机器人及其跨楼层导航方法和装置

技术领域

本申请属于机器人领域，尤其涉及一种机器人及其跨楼层导航方法和装置。

背景技术

随着服务型机器人的广泛应用，服务型机器人的应用场景也越来越多。比如，在机器人执行货物运送任务，或者执行室内巡检任务时的应用场景下，机器人可能会借助电梯执行不同楼层的导航任务。

目前的机器人实现不同楼层导航的方式中，包括在每层电梯内的指定位置设置为楼层的参考坐标原点位置。当机器人到达目标楼层的电梯指定位置时，根据以该指定位置为参考坐标原点位置的地图进行导航，可以有效的完成路线包括不同楼层的导航任务。但是，由于地图的参考坐标原点需要设定为电梯内的指定位置，在构建楼层的地图时需要以电梯内的指定点开始扫图，操作使用较为不便。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其跨楼层导航方法和装置，以解决现有技术中需要设定电梯内的指定位置为坐标原点，需要以指定位置开始势力，操作使用较为不便的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的跨楼层导航方法，所述方法包括：

获取机器人的导航任务；

解析所述导航任务，获取所述导航任务对应的目标楼层地图、目标导航点坐标、目标楼层；

根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标；

根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，在确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标之前，所述方法还包括：

在楼层的任意位置为起点控制机器人移动，构建不同楼层所对应的楼层地图；

移动机器人至电梯位置，确定电梯所在位置在所构建的楼层地图中的坐标信息。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述电梯所在位置为电梯的中心位置，或者电梯内的其它任意指定位置。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标，包括：

机器人与电梯控制系统建立通信连接；

机器人向电梯控制系统发送升降至目标楼层的控制指令，使机器人移动至目标楼层；

根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人在目标楼层时的坐标。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，在根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航之前，所述方法还包括：

接收电梯控制系统发送的电梯的状态信息；

根据所述状态信息确定电梯处于目标楼层，且电梯门处于打开状态时，则执行根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，在机器人向电梯控制系统发送升降至目标楼层的控制指令，使机器人移动至目标楼层之前，所述方法还包括：

解析所述导航任务，获取所述目标楼层对应的楼层ID和楼层名称；

根据所述楼层ID生成电梯控制指令；

根据所述楼层名称确定所述目标楼层地图。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，所述方法还包括：

当机器人离开电梯时，向所述电梯控制系统发送闭门控制指令。

本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的跨楼层导航装置，所述装置包括：

任务获取单元，用于获取机器人的导航任务；

任务解析单元，用于解析所述导航任务，获取所述导航任务对应的目标楼层地图、目标导航点坐标、目标楼层；

坐标确定单元，用于根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标；

导航单元，用于根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航。

本申请实施例的第三方面提供了一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：获取机器人的导航任务后，解析得到导航任务对应的目标楼层地图、目标导航点坐标和目标楼层，根据预先设定的楼层与电梯所在位置的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，即可确定机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标，根据机器人到达目标楼层时所定位的坐标、目标楼层地图和目标导航点坐标，即可导航至目标点，并且电梯所在位置的坐标与该楼层地图中的坐标对应，不需要以电梯所在位置为起点进行建图，使得构建楼层地图时更加方便，从而提高机器人导航的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种机器人的跨楼层导航的实现场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种机器人的跨楼层导航方法的实现流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种确定机器人的坐标的实现流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种机器人跨楼层的导航装置的示意图；

图5是本申请实施例提供的机器人的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本申请实施例提供的一种机器人跨楼层导航方法的实现场景示意图。如图1所示，机器人在包括多个楼层的楼宇内执行任务。机器人可以通过电梯前往不同楼层。其中，设置于楼宇内的电梯可与机器人建立通信连接。通信连接的方式可以包括蓝牙连接、NFC连接或WIFI连接。通过建立通信连接，机器人可与电梯中的电梯控制系统建立连接。通过所建立的通信连接，机器人可以向电梯控制系统发送乘坐指令，该乘坐指令可以包括机器人乘坐前所在的楼层，以及机器人需要前往的楼层。机器人可以在需要更换楼层时发起通信连接请求，在完成楼层更换后，可以保持该通信连接，或者关闭该通信连接。

在本申请中，不同楼层的地图信息不同，可以由机器人或者其它建图设备预先建立机器人各个楼层的楼层地图，并不同楼层的楼层地图与楼层对应。其中，楼层地图可以与楼层ID对应或者与楼层名称对应。

在构建不同楼层的地图时，机器人可按照任意位置为起始位置进行地图构建。在地图构建完成后，可以记录机器人处于电梯所在位置时，机器人在该楼层的地图中的坐标，从而建立该坐标与楼层的对应关系。当机器人乘坐电梯到达该楼层时，根据预先设定的地图与坐标的对应关系，可以在机器人处于电梯位置时，获取机器人在该楼层地图中的坐标，便于机器人执行导航任务。

