一种机器人楼层定位方法及相关设备与流程

1.本说明书涉及机器人领域，更具体地说，本发明涉及一种机器人楼层定位方法及相关设备。


背景技术：

2.机器人(robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人的指令，与人交流，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术定制的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如，生产业、建筑业或是危险的工作。机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学、农业甚至军事等领域中均等有重要用途。
3.机器人的任务自动执行过程是需要每个环节一步步成功累积的，如果其中一环出现问题，整个任务也无法成功。关于机器人跨楼层任务中关键一环乘梯过程就有很多异常情况，例如乘梯过程中机器人被人搬出电梯、搬进电梯、或被推入其他电梯等情况，而目前市场上主要的楼层获取方式有红外激光或uwb传感器测距+无线通信/网络通信、电梯井内电梯停靠楼层附近安装多个rfid或者红外传感器判断电梯是否经过当前楼层，从而判断电梯在几层、通过wifi ap定位楼层等。存在的问题是这些传感器均测量的是电梯楼层，并非机器人楼层。如果机器人中层被搬出，或者进电梯因为打滑，亦或者机器人定位不准进错电梯，网络延迟楼层上报延迟，机器人以为自己在指定电梯内而实际未进入电梯的情况，单纯靠电梯楼层定位机器人楼层比较困难。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.第一方面，本发明提出一种机器人楼层定位方法，上述方法包括：
6.在目标机器人按既定任务流程进入到电梯轿厢的情况下，确定蓝牙信号强度最大对应的电梯为可能搭乘的电梯；
7.获取上述可能搭乘的电梯的运行信息；
8.获取上述目标机器人的气压变化信息；
9.根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
10.可选的，上述根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息，包括：
11.在上述气压变化信息小于预设阈值的情况下，将上述目标机器人等待电梯楼层确信息定为上述实际楼层信息。
12.可选的，根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息，包括：
13.在上述气压变化信息的变化趋势与上述运行信息对应的运行方向不一致的情况下，再次获取蓝牙信号强度最大对应的电梯为当前搭乘的电梯；
14.基于上述当前搭乘电梯的运行信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
15.可选的，上述方法还包括：
16.在上述气压变化信息的变化趋势与上述运行信息对应的运行方向不一致且无法获取蓝牙信号强度的情况下，基于上述气压变化信息确定目标机器人运动方向和气压变化起始时间；
17.根据上述机器人运动方向、上述气压变化起始时间、可能搭乘电梯对应的关门时间和可能搭乘电梯的运行方向确定当前搭乘电梯，其中，上述可能搭乘电梯为上述目标机器人等待的电梯厅对应的电梯；
18.基于上述当前搭乘电梯的楼层信息确定上述实际楼层信息。
19.可选的，上述根据上述运动方向、上述气压变化起始时间和可能搭乘电梯对应的关门时间确定当前搭乘电梯，包括：
20.将上述运动方向与上述运行方向相同且上述气压变化起始时间与上述关门时间的时间间隔小于预设时间间隔对应的可能搭乘电梯确定为当前搭乘电梯。
21.可选的，上述方法还包括：
22.向控制端发送蓝牙模块故障报警信息，其中，上述蓝牙模块故障报警信息包括上述当前搭乘电梯对应的设备标识。
23.可选的，可能搭乘的电梯是根据上述蓝牙信号对应的mac地址确定的。
24.第二方面，本发明还提出一种机器人楼层定位装置，包括：
25.第一确定单元，用于在目标机器人按既定任务流程进入到电梯轿厢的情况下，确定蓝牙信号强度最大对应的电梯为可能搭乘的电梯；
26.第一获取单元，用于获取上述可能搭乘的电梯的运行信息；
27.第二获取单元，用于获取上述目标机器人的气压变化信息；
28.第二确定单元，用于根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
29.第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的机器人楼层定位方法的步骤。
30.第四方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一项的机器人楼层定位方法。
