CN105905712A - 自动进出电梯的系统及方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种自动进出电梯的系统及方法。该系统可包括：内呼单元，其位于电梯轿厢内部，连接到电梯轿厢按键电路中，内呼单元能够点亮电梯轿厢按键；测距及通信单元，其位于电梯梯井顶端，通过无线与内呼单元进行通信和测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值；外呼单元，其位于电梯外面板内部，并连接到电梯外部按键电路中，外呼单元能够点亮电梯外部按键；以及主控单元，其安装在机器人或智能车辆中，并通过无线与外呼单元通信，主控单元被配置为控制机器人或智能车辆进出电梯。

Description

自动进出电梯的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动进出电梯的系统，更具体而言，涉及一种机器人或智能车辆自动进出电梯的系统及方法。

背景技术

随着智能设备的不断发展，许多智能车辆和机器人已经得到了广泛应用。特别是近来商用服务机器人的出现，更是把酒店服务人员从繁琐的事情中解脱出来，由机器人或智能车辆来完成引导、送物等事情。这样不仅可以使顾客体会到高科技的乐趣，更可以减少酒店的人员成本，是未来科技的一个发展趋势。

发明人发现，机器人或智能车辆在进行引导、送物等任务的情况下，需要呼叫并进出电梯以到达所需要的楼层，因此，有必要开发一种机器人或智能车辆自动进出电梯的系统及方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种自动进出电梯的系统及方法，其能够通过使机器人或智能车辆通过无线点亮电梯外部按键以呼叫电梯，点亮电梯轿厢按键以前往指定楼层并退出电梯，实现机器人或智能车辆自动到达所需要的楼层完成其任务。

根据本发明的一方面，提出了一种自动进出电梯的系统，所述系统可以包括：内呼单元，其位于电梯轿厢内部，连接到电梯轿厢按键电路中，所述内呼单元能够点亮电梯轿厢按键；测距及通信单元，其位于电梯梯井顶端，通过无线与所述内呼单元进行通信和测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值；外呼单元，其位于电梯外面板内部，并连接到电梯外部按键电路中，所述外呼单元能够点亮电梯外部按键；以及主控单元，其安装在机器人或智能车辆中，并通过无线与所述外呼单元通信，所述主控单元被配置为控制机器人或智能车辆进出电梯。

根据本发明的另一方面，提出了一种自动进出电梯的方法，所述方法可以包括：在机器人或智能车辆到达指定位置的情况下，呼叫电梯；在电梯状态为电梯到达的情况下，进入电梯；在机器人或智能车辆处于电梯轿厢中的情况下，点亮指定楼层的电梯轿厢按键；以及在电梯状态为电梯到达指定楼层的情况下，退出电梯。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的自动进出电梯的系统的示意图。

图2示出了根据本发明的自动进出电梯的系统的外呼单元与电梯外部按键电路的连接的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例1

图1示出了根据本发明的自动进出电梯的系统的示意图。

在该实施例中，根据本发明的自动进出电梯的系统可以包括：内呼单元101、测距及通信单元102、外呼单元103以及主控单元104。内呼单元101位于电梯轿厢内部，连接到电梯轿厢按键电路105中，内呼单元101能够点亮电梯轿厢按键；测距及通信单元102位于电梯梯井顶端，通过无线与所述内呼单元101进行通信和测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值；外呼单元103位于电梯外面板内部，并连接到电梯外部按键电路106中，外呼单元103能够点亮电梯外部按键；主控单元104安装在机器人或智能车辆中，并通过无线与所述外呼单元103通信，主控单元104被配置为控制机器人或智能车辆进出电梯。

该实施例通过使机器人或智能车辆通过无线点亮电梯外部按键以呼叫电梯，点亮电梯轿厢按键以前往指定楼层并退出电梯，实现机器人或智能车辆到达所需要的楼层完成其任务。

下面详细说明根据本发明的自动进出电梯的系统。

呼叫电梯

在一个示例中，内呼单元101可以位于电梯轿厢内部，连接到电梯轿厢按键电路中，能够点亮电梯轿厢按键；测距及通信单元102可以位于电梯梯井顶端，通过无线与所述内呼单元101进行通信和测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值；外呼单元103可以位于电梯外面板内部，并连接到电梯外部按键电路106中，外呼单元103能够点亮电梯外部按键；主控单元104可以安装在机器人或智能车辆中，并通过无线与所述外呼单元103通信。

