一种机器人自主乘梯方法及装置与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种机器人自主乘梯方法及装置。


背景技术：

2.目前，机器人乘坐电梯到达目标楼层的实现方法主要有以下两种：第一种，机器人通过模仿人类使用机械臂按电梯，通过视觉传感器识别楼层，这种方法的弊端是需要安装机械臂，成本很高、算法复杂并且难度较大。第二种，通过机器人与电梯控制系统之间的交互实现，但是也未达到机器人可以完全自主乘坐电梯的要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种机器人自主乘梯方法，该方法通过机器人内部多方数据的交互，使得机器人可以自主乘坐电梯到达目标楼层执行任务，解决了现有技术中机器人乘梯方案成本高、算法复杂且难度大的问题，同时也解决了现实工作中，一层使用一个机器人进行作业，带来的资源浪费和成本高的问题。
4.为实现上述目的，本发明第一方面，提供一种机器人自主乘梯方法，所述方法包括：
5.业务模块获取并解析任务信息，确定目标楼层；
6.业务模块指示规控模块控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点；
7.业务模块获取第一侯梯点对应的目标电梯的运行状态，并根据运行状态判断所述目标电梯是否可用，在可用时发送乘梯请求；
8.业务模块判断所述机器人是否符合入梯条件，若满足则指示规控模块控制机器人驶入所述目标电梯；
9.业务模块在确定目标电梯到达目标楼层时，指示规控模块控制机器人驶出电梯并行驶到目标楼层对应的第二侯梯点。
10.本发明第二方面，提供一种业务模块，包括：
11.获取单元，用于获取并解析任务信息，确定目标楼层；
12.第一指示单元，用于指示规控模块控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点；
13.第一判断单元，用于获取第一侯梯点对应的目标电梯的运行状态，并根据运行状态判断所述目标电梯是否可用，在可用时发送乘梯请求；
14.第二判断单元，用于判断所述机器人是否符合入梯条件，若满足则触发第二指示单元；
15.第二指示单元，用于指示所述规控模块控制机器人驶入所述目标电梯；
16.第三指示单元，用于在确定目标电梯到达目标楼层时，指示规控模块控制机器人驶出电梯并行驶到目标楼层对应的第二侯梯点。
17.本发明第三方面，提供一种规控模块，包括：
18.导航单元，用于接收包含目标电梯的第一侯梯点的路径规划请求时，规划机器人
从当前位置到第一侯梯点的导航路径；
19.路径规划单元，用于在接收到入梯请求时规划从第一侯梯点到目标电梯的电梯位置点的第一规划路径；以及，在接收到包含目标楼层的第二侯梯点的出梯请求时，规划从目标电梯的电梯位置点到目标楼层的第二侯梯点的第二规划路径；
20.控制单元，用于控制机器人沿着所述导航路径行驶到第一侯梯点；以及控制机器人沿着第一规划路径从第一侯梯点驶入所述目标电梯；以及，控制机器人沿着第二规划路径从目标电梯行驶到所述第二侯梯点。
21.本发明第四方面，提供一种机器人自主乘梯装置，所述装置包含上述第二方面所述的业务模块和第三方面所述的规控模块。
22.本发明第五方面，提供一种计算机服务器，包括：存储器、处理器和收发器；
23.所述处理器用于与所述存储器耦合，读取并执行所述存储器中的指令，以实现上述第一方面任一项所述的方法；
24.所述收发器与所述处理器耦合，由所述处理器控制所述收发器进行消息收发。
25.本发明第六方面，提供一种机器人，包括上述第五方面所述的计算机服务器。
26.本发明实施例提供的一种机器人自主乘梯方法及装置，该方法通过机器人内部多方数据的交互，使得机器人可以自主乘坐电梯到达目标楼层执行任务，解决了现有技术中机器人乘梯方案成本高、算法复杂且难度大的问题，同时也解决了现实工作中，一层使用一个机器人进行作业，带来的资源浪费和成本高的问题。
附图说明
27.图1为本发明实施例一提供的一种机器人自主乘梯方法流程图；
28.图2为本发明实施例二提供的一种机器人自主乘梯方法的交互示意图；
29.图3为本发明实施例三提供的一种业务模块的结构图；