31.综上，本技术实施例的机器人楼层定位方法包括：在目标机器人按既定任务流程进入到电梯轿厢的情况下，确定蓝牙信号强度最大对应的电梯为可能搭乘的电梯，其中，上述蓝牙信号是可能搭乘的电梯发出的；获取上述可能搭乘的电梯的运行信息；获取上述目标机器人的气压变化信息；根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。本技术提出的机器人楼层定位方法，通过获取电梯轿厢内的蓝牙模块的蓝牙信号强度确定可能搭乘的电梯，通过在目标机器人的内部安装的气压计获取目标机器人周围环境的气压变化情况，并与可能搭乘的电梯的运动时间规律和方向规律进行比对，确定目标机器人是否与可能搭乘的电梯的运行规律一致，从而准确定位目标机器人所处的楼
层位置。
32.本技术提出的机器人楼层定位方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
33.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
34.图1为本技术实施例提供的一种机器人楼层定位方法流程示意图；
35.图2为本技术实施例提供的一种机器人楼层定位装置结构示意图；
36.图3为本技术实施例提供的一种机器人楼层定位电子设备结构示意图。
具体实施方式
37.本技术提出的机器人楼层定位方法，通过获取电梯轿厢内的蓝牙模块的蓝牙信号强度确定可能搭乘的电梯，通过在目标机器人的内部安装的气压计获取目标机器人周围环境的气压变化情况，并与可能搭乘的电梯的运动时间规律和方向规律进行比对，确定目标机器人是否与可能搭乘的电梯的运行规律一致，从而准确定位目标机器人所处的楼层位置。
38.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
39.请参阅图1，为本技术实施例提供的一种机器人楼层定位方法流程示意图，具体可以包括：
40.s110、在目标机器人按既定任务流程进入到电梯轿厢的情况下，确定蓝牙信号强度最大对应的电梯为可能搭乘的电梯；
41.示例性的，目标机器人可以为酒店内或其他服务场所内的送货机器人或巡视机器人等机器人，能够进行场景地图构建激光slam地图，标记充电桩点位、电梯编号。目标机器人能够根据任务在搭乘电梯执行送餐送货任务，能够搭乘目标电梯，并根据目标电梯发出的信号确定目标机器人所处的楼层。目标机器人上安装有激光、里程计、imu、气压计、无线通信模块等。
42.在正常情况下目标机器人会按照既定的路线和既定的乘梯方案搭乘电梯，但是可能会存在目标机器人由于定位误差、目标机器人被人搬动或急停推入另一部电梯或搬出电梯、目标机器人在乘梯过程中被搬出电梯、或者机器人进出电梯时轮子打滑，导致机器人实
际上并没有进入目标电梯等问题，从而导致目标机器人实际的楼层信息与目标电梯所处的楼层不一致，导致机器人楼层信息出错继而导致配送任务失败。
43.目标机器人或者目标机器人对应的远端服务器可以基于目标机器人的任务时间流程或者目标机器人的定位位置确定目标机器人相对于目标电梯的理想位置关系，即按照既定程序执行任务时目标机器人应该处在目标电梯的轿厢内还是在轿厢外。
44.当目标机器人按照既定的任务流程进入到电梯轿厢的情况下时，确定蓝牙信号最大对应的电梯为可能搭乘的电梯，蓝牙信号是安装在轿厢内的蓝牙模块发出的，蓝牙信号对应的身份标识与电梯轿厢一一对应。可以理解的是，蓝牙信号强度的大小与距离蓝牙模块的距离成反比，即距离越近信号越强，距离越远信号越弱，信号最大对应的电梯即与目标机器人距离最近的电梯，在正常的情况下即为目标机器人搭乘的电梯。
45.s120、获取上述可能搭乘的电梯的运行信息；
46.示例性的，获取根据蓝牙信号强度确定的可能搭乘的电梯的运行信息，运行信息包括电梯的运行的方向和目标电梯当前的楼层信息。
47.s130、获取上述目标机器人的气压变化信息；
48.示例性的，根据目标机器人自身携带的气压计获取目标机器人当前对应的气压信息，在正常的执行任务的流程中，目标机器人在进入目标电梯内电梯门关闭后会对电梯轿厢内的气压信息进行测量，待目标电梯运行后检测电梯轿厢内的气压变化情况。目标机器人的理想位置在电梯轿厢外的情况下，在固定时间间隔对气压信息进行监控。
49.s140、根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
50.示例性的，如果一段时间内气压信息由高变低则表征目标机器人的高度变高，反之则表明目标机器人的位置逐渐降低，如果气压变化在预设阈值的范围内则目标机器人的高度并未发生变化。根据气压信息和可能搭乘电梯的运行信息的关系确定目标机器人对应的实际楼层信息可能包括以下几种情况，即气压变化信息与目标机器人与可能搭乘电梯的时的运动时间规律和方向规律一致的情况下，目标机器人位于可能搭乘的电梯内，该电梯的楼层信息即对应目标机器人的楼层信息。如果气压变化信息与目标机器人的可能搭乘的电梯的运动时间规律或方向规律不一致则目标机器人可能进入了错误的电梯或者未进入电梯，则需要根据目标机器人的气压变化规律与其他电梯的运行时间规律和方向规律确定目标机器人的运行与其他电梯的关联性，从而确定目标机器人实际楼层信息。