在机器人执行跨楼层导航方法的实现过程中，如图2所示，该跨楼层导航方法包括：

S201，获取机器人的导航任务。

其中，所述机器人的导航任务，可以包括挪机器人所执行的清洁任务，或者巡逻机器人执行的巡逻任务等。根据不同的机器人类型，所执行的导航任务可能存在区别。

所执行的导航任务中，可以直接包括执行导航任务的目标楼层，以及位于目标楼层中的一个或者多个目标导航点。比如，在对楼层进行巡逻时，可以在待巡逻的楼层中预先设置一个或者多个目标导航点。机器人执行任务时，按照预先设定的目标导航点的位置，结合机器人到达该楼层时的电梯位置，确定机器人在该楼层的导航路径。

或者，所执行的导航任务中，可以包括目标楼层。根据导航任务中的目标楼层，获取该目标楼层对应的楼层地图。根据楼层中的地图信息，确定执行导航任务的一个或者多个目标导航点。比如，在执行巡逻任务时，根据预先设定的巡逻要求，在楼层地图中查找与巡逻要求匹配的位置点，根据所查找到的位置点，确定为导航任务对应的目标导航点。

S202，解析所述导航任务，获取所述导航任务对应的目标楼层地图、目标导航点坐标、目标楼层。

其中，导航任务中可以直接包括目标楼层的信息。或者，也可以根据对指令的分析，获取导航任务中包括的目标楼层。比如，可以对语音指令进行内容进行分析，得到导航任务中包括的目标楼层的信息。

根据所接收到的导航任务中包括的目标楼层，可以查找到预先构建的目标楼层地图。比如，可以根据预先构建的楼层地图与楼层ID的对应关系，或者预先构建的楼层地图与楼层名称的对应关系，查找到目标楼层所对应的目标楼层地图。

其中，目标导航点可以预先设定在导航地图中，即预先确定目标导航点在导航地图中的坐标。在查找到导航任务所对应的目标楼层的地图后，可根据所查找的目标楼层地图，获取预先设定的目标导航点坐标。比如，预先设定的各个楼层地图中，分别标识有楼层地图所对应的目标导航点，并通过预先的标定或计算，确定并存储目标导航点在目标导航地图中的坐标。

或者，在查找到目标楼层所对应的目标楼层地图后，结合所查找的目标导航点，计算目标导航点在目标导航地图中的坐标。比如，通过目标导航点的特征与目标导航地图中的信息的匹配，确定了目标导航地图中存在的一个或者多个目标导航点，根据目标导航点在地图中的位置，计算目标导航点在目标楼层地图中的坐标。

S203，根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标。

在本申请实施例中，楼层地图中的坐标原点可以为任意位置。当楼层地图中的坐标原点为电梯位置以外的任意位置时，在对楼层地图进行建图时，可以避免需要将电梯停靠在该楼层，不需要将机器人置于电梯内作为建图起点位置，即不需要将电梯位置作为该楼层地图的坐标原点。通过在楼层中的任意位置作为起点进行那图，可以大大的提高建图的便利性。在完成地图构建时，可以将机器人移动至电梯位置，确定电梯所在位置在楼层地图中的坐标。或者，根据所构建的地图，计算电梯所在位置在楼层地图中的坐标。当机器人乘坐到达该楼层时，根据所存储的电梯位置在楼层地图中的坐标，完成机器人在楼层地图中的定位。

其中，电梯所在位置，可以为电梯内的中心位置，或者与中心位置的误差在预定误差范围内的位置。或者，该电梯所在位置，也可以为电梯内的其它任意指定位置。

如图3所示为本申请实施例提供的一种确定机器人的坐标的实现流程示意图，包括：

S301，机器人与电梯控制系统建立通信连接。

其中，在楼宇的电梯中设置有电梯控制系统。当机器人与电梯控制系统的通信距离较近时，比如小于楼层间的通信距离，该电梯控制系统可以设置在电梯以及各个楼层的电梯入口处。当机器人到达电梯入口处，可以由机器人向电梯入口处的电梯控制系统发起连接请求，请求与电梯入口入的电梯控制系统建立通信连接。通信连接的形式包括蓝牙连接、WIFI连接或NFC连接等。

当机器人离开电梯时，可以通过距离的改变自动断开该通信连接，或者，也可以在检测到机器人与电梯的距离，或者机器人与该楼层的电梯入口之间的距离大于预设的距离，则可以主动断开通信连接。

或者，当机器人与电梯的距离，或者机器人与该楼层的电梯入口之间的距离大于预设的距离时，可以向电梯控制系统发送关闭电梯门的控制指令，使得电梯能够适应机器人的不同移动速度的要求。