在一个示例中，在机器人或智能车辆到达指定位置的情况下，主控单元104可以控制外呼单元103点亮电梯外部按键以呼叫电梯。主控单元104与外呼单元103之间的无线通信可以为3G或4G通信。但本领域技术人员应当理解，本发明并不限制于此，主控单元104与外呼单元103之间可以采用本领域已知的各种无线通信方式。

在一个示例中，外呼单元103可以并联到电梯外部按键电路106，通过导通所述电梯外部按键电路106以点亮电梯外部按键。

实际上，研究电梯按键控制原理可以知道：人在电梯外面上下电梯，首先要呼叫电梯，用手触发上或者下按键，此时电梯板内部开关按钮两根线因短路而导通，此时电梯控制系统接收到按钮短路的信号，会触发一个高电平进而点亮上或者下按钮对应的LED灯。自动进出电梯的系统可以采用同样的原理，外呼单元103可以通过多个继电器分别与多个电梯外部按键并联。可以将继电器控制端的一端与电梯外部按键的一端相接，继电器控制端的另一端与电梯外部按键的另一端相接，这样通过控制继电器的控制端就可以导通电梯按钮两端，进而点亮电梯外部按键。

图2示出了根据本发明的自动进出电梯的系统的外呼单元103与电梯外部按键电路106的一种连接方式的示意图。如图2所示，外呼单元103的201端可以连接到电梯轿厢按键的正极，202端可以连接到电梯轿厢按键的负极(或接地)。本领域技术人员应当理解，可以采用本领域已知的各种连接方式将外呼单元103连接到电梯外部按键电路106，以点亮电梯外部按键的LED灯。

进入电梯

在一个示例中，在电梯状态为电梯到达的情况下，机器人或智能车辆可以进入电梯。

优选地，在所述主控单元104与所述内呼单元101通过2.4G无线通信直接建立连接的情况下，确定电梯状态为电梯到达。实际上，在电梯轿厢未到达机器人或智能车辆所在的楼层时，电梯轿厢门关闭，存在信号隔离，机器人或智能车辆的主控单元104无法与位于电梯轿厢内部的内呼单元101直接建立连接。而在电梯轿厢到达机器人或智能车辆所在的楼层时，电梯轿厢门开启，解除信号隔离，主控单元104与内呼单元101可以通过2.4G无线通信直接建立连接，此时，可以确认电梯状态为电梯到达。但本领域技术人员应当理解，本发明并不限制于此，主控单元104与内呼单元101之间可以采用本领域已知的各种无线通信方式直接建立连接，例如433M，UWB等。

在一个示例中，进入电梯可以包括：等待第一预定时间并判断前方是否满足进入条件；在前方不满足进入条件的情况下，等待第二预定时间并再次判断前方是否满足进入条件；在判断前方不满足进入条件达到第一预定次数的情况下，确定为无法进入电梯，并在电梯离开后再次呼叫电梯；以及在前方满足进入条件的情况下，进入电梯。

实际上，确定电梯轿厢已经到达机器人所在楼层。此时，可以等待第一预定时间(目的是等待电梯轿厢门完全打开)，之后可以判断前方是否满足进入条件。在前方不满足进入条件的情况下(可能情况是轿厢人较多，前方有人正在进电梯等)，等待第二预定时间，重新判断前方是否满足进入条件并尝试一定次数(第一预定次数)。在判断前方不满足进入条件达到第一预定次数的情况下，确定为无法进入电梯，并在电梯离开后再次呼叫电梯。

在一个示例中，第一预定时间可以为等待电梯轿厢门完全开启的时间，可以设置为1-5s，优选地，第一预定时间可以设置为2s。

在一个示例中，第二预定时间可以为再次判断前方是否满足进入条件的等待时间，可以设置为3-15s，优选地，第二预定时间可以设置为5s。

在一个示例中，第一预定次数可以为判断前方不满足进入条件的判断次数，可以设置为2-10次，优选地，第一预定次数可以设置为3次。

在一个示例中，所述主控单元可以通过激光传感器或Xtion传感器判断前方是否满足进入条件。但本领域技术人员应当理解，可以采用本领域已知的各种传感或观察方式判断前方是否满足进入条件。

