梯，持续性的呼叫电梯保证电梯不会提前离开。
当电梯到达后，机器人获取电梯门开启是通过在电梯轿厢上安装开闭状态获取装置，获取门的开闭状态。所述开闭状态获取装置安装在电梯外的门禁闸机上，或安装在电梯门上。所述开闭状态获取装置包括但不限于接触式开关、电磁感应开关、光电感应开关、超声波感应开关，或是入侵电梯本身的信号获取电梯门开闭信号。
电梯内设置有电梯控制单元，机器人发送目标楼层请求给电梯，通过所述电梯控制单元控制电梯前往目标楼层。所述电梯控制单元包含刷卡设备、通讯模块，通讯模块可与机器人通讯。所述刷卡设备获取到楼层信息后，随即点亮楼层按钮，前往目标楼层；所述刷卡设备不但可以采集传统的刷卡信号，也可以获取无线通讯模块发送的信息，可以实现人机两用；所述刷卡设备可以是一体式，也可以是刷卡单元和模拟信号发射单元的组合，所述模拟信号发射单元安装在所述刷卡设备能接收到信号的相应位置，所述刷卡设备可以采集传统的刷卡信号和模拟信号发射单元发送的模拟信号；如果电梯里已经安装有刷卡单元，就只需要在刷卡设备能接收到信号的相应位置安装模拟信号发射单元，机器人即可控制电梯前往目标楼层。
请参照图2，本实施例还提供了一种机器人与电梯交互系统，其包括安装在机器人上的机器人控制单元、与机器人控制单元连通的第一通讯模块；安装在电梯轿厢上的开闭状态获取装置、控制电梯运行与停止以及电梯门开启的电梯控制单元、楼层信息采集单元、与所述电梯控制单元连通的第二通讯模块；所述电梯控制单元与所述开闭状态获取装置连通；安装在电梯井道内的且与楼层信息采集单元配合实现电梯位置信息采集的楼层标签；所述第一通讯模块与所述第二通讯模块信号连通。
所述开闭状态获取装置与所述电梯控制单元相连，再通过第二通讯模块把门的开闭状态发送出去，以便机器人获取电梯门的开闭状态。
所述楼层信息采集单元采集到的轿厢所在的楼层信号，再通过所述第二通讯模块把轿厢所在的楼层信号发送出去，机器人通过第一通讯模块获取轿厢所在的楼层信息。
所述楼层标签的数量与楼层数量一致，每个所述楼层标签具有与楼层对应的独立编码。
所述楼层标签为图形标签，让安装在电梯轿厢上的摄像头读取，所述图形标签的数量与楼层数量一致，每个所述图形标签具有与楼层对应的独立编码，所述摄像头与楼层信号采集单元通讯连接。
所述楼层标签为安装在电梯井道一端的无载波通信发射器、和安装在电梯轿厢上的无载波通信接收器，所述无载波通信接收器与楼层信号采集单元通讯连接。
所述楼层标签可以替换为在电梯轿厢上安装的激光测距仪，通过测量电梯轿厢和电梯井道底部或者顶部固定参照物的距离来获取电梯高度，换算出楼层位置，所述安装激光测距仪与楼层信号采集单元通讯连接。
本实施例一种机器人与电梯交互方法及其系统，在机器人要乘坐电梯前，提前获取电梯位置信息，再根据机器人行驶至电梯位置的时间与电梯到达机器人所在楼层的时间提前呼叫电梯，相比于现有技术中机器人到达电梯位置后才呼叫电梯，大大节省了机器人的等待时间，提高了工作效率；通过获取电梯门的瞬时开闭状态，在电梯门打开的瞬间，就启动进出电梯的动作，不需要等待电梯门完全打开后再启动，节省了时间，进一步的提高了机器人的工作效率；当电梯到达机器人所在楼层后，若机器人在行驶至电梯位置的过程中遇到障碍而延迟到达，则通过机器人间隔设定时间呼叫电梯的方式让电梯保持在机器人所在楼层位置，有效的避免了机器人还未进入电梯，电梯就离开的现象。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。