30.图4为本发明实施例四提供的一种规控模块的结构图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
33.本发明实施例提供的一种机器人自主乘梯方法，将自动驾驶技术应用于进行楼层作业的机器人中，解决了目前一个楼层使用一个机器人进行作业，带来的资源浪费和成本高的问题。
34.实施例一
35.图1为本发明实施例一提供的一种机器人自主乘梯方法流程图，如图1中所示，本发明实施例提供的一种机器人自主乘梯方法，主要包括以下步骤：
36.步骤101，业务模块获取并解析任务信息，确定目标楼层。
37.具体的，业务模块可以理解为机器人中具有计算、处理以及与其他模块进行信息
交互功能的单元。机器人具体可以包括清洁机器人(例如吸尘车、洗地车、地面养护车、扫地机器人等)、配送机器人、迎宾机器人、消毒机器人等。任务信息具体可以为清洁任务信息、送餐任务信息、快递任务信息、迎宾任务信息、消毒任务信息等作业信息。
38.步骤102，业务模块指示规控模块控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点。
39.具体的，规控模块具体可以理解为机器人中具有运算以及控制能力的单元，示例性的，例如规控模块包含导航功能、行为决策规划功能和控制功能、通信功能等。
40.进一步具体的，业务模块确定目标楼层对应的第一侯梯点，并向规控模块发送包含第一侯梯点的路径规划请求，使得规控模块规划当前位置到第一侯梯点的导航路径，并控制机器人沿着导航路径行驶到第一侯梯点。
41.步骤103，业务模块获取第一侯梯点对应的目标电梯的运行状态，并根据运行状态判断目标电梯是否可用，在可用时发送乘梯请求。
42.在一些示例中，运行状态包括电梯是否发生故障、电梯能够到达的楼层信息、电梯承重信息、是否具备通讯能力等。在一些实施例中，步骤103中，业务模块判断目标电梯存在以下任何一种情况则判断该目标电梯不可用：目标电梯发生故障，目标电梯承重小于机器人重量，目标电梯无法通讯连接(例如云端服务器无法与目标电梯建立通信连接，或者机器人无法与目标电梯建立通信连接)，目标电梯无法到达机器人当前所在楼层等。
43.具体的，业务模块获取第一侯梯点对应的目标电梯的运行状态包括但不限于以下几种方式：
44.方式a：业务模块向云端服务器发送目标电梯运行状态获取请求，并从云端服务器接收目标电梯的运行状态。
45.方式a中的云端服务器例如是一个能够管控一定区域范围内的电梯的服务器，例如可以是一栋大厦的服务器，能够管控该栋大厦内所有电梯的云端；或者，还可以是能够管控某一地理区域范围内某一品牌的电梯的服务器，例如是能够管控北京市所有的**品牌的电梯的服务器。
46.方式b：业务模块与目标电梯建立通信连接，并向目标电梯发送运行状态获取请求；从目标电梯接收运行状态。
47.业务模块与目标电梯建立通信连接，例如可以通过wifi或蓝牙建立设备之间的通信连接，还或者，业务模块控制机器人中的感知模块采集目标电梯的二维码图像并进行扫描完成通信连接；还可以采用现有技术中设备间的通信连接方式建立业务模块与目标电梯之间的通信连接，本技术对于通信连接方式不做严格限定。
48.进一步具体的，当机器人到达第一候梯点时，调整自身的朝向，使得机器人朝向目标电梯的电梯口，规控模块会向业务模块发送定位信息。业务模块再将定位信息发送给云端服务器或目标电梯。云端服务器或目标电梯会根据定位信息，查找定位信息对应的目标电梯，从而确定目标电梯的运行状态。
49.步骤103中，当业务模块在确定目标电梯可用时，执行步骤1031；当目标电梯的运行状态为不可用时，结束此次任务或者更换目标电梯。
50.步骤1031，业务模块向云端服务器发送包含当前楼层id和目标楼层id的乘梯请求；或者，业务模块向目标电梯发送包含当前楼层id和目标楼层id的乘梯请求。
51.步骤104，业务模块判断机器人是否符合入梯条件，若满足则指示规控模块控制机
器人驶入目标电梯。若不满足入梯条件则继续等待，并持续判断机器人是否符合入梯条件。
52.具体的，入梯条件的参数具体可以包括目标电梯的去往方向、目标电梯门的开关、目标电梯的容积以及目标电梯的载重量等。