点亮轿厢按键

在一个示例中，在机器人或智能车辆处于电梯轿厢中的情况下，主控单元104可以控制内呼单元101点亮指定楼层的电梯轿厢按键。

在一个示例中，内呼单元101可以并联到电梯轿厢按键电路105，通过导通电梯轿厢按键电路105以点亮电梯轿厢按键。

研究电梯轿厢按键控制原理可以知道：在电梯轿厢中点亮指定楼层的电梯轿厢按键，电梯轿厢就会前往指定楼层，根据本发明的自动进出电梯的系统可以采用同样的原理。内呼单元101可以通过多个继电器分别与多个电梯轿厢按键并联。可以将继电器控制端的一端与电梯轿厢按键的一端相接，继电器控制端的另一端与电梯轿厢按键的另一端相接，这样通过控制继电器的控制端就可以导通电梯按钮两端，进而点亮电梯轿厢按键。

内呼单元101与电梯轿厢按键电路105之间的具体连接方式可以与图2中所示的外呼单元103与电梯外部按键电路106之间的连接方式类似。本领域技术人员应当理解，可以采用本领域已知的各种连接方式将内呼单元101连接到电梯轿厢按键电路105，以点亮电梯轿厢按键的LED灯。

优选地，多个继电器可以仅连接机器人或智能车辆需要到达的多个楼层的电梯轿厢按键。例如，如果机器人仅需要去1,2,6,8……层(可能的情况是3-5,7层为非客房区域，机器人不会有到3-5,7层的任务)，则可以使继电器1连接1层按键，继电器2连接2层按键，继电器3连接6层按键，继电器4连接8层按键等。这样，可以有效提高硬件资源的利用效率。

退出电梯

在一个示例中，在电梯状态为电梯到达指定楼层的情况下，机器人或智能车辆可以退出电梯。

在一个示例中，在指定楼层的标定距离值与第一距离值之间的差值小于等于设定阈值的情况下，可以确定电梯状态为电梯到达指定楼层。

优选地，测距及通信单元102可以包括位于电梯梯井顶端的UWB基站，而内呼单元101可以包括位于电梯轿厢顶部的UWB标签，UWB标签与测距及通信单元102的UWB基站之间通过UWB通信进行无线连接，实现电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的测距。但本领域技术人员应当理解，本发明并不限制于此，标签与基站之间可以采用本领域已知的各种无线通信方式进行通信和/或测距，并且，UWB基站和UWB标签也可以分别位于电梯梯井底端和电梯轿厢底部，或者放置在便于UWB基站与UWB标签之间测距的其他位置。

具体地，需要通过测距及通信单元102和内呼单元101进行测距，以获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值。内呼单元101可以向测距及通信单元102发送测距请求，然后，UWB标签与UWB基站之间在短时间(例如，100ms)内进行多次测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的多个距离值。然后，去除多个距离值中的最小值和最大值，求取剩余的多个距离值的平均距离值，将该平均距离值作为电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值。其中，测距次数可以为3-20次，优选地，测距次数可以为5次。

优选地，UWB标签与UWB基站可以在竖直方向上相互对准，以使测距结果更加准确。

优选地，在电梯中安装根据本发明的自动进出电梯的系统时，可以对各个楼层的距离值进行初始标定，以获取各个楼层的标定距离值。例如，在电梯轿厢位于1层时，可以通过内呼单元101和测距及通信单元102进行多次标定测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的多个距离值。然后，去除多个距离值中的最小值和最大值，求取剩余的多个距离值的平均距离值，将该平均距离值作为1层的标定距离值。以此类推，可以获得获取各个楼层的标定距离值。各个楼层的标定距离值可以存储在内呼单元101或测距及通信单元102中，例如，可以存储在内呼单元101或测距及通信单元102的flash存储器中。其中，每层的标定测距的次数可以为50-200次，优选地，标定测距次数可以为100次。

在电梯轿厢移动过程中，内呼单元101可以以一定的间隔(例如，100ms)发送测距请求，从而实时获得第一距离值。在指定楼层的标定距离值与第一距离值之间的差值在一定的误差范围(设定阈值)内时，就可以认为电梯状态为电梯已经到达指定楼层，可以退出电梯。该设定阈值可以为0.2m-1.5m，优选地，该设定阈值可以为1m。一般来说，楼层之间的间隔为3m左右，采用该设定阈值可以有效避免错误判断电梯的状态。

由于测距请求的时间间隔较短，并且通过UWB通信可以同时进行通信和测距，因此机器人或智能车辆的响应速度较快，电梯轿厢到达指定楼层时，可以立刻执行退出电梯的逻辑，不会耽误其他人员进出电梯。