51.综上，本技术提出的机器人楼层定位方法，通过获取电梯轿厢内的蓝牙模块的蓝牙信号强度确定可能搭乘的电梯，通过在目标机器人的内部安装的气压计获取目标机器人周围环境的气压变化情况，并与可能搭乘的电梯的运动时间规律和方向规律进行比对，确定目标机器人是否与可能搭乘的电梯的运行规律一致，从而准确定位目标机器人所处的楼层位置。
52.在一些示例中，上述根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息，包括：
53.在上述气压变化信息小于预设阈值的情况下，将上述目标机器人等待电梯楼层确信息定为上述实际楼层信息。
54.示例性的，如果可能搭乘的电梯的楼层变化信息发生变化即电梯开始运行，但是
气压变化信息小于预设阈值即目标机器人并没有发生高度上的变化，此时认为机器人并未搭乘上可能搭乘的电梯，可能是由于人员较多空间不足以容纳目标机器人，也可能是由于目标机器人的轮子打滑等原因未进入目标电梯，此时将目标机器人正在等待乘梯楼层确定为实际楼层信息，并重新执行叫梯指令。
55.综上，本技术实施例提出的机器人楼层定位方法，通过目标机器人监测周围气压变化信息确定目标机器人是否在目标电梯内，从而准确确定目标机器人的实际楼层信息。
56.在一些示例中，根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息，包括：
57.在上述气压变化信息的变化趋势与上述运行信息对应的运行方向不一致的情况下，再次获取蓝牙信号强度最大对应的电梯为当前搭乘的电梯；
58.基于上述当前搭乘电梯的运行信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
59.示例性的，当目标电梯关门后目标机器人开始检测气压变化信息，但是气压变化信息与可能搭乘电梯的楼层变化的规律不一致，此时目标机器人错误地搭乘了其他的电梯，在第一次获取蓝牙信号强度时，可能同时存在多个电梯出现在目标机器人准备进入电梯的电梯厅内，而其他电梯的蓝牙信号相比搭乘的电梯的蓝牙信号更强，从而使机器人错误地识别了搭乘的电梯，此时再次获取蓝牙信号强度对应最大的电梯为当前搭乘的电梯，根据当前搭乘的电梯对应的楼层信息确定为目标机器人的实际楼层信息。
60.综上，本技术实施例提出的机器人楼层定位方法，通过再次获取蓝牙信号可以纠正第一次错误识别搭乘电梯的情况，从而纠正目标机器人的实际楼层信息。
61.在一些示例中，上述方法还包括：
62.在上述气压变化信息的变化趋势与上述运行信息对应的运行方向不一致且无法获取蓝牙信号强度的情况下，基于上述气压变化信息确定目标机器人运动方向和气压变化起始时间；
63.根据上述机器人运动方向、上述气压变化起始时间、可能搭乘电梯对应的关门时间和可能搭乘电梯的运行方向确定当前搭乘电梯，其中，上述可能搭乘电梯为上述目标机器人等待的电梯厅对应的电梯；
64.基于上述当前搭乘电梯的楼层信息确定上述实际楼层信息。
65.示例性的，在上述气压变化信息的变化趋势与上述运行信息对应的运行方向不一致且无法获取蓝牙信号强度的情况下，此时目标机器人并未在第一次通过蓝牙信号确定的可能搭乘的电梯内，并且无法再次通过识别蓝牙信号的方式确定所在电梯。此时，根据气压变化信息获取目标机器人的运动方法，如果气压变大则向下运动，如果气压变小则向上运动，并确定气压变化起始时间，即目标机器人的高度开始发生变化的时间。根据机器人测量的气压变化信息确定的机器人运动方向以及高度开始发生变化时间，在存储有可能搭乘电梯的关门和运行信息的数据库中进行筛选，将电梯运行方向与目标机器人高度变化方向相同，且关门时间与气压开始变化时间接近的电梯确定为此时目标机器人正在搭乘的电梯，从而通过与正在搭乘的电梯的所在楼层确定目标机器人所在的楼层。通过遍历与目标电梯在同一电梯厅内的其他的可能搭乘电梯的对应的关门时间和楼层变化规律，选择电梯关门时间与目标机器人的气压变化时间相隔最小，且电梯运行方向与目标机器人运动方向相同的电梯为当前搭乘电梯，根据当前搭乘的电梯的楼层信息确定实际的楼层信息。
66.综上，本技术实施例提出的机器人楼层定位方法，当目标机器人无法再次通过蓝牙信号确定当前搭乘电梯的情况下，通过目标机器人监测周围气压变化信息确定目标机器人的当前搭乘电梯，从而准确确定目标机器人的实际楼层信息。
67.在一些示例中，上述根据上述运动方向、上述气压变化起始时间和可能搭乘电梯对应的关门时间确定当前搭乘电梯，包括：