53.进一步具体的，业务模块根据目标电梯的运行状态确定目标电梯到达当前楼层且运行方向与去往目标楼层的方向是否一致；
54.若是，则判断目标电梯门是否打开；若打开则确定目标电梯能否承载机器人，若是则确定机器人满足入梯条件。若机器人满足入梯条件时，执行步骤1041。若机器人不满足入梯条件，则重复执行步骤103和步骤104。
55.步骤1041，业务模块发送入梯任务给规控模块。
56.具体的，规控模块根据传感器获取的机器人周围的环境信息，进行避障，规划入梯路径，使得机器人可以顺利进入电梯。
57.作为优选方案，业务模块还要进一步确定机器人是否入梯成功。规控模块可以通过判断机器人是否通过电梯门线进行确定。当机器人越过电梯门线时，规控模块向业务模块返回入梯成功的信息。
58.进一步地，业务模块在确定机器人入梯成功时，指示地图引擎模块加载目标楼层地图并展示。
59.更进一步地，业务模块在确定地图引擎模块加载目标楼层地图成功时，指示定位模块进行定位初始化并对目标电梯进行定位。具体的，定位初始化具体指的是根据目标楼层的初始位姿，确定机器人的初始位姿。
60.步骤105，业务模块在确定目标电梯到达目标楼层时，指示规控模块控制机器人驶出电梯并行驶到目标楼层对应的第二侯梯点。
61.具体的，业务模块确定目标电梯到达目标楼层，具体可以包括但不仅限于以下几种方式实现：
62.方式一、业务模块将定位模块反馈的定位信息与目标楼层的定位信息进行匹配，在匹配成功时确定目标电梯到达目标楼层。在方式一中，预先采集并存储有各个楼层对应的定位信息。
63.方式二、业务模块将目标电梯的运行状态中的到达楼层的id与目标楼层id进行匹配，在匹配成功时确定到达目标楼层。方式二中，运行状态可以包括电梯正常运行信息、发生故障信息、运行到哪一层的信息、可承载的重量信息等。
64.方式三、业务模块将感知模块通过识别贴在每个楼层的楼层信息所得到的楼层id与目标楼层id进行匹配，在匹配成功时确定到达目标楼层。在方式三中，预先在每个楼层张贴有楼层信息(例如标有楼层的贴纸，或者包含有楼层信息的二维码等)，该楼层信息位于目标电梯所在的电梯井附近，以便机器人的传感器可以采集到楼层信息。
65.确定目标电梯到达目标楼层后，执行步骤1051：
66.步骤1051，业务模块向规控模块发送包含第二侯梯点的出梯请求。规控模块规划从目标电梯到第二侯梯点的第二路径，并控制机器人沿着第二路径行驶到第二侯梯点。
67.可以理解的是，在执行本方法之前或者过程中，机器人会根据用户输入的楼层进行建图，具体的建图过程如下：
68.业务模块根据用户输入的目标楼层id，生成包含目标楼层id的建图请求，并将建
图请求发送给建图模块，以使建图模块建立目标楼层对应的楼层地图，楼层地图包含各电梯分别对应的电梯位置点、侯梯点、电梯id、电梯门朝向和电梯门线。
69.进一步具体的，为提高建图的效率，减少计算量，在建图前，用户必须进行楼层的选择，机器人才会启动建图模式。建图完毕之后，建图模块将楼层地图发送给业务模块，以使业务模块对楼层地图进行保存，方便调用。
70.进一步地，当机器人为清洁机器人，该方法具体包括：
71.业务模块根据预设的各楼层对应的楼层地图，为每一楼层建立并存储任务信息，所述任务信息包含清洁任务及其清洁策略。
72.或者，业务模块从云端服务器接收并存储各楼层对应任务信息，所述任务信息包含清洁任务及其清洁策略。
73.更进一步地，该方法还包括：
74.业务模块在确定机器人到达目标楼层的第二侯梯点时，将目标楼层的任务信息发送给机器人。
75.更进一步优选的，该方法还包括：
76.业务模块在确定目标楼层后，将目标楼层与当前楼层进行匹配；若目标楼层不为当前楼层则执行业务模块指示规控模块控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点的步骤；若目标楼层与当前楼层一致，则执行以下步骤：业务模块获取当前楼层的任务信息中的清洁任务的清洁状态，若根据清洁状态确定清洁未完毕则继续根据任务信息中的清洁策略执行当前楼层的清洁任务；若根据清洁状态确定清洁完毕时，则确定下一待清洁的目标楼层。