S302，机器人向电梯控制系统发送升降至目标楼层的控制指令，使机器人移动至目标楼层。

机器人向机器人所在楼层的电梯入口处的电梯控制系统发送控制指令后，可以使得电梯的轿箱升降至机器人所在的楼层，并自动打开电梯门，使得机器人可以进入轿箱。在检测到机器人进入轿箱后，或者打开轿箱门后的预定时长后，自动关闭轿箱门。

其中，机器人向电梯控制系统发送的控制指令包括目标楼层。电梯控制系统可以控制轿箱移动至目标楼层所在位置。

当机器人进入轿箱时，机器人可以与轿箱内的电梯控制系统建立通信连接，机器人向电梯控制系统发送升降控制指令，当轿箱升降至目标楼层时，电梯控制系统向机器人反馈到达目标楼层的指令或状态信息。从而使得机器人在乘坐电梯的过程中，可以持续保持与电梯控制系统保持通信连接，及时有效的获取电梯的状态信息。

其中，机器人向电梯控制系统发送控制指令时，可以根据导航任务中包括的目标楼层所对应的楼层ID，向电梯控制系统生成长降控制指令。可以根据导航任务中包括的楼层名称，查找导航任务中的目标楼层所对应的目标楼层地图。

S303，根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人在目标楼层时的坐标。

机器人根据导航任务所确定的目标楼层，可以查找到预先构建的目标楼层所对应的目标楼层地图。并且在该目标楼层地图中设定有电梯所在位置与坐标的对应关系，确定机器人在目标楼层时的坐标。优选地，通过内置于机器人的地图管理模块切换到目标楼层的地图，并从内置于机器人的地图管理模块的数据库中读取该目标楼层的电梯所在位置的对应坐标值，并对当前目标楼层电梯所在机器人当前目标楼层的地图中的位置设置及更新为所述对应坐标值，进而完成机器人对当前目标楼层的定位。

比如，预先设定的电梯所在位置为电梯的中心位置。当机器人到达该目标楼层时，可以移动机器人至电梯的中心位置，根据预先设定的楼层与电梯所在位置的对应关系，从而得到机器人当前的位置在该楼层的坐标。

S204，根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航。

在本申请中，机器人根据所获取的数据进行导航之前，还可以对电梯控制系统所发送的指令或状态信息的判断。当根据电梯控制系统发送的指令或状态信息确定电梯已到达目标楼层，并且电梯门处于打开状态时，则开始进行导航。

在机器人到达导航任务对应的目标楼层时，机器人可以根据预先设定的电梯所在位置，移动机器人至所设定的电梯所在位置。比如，电梯所在位置为电梯的中心位置时，可以移动机器人至电梯的中心位置，从而使得机器人处于所设定的电梯所在位置，根据预先设定的电梯所在位置与楼层地图的对应关系，确定机器人当前位置在目标楼层地图中的坐标。

根据所获取目标楼层地图，以及所获取的机器人在电梯所在位置的坐标，以及导航任务中的目标导航点，可以确定机器人的导航路径，根据所设定的导航路径进行导航，从而便于机器人有效的完成导航任务。

在可能的实现方式中，当机器人完成导航任务返回电梯时，机器人可与设置在电梯入口的电梯控制系统建立通信连接，向电梯控制系统发送乘坐电梯的控制指令，从而使得电梯控制系统控制电梯轿箱移动至机器人所在楼层，使机器人乘坐电梯升降至其它楼层。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图4为本申请实施例提供的一种机器人的跨楼层导航装置的示意图，如图4所示，所述装置包括：

任务获取单元401，用于获取机器人的导航任务；

任务解析单元402，用于解析所述导航任务，获取所述导航任务对应的目标楼层地图、目标导航点坐标、目标楼层；

坐标确定单元403，用于根据预先存储的楼层与电梯位置在该楼层地图中的坐标的对应关系，确定机器人乘坐电梯到达目标楼层时，机器人位置在目标楼层地图中所定位的坐标；

导航单元404，用于根据目标楼层地图、机器人到达目标楼层时所定位的坐标，以及目标导航点坐标进行导航。

图4所示的机器人跨楼层导航装置，与图2所示的机器人的跨楼层导航方法对应。

图5是本申请一实施例提供的机器人的示意图。如图5所示，该实施例的机器人5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52，例如机器人的跨楼层导航程序。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个机器人的跨楼层导航方法实施例中的步骤。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述机器人5中的执行过程。

所述机器人可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是机器人5的示例，并不构成对机器人5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述机器人还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器51可以是所述机器人5的内部存储单元，例如机器人5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述机器人5的外部存储设备，例如所述机器人5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述机器人5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述机器人所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述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。

另外，在本申请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。

所述集成的模块/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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。