68.将上述运动方向与上述运行方向相同且上述气压变化起始时间与上述关门时间的时间间隔小于预设时间间隔对应的可能搭乘电梯确定为当前搭乘电梯。
69.示例性的，预设时间间隔为电梯运行与机器人随之运动之间可以接收的时间误差。当目标机器人的运动方向与电梯运行方向相同并且气压变化起始时间与该电梯的关门时间间隔较小的情况下(即小于预设时间间隔，例如预设时间间隔可以设置为10s)，此时认为目标机器人正在搭乘该电梯。
70.在一些示例中，上述方法还包括：
71.向控制端发送蓝牙模块故障报警信息，其中，上述蓝牙模块故障报警信息包括上述当前搭乘电梯对应的设备标识。
72.示例性的，通过遍历电梯的运行规律和目标机器人的气压变化规律可以确定目标机器人正在搭乘的电梯，而通过这种方式获取目标机器人的当前搭乘电梯的情况下对应的情况能为当前搭乘的电梯的蓝牙模块出现故障，此时向控制端发送当前搭乘电梯蓝牙模块对应的故障报警信息以便工作人员及时维修。
73.在一些示例中，可能搭乘的电梯是根据上述蓝牙信号对应的mac地址确定的。
74.示例性的，本技术提出的根据蓝牙信号确定电梯身份的方法是在每部电梯内安装蓝牙模块，每个蓝牙模块mac地址电梯编号绑定。
75.请参阅图2，本技术实施例中机器人楼层定位装置的一个实施例，可以包括：
76.第一确定单元21，用于在目标机器人按既定任务流程进入到电梯轿厢的情况下，确定蓝牙信号强度最大对应的电梯为可能搭乘的电梯；
77.第一获取单元22，用于获取上述可能搭乘的电梯的运行信息；
78.第二获取单元23，用于获取上述目标机器人的气压变化信息；
79.第二确定单元24，用于根据上述运行信息和上述气压变化信息确定上述目标机器人的实际楼层信息。
80.如图3所示，本技术实施例还提供一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器320上并可在处理器上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现上述机器人楼层定位的任一方法的步骤。
81.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例中一种机器人楼层定位装置所采用的设备，故而基于本技术实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中的方法所采用的设备，都属于本技术所欲保护的范围。
82.在具体实施过程中，该计算机程序311被处理器执行时可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。
83.需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中
没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
84.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
85.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
86.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
87.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
88.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，当计算机软件指令在处理设备上运行时，使得处理设备执行如图1对应实施例中的机器人楼层定位的流程。
89.计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，ssd))等。
90.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
91.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论
的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
92.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
93.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
94.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
95.以上，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。