77.本发明实施例提供的一种机器人自主乘梯方法及装置，该方法通过机器人内部多方数据的交互，使得机器人可以自主乘坐电梯到达目标楼层执行任务，解决了现有技术中机器人乘梯方案成本高、算法复杂且难度大的问题，同时也解决了现实工作中，一层使用一个机器人进行作业，带来的资源浪费和成本高的问题。
78.实施例二
79.为了更清晰的理解本发明的过程，下面以一个具体的执行过程为例，结合图2所示的该方法的交互示意图，对一个机器人自主乘梯的过程进行说明。图2所示的交互过程是以机器人和云端服务器举例说明的，需要明确的是，图2仅为一个可以实现的方案，并不限定本发明仅能够以此方案执行。
80.s201，机器人的业务模块根据用户输入的目标楼层id，生成包含目标楼层id的建图请求，并将建图请求发送给建图模块。
81.s202，建图模块建立目标楼层对应的楼层地图，并在楼层地图中添加电梯位置点、侯梯点、电梯id、电梯门朝向和电梯门线。
82.s203，建图模块将目标楼层的楼层地图发送给业务模块进行保存。
83.需要说明的是，步骤s201-步骤s203可以理解为机器人为实现自主乘梯执行任务，进行的楼层地图建立的过程。以下步骤为机器人实现自主乘梯的运行过程。
84.s204，业务模块获取并解析任务信息，确定目标楼层。
85.s205，确定目标楼层对应的第一侯梯点，并向规控模块发送包含第一侯梯点的路径规划请求。
86.s206，规控模块根据路径规划请求规划当前位置到第一侯梯点的导航路径，并控
制机器人沿着导航路径行驶到第一侯梯点。
87.s207，业务模块向云端服务器发送目标电梯运行状态获取请求。
88.s208，云端服务器向机器人的业务模块返回目标电梯的运行状态。
89.s209，业务模块在确定目标电梯可用时，向云端服务器发送包含当前楼层id和目标楼层id的乘梯请求。
90.s210，业务模块判断机器人是否符合入梯条件。
91.s211，当机器人符合入梯条件时，业务模块指示规控模块控制机器人驶入目标电梯。
92.s212，规控模块向业务模块反馈入梯成功信息。
93.s213，业务模块在确定机器人入梯成功时，指示地图引擎模块加载目标楼层地图并展示。
94.s214，业务模块在确定地图引擎模块加载目标楼层地图成功时，指示定位模块进行定位初始化并对目标电梯进行定位。
95.s215，定位模块确定机器人的初始位姿，并向业务模块返回定位成功信息。
96.s216，业务模块在确定目标电梯到达目标楼层时，向规控模块发送包含第二侯梯点的出梯请求。
97.s217，规控模块规划从目标电梯到第二侯梯点的第二路径，并控制机器人沿着第二路径行驶到第二侯梯点。
98.s218，规控模块向业务模块反馈出梯成功信息。
99.由此即实现了从建图到运行的一个完整过程，根据该过程可以清楚地看到在机器人自主乘梯的过程中，各执行主体之间的交互过程。
100.实施例三
101.结合图3和图4所示，本发明实施例三提供了一种业务模块100，包括：
102.获取单元101，用于获取并解析任务信息，确定目标楼层；
103.第一指示单元102，用于指示规控模块200控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点；
104.第一判断单元103，用于获取第一侯梯点对应的目标电梯的运行状态，并根据运行状态判断目标电梯是否可用，在可用时发送乘梯请求；
105.第二判断单元104，用于判断机器人是否符合入梯条件，若满足则触发第二指示单元105；
106.第二指示单元105，用于指示规控模块200控制机器人驶入目标电梯；
107.第三指示单元106，用于在确定目标电梯到达目标楼层时，指示规控模块200控制机器人驶出电梯并行驶到目标楼层对应的第二侯梯点。
108.第一指示单元102，还用于确定目标楼层对应的第一侯梯点，并向规控模块200发送包含第一侯梯点的路径规划请求；以使规控模块200规划当前位置到第一侯梯点的导航路径，并控制机器人沿着导航路径行驶到第一侯梯点。
109.第一判断单元103，还用于向云端服务器发送目标电梯运行状态获取请求，并从云端服务器接收目标电梯的运行状态；或者，
110.与目标电梯建立通信连接，并向目标电梯发送运行状态获取请求；从目标电梯接
收运行状态。
111.第一判断单元103，还用于在确定目标电梯可用时向云端服务器发送包含当前楼层id和目标楼层id的乘梯请求；