在一个示例中，退出电梯可以包括：等待第三预定时间并判断前方是否满足退出条件；在前方不满足退出条件的情况下，等待第四预定时间并再次判断前方是否满足退出条件；在判断前方不满足退出条件达到第二预定次数的情况下，确定为无法退出电梯，并在电梯离开指定楼层后再次点亮指定楼层；以及在前方满足退出条件的情况下，退出电梯。其中，所述第三预定时间为等待电梯门开启的时间；所述第四预定时间为再次判断前方是否满足退出条件的等待时间；以及所述第二预定次数为判断前方不满足退出条件的判断次数。

具体地，如果电梯已经到达机器人所需要去的楼层，则等待第三预定时间(目的是等待电梯轿厢门完全打开)；之后判断是否满足退出条件，在前方不满足退出条件的情况下(可能情况是轿厢人较多，挡住了前方的空间)，等待第四预定时间并再次判断是否满足退出条件；在判断前方不满足退出条件达到第二预定次数的情况下，确定为无法退出电梯，并在电梯离开指定楼层后再次点亮指定楼层；并且在前方满足退出条件的情况下，退出电梯。

在一个示例中，第三预定时间可以为等待电梯门开启的时间，可以设置为1-5s，优选地，第三预定时间可以设置为2s。

在一个示例中，第四预定时间可以为再次判断前方是否满足退出条件的等待时间，可以设置为3-15s，优选地，第四预定时间可以设置为5s。

在一个示例中，第二预定次数可以为判断前方不满足退出条件的判断次数，可以设置为2-10次，优选地，第二预定次数可以设置为3次。

在一个示例中，可以通过激光传感器或Xtion传感器判断前方是否满足退出条件。但本领域技术人员应当理解，可以采用本领域已知的各种传感或观察方式判断前方是否满足退出条件。

在一个示例中，所述主控单元104可以通过2.4G无线通信与所述内呼单元101进行通信。本领域技术人员应当了解，本发明的无线通信并不限于此，主控单元104可以通过本领域已知的各种无线通信技术与所述内呼单元101进行通信，例如433M，UWB等。

综上所述，根据本发明的自动进出电梯的系统可以使机器人或智能车辆通过无线点亮电梯轿厢按键来自动进出电梯，实现机器人或智能车辆到达所需要的楼层完成其任务。此外，该系统对电梯本身的信号依赖程度较低，能够降低由于电梯本身信号故障而出错的概率。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

实施例2

根据本发明的实施例，提供了一种自动进出电梯的方法，所述方法可以包括：在机器人或智能车辆到达指定位置的情况下，呼叫电梯；在电梯状态为电梯到达的情况下，进入电梯；在机器人或智能车辆处于电梯轿厢中的情况下，点亮指定楼层的电梯轿厢按键；以及在电梯状态为电梯到达指定楼层的情况下，退出电梯。

该实施例通过使机器人或智能车辆通过无线点亮电梯外部按键以呼叫电梯，点亮电梯轿厢按键以前往指定楼层并退出电梯，实现机器人或智能车辆自动到达所需要的楼层完成其任务。

在一个示例中，进入电梯可以包括：等待第一预定时间并判断前方是否满足进入条件；在前方不满足进入条件的情况下，等待第二预定时间并再次判断前方是否满足进入条件；在判断前方不满足进入条件达到第一预定次数的情况下，确定为无法进入电梯，并在电梯离开后再次呼叫电梯；以及在前方满足进入条件的情况下，进入电梯。

在一个示例中，第一预定时间可以为等待电梯门开启的时间；第二预定时间可以为再次判断前方是否满足进入条件的等待时间；以及，第一预定次数可以为判断前方不满足进入条件的判断次数。

在一个示例中，退出电梯可以包括：等待第三预定时间并判断前方是否满足退出条件；在前方不满足退出条件的情况下，等待第四预定时间并再次判断前方是否满足退出条件；在判断前方不满足退出条件达到第二预定次数的情况下，确定为无法退出电梯，并在电梯离开指定楼层后再次点亮指定楼层；以及在前方满足退出条件的情况下，退出电梯。

在一个示例中，所述第三预定时间可以为等待电梯门开启的时间；所述第四预定时间可以为再次判断前方是否满足退出条件的等待时间；以及所述第二预定次数可以为判断前方不满足退出条件的判断次数。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种自动进出电梯的系统，所述系统包括：