112.或者，在确定目标电梯可用时向目标电梯发送包含当前楼层id和目标楼层id的乘梯请求。
113.第二判断单元104，还用于根据目标电梯的运行状态确定目标电梯到达当前楼层且运行方向与去往目标楼层的方向是否一致；
114.若是，则判断目标电梯门是否打开；若打开则确定目标电梯能否承载机器人，若是则确定机器人满足入梯条件。
115.第四指示单元107，用于在确定机器人入梯成功时，指示地图引擎模块加载目标楼层地图并展示，以及在确定地图引擎模块加载目标楼层地图成功时，指示定位模块进行定位初始化并对目标电梯进行定位。
116.第三指示单元106，还用于向规控模块200发送包含第二侯梯点的出梯请求；以使规控模块200规划从目标电梯到第二侯梯点的第二路径，并控制机器人沿着第二路径行驶到第二侯梯点。
117.第三指示单元106，还用于将定位模块反馈的定位信息与目标楼层的定位信息进行匹配，在匹配成功时确定目标电梯到达目标楼层；
118.或者，将目标电梯的运行状态中的到达楼层的id与目标楼层id进行匹配，在匹配成功时确定到达目标楼层；
119.或者，将感知模块通过识别贴在每个楼层的楼层信息所得到的楼层id与目标楼层id进行匹配，在匹配成功时确定到达目标楼层。
120.第五指示单元108，用于根据用户输入的目标楼层id，生成包含目标楼层id的建图请求，并将建图请求发送给建图模块，以使建图模块建立目标楼层对应的楼层地图，楼层地图包含各电梯分别对应的电梯位置点、侯梯点、电梯id、电梯门朝向和电梯门线。
121.任务创建单元109，用于根据预设的各楼层对应的楼层地图，为每一楼层建立并存储任务信息，任务信息包括清洁任务及其清洁策略；
122.或者，从云端服务器接收并存储各楼层对应任务信息，任务信息包含清洁任务及其清洁策略。
123.任务下发单元110，用于在确定所述机器人到达目标楼层的第二侯梯点时，将所述目标楼层的任务信息发送给所述机器人。
124.第六指示单元111，用于在确定目标楼层后，将目标楼层与当前楼层进行匹配；若目标楼层不为当前楼层则执行业务模块指示规控模块200控制机器人行驶到当前楼层的第一侯梯点的步骤；
125.获取单元101，还用于若目标楼层与当前楼层一致，则执行以下步骤：获取当前楼层的任务信息的清洁任务的清洁状态，若根据清洁状态确定清洁未完毕则继续根据任务信息中的清洁策略执行当前楼层的清洁任务。
126.实施例四
127.如图4中所示，本发明实施例四提供了一种规控模块200，包括：
128.导航单元201，用于接收包含目标电梯的第一侯梯点的路径规划请求时，规划机器
人从当前位置到第一侯梯点的导航路径；
129.路径规划单元202，用于在接收到入梯请求时规划从第一侯梯点到目标电梯的电梯位置点的第一规划路径；以及，在接收到包含目标楼层的第二侯梯点的出梯请求时，规划从目标电梯的电梯位置点到目标楼层的第二侯梯点的第二规划路径；
130.控制单元203，用于控制机器人沿着导航路径行驶到第一侯梯点；以及控制机器人沿着第一规划路径从第一侯梯点驶入目标电梯；以及，控制机器人沿着第二规划路径从目标电梯行驶到第二侯梯点。
131.实施例五
132.本发明实施例五提供了一种机器人自主乘梯装置，装置包含上述实施例三的业务模块100和实施例四的规控模块200。
133.实施例六
134.本发明实施例五提供了一种计算机服务器，包括：存储器、处理器和收发器；
135.处理器用于与存储器耦合，读取并执行存储器中的指令，以实现上述实施例一任一项的方法；
136.收发器与处理器耦合，由处理器控制收发器进行消息收发。
137.实施例七
138.本发明实施例七提供了一种机器人，包括上述实施例六的计算机服务器。
139.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
140.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom动力系统控制方法、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
141.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。