内呼单元，其位于电梯轿厢内部，连接到电梯轿厢按键电路中，所述内呼单元能够点亮电梯轿厢按键；

测距及通信单元，其位于电梯梯井顶端，通过无线与所述内呼单元进行通信和测距，获取电梯轿厢与电梯梯井顶端之间的第一距离值；

外呼单元，其位于电梯外面板内部，并连接到电梯外部按键电路中，所述外呼单元能够点亮电梯外部按键；以及

主控单元，其安装在机器人或智能车辆中，并通过无线与所述外呼单元通信，所述主控单元被配置为控制机器人或智能车辆进出电梯。

2.根据权利要求1所述的自动进出电梯的系统，其中，所述内呼单元并联到所述电梯轿厢按键电路，通过导通所述电梯轿厢按键电路以点亮电梯轿厢按键；以及

所述外呼单元并联到所述电梯外部按键电路，通过导通所述电梯外部按键电路以点亮电梯外部按键。

3.根据权利要求1所述的自动进出电梯的系统，其中，进出电梯包括：

在机器人或智能车辆到达指定位置的情况下，所述主控单元控制所述外呼单元点亮电梯外部按键以呼叫电梯；

在电梯状态为电梯到达的情况下，进入电梯；

在机器人或智能车辆处于电梯轿厢中的情况下，所述主控单元控制所述内呼单元点亮指定楼层的电梯轿厢按键；以及

在电梯状态为电梯到达指定楼层的情况下，退出电梯。

4.根据权利要求3所述的自动进出电梯的系统，其中，在所述主控单元与所述内呼单元通过2.4G无线通信直接建立连接的情况下，确定电梯状态为电梯到达。

5.根据权利要求3所述的自动进出电梯的系统，其中，进入电梯包括：

等待第一预定时间并判断前方是否满足进入条件；

在前方不满足进入条件的情况下，等待第二预定时间并再次判断前方是否满足进入条件；

在判断前方不满足进入条件达到第一预定次数的情况下，确定为无法进入电梯，并在电梯离开后再次呼叫电梯；以及

在前方满足进入条件的情况下，进入电梯，

其中，所述第一预定时间为等待电梯门开启的时间；

所述第二预定时间为再次判断前方是否满足进入条件的等待时间；以及

所述第一预定次数为判断前方不满足进入条件的判断次数。

6.根据权利要求1所述的自动进出电梯的系统，其中，在指定楼层的标定距离值与第一距离值之间的差值小于等于设定阈值的情况下，确定电梯状态为电梯到达指定楼层。

7.根据权利要求1所述的自动进出电梯的系统，其中，退出电梯包括：

等待第三预定时间并判断前方是否满足退出条件；

在前方不满足退出条件的情况下，等待第四预定时间并再次判断前方是否满足退出条件；

在判断前方不满足退出条件达到第二预定次数的情况下，确定为无法退出电梯，并在电梯离开指定楼层后再次点亮指定楼层；以及

在前方满足退出条件的情况下，退出电梯，

其中，所述第三预定时间为等待电梯门开启的时间；

所述第四预定时间为再次判断前方是否满足退出条件的等待时间；以及

所述第二预定次数为判断前方不满足退出条件的判断次数。

8.一种自动进出电梯的方法，包括：

在机器人或智能车辆到达指定位置的情况下，呼叫电梯；

在电梯状态为电梯到达的情况下，进入电梯；

在机器人或智能车辆处于电梯轿厢中的情况下，点亮指定楼层的电梯轿厢按键；以及

在电梯状态为电梯到达指定楼层的情况下，退出电梯。

9.根据权利要求8所述的自动进出电梯的方法，其中，进入电梯包括：

等待第一预定时间并判断前方是否满足进入条件；

在前方不满足进入条件的情况下，等待第二预定时间并再次判断前方是否满足进入条件；

在判断前方不满足进入条件达到第一预定次数的情况下，确定为无法进入电梯，并在电梯离开后再次呼叫电梯；以及

在前方满足进入条件的情况下，进入电梯，

其中，所述第一预定时间为等待电梯门开启的时间；

所述第二预定时间为再次判断前方是否满足进入条件的等待时间；以及

所述第一预定次数为判断前方不满足进入条件的判断次数。

10.根据权利要求8所述的自动进出电梯的方法，其中，退出电梯包括：

等待第三预定时间并判断前方是否满足退出条件；

在前方不满足退出条件的情况下，等待第四预定时间并再次判断前方是否满足退出条件；

在判断前方不满足退出条件达到第二预定次数的情况下，确定为无法退出电梯，并在电梯离开指定楼层后再次点亮指定楼层；以及

在前方满足退出条件的情况下，退出电梯，

其中，所述第三预定时间为等待电梯门开启的时间；

所述第四预定时间为再次判断前方是否满足退出条件的等待时间；以及

所述第二预定次数为判断前方不满足退出条件的判断次数。