CN111678517A - 智能机器人跨楼层自主导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能机器人跨楼层自主导航方法，包括S1、智能机器人得到需要达到的楼层命令后，自动加载本楼层地图；S2、智能机器人进入电梯完成了在当前楼层的定位导航任务之后，自动加载目标楼层地图，并到达电梯位置；S3、当智能机器人的控制系统检测到智能机器人内的加速度发生变化，判定是否到达目标楼层；S4、当机器人乘坐电梯到达目标楼层时，基于目标楼层地图的参考坐标系进行导航。本发明所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，机器人在乘坐电梯的过程中对楼层参数进行自动标定，在统计数据足够多的情况下自动关闭标定功能，程序自动化运行，避免了人工标定每一部电梯。
Description
技术领域
本发明属于数据处理技术领域，尤其是涉及一种智能机器人跨楼层自主 导航方法。
背景技术
机器人跨楼层导航是自主乘坐电梯的基础。目前机器人采用的跨楼层导 航方案基于机器人内部数据与中控室信号连通、与电梯系统之间的无线通信， 机器人通过无线通信控制电梯开关门和上下行，机器人进入电梯后，将当前 楼层切换至目标楼层地图并按照两张地图坐标系之间的关系进行坐标转换， 同时通过无线信号测量电梯所在楼层，从而得知机器人所在楼层，机器人在 得知到达目标楼层后即可在新的楼层导航，从而完成跨楼层导航。现有技术 一般都是直接进行不同楼层地图拼接，得到一张包含所有楼层的完整地图， 并将该完整地图作为机器人导航地图进行导航，但地图拼接的计算量大，特 别是对于楼层数较多的场景而言计算量更是庞大，直接导致了对机器人跨楼 层导航的效率难以得到提升，同时机器人所需的无线信号存在通信不准、错 误、中断等情况，此时极有可能出错，由于楼层之间地图和坐标系往往不同， 切换到错误楼层基本会导航失败。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种智能机器人跨楼层自主导航方法，以解 决现有技术中机器人跨楼层导航的效率较低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能机器人跨楼层自主导航方法，包括S1、智能机器人得到需要达 到的楼层命令后，自动加载本楼层地图；S2、智能机器人进入电梯完成了在 当前楼层的定位导航任务之后，自动加载目标楼层地图，并到达电梯位置； S3、当智能机器人的控制系统检测到智能机器人内的加速度发生变化，则判 断机器人已进入电梯，同时记录加速度数据以及变化时间来判断电梯的运行 状态，并根据设定模型判定是否到达目标楼层；S4、当机器人乘坐电梯到达 目标楼层时，将机器人实时位置设置为目标楼层地图中的参考坐标原点位置，并基于目标楼层地图的参考坐标系进行导航。
进一步的，所述S2中加载目标楼层地图的具体时间为机器人进入电梯 到机器人到达目标楼层这一段时间内的任意时间。
进一步的，所述智能机器人使用的导航方法为激光SLAM导航、惯性导 航以及码表导航。
进一步的，所述所有楼层的坐标原点位置均为电梯位置。
进一步的，所述当智能机器人在电梯中时，以机器人所在位置为坐标原 点。
进一步的，所述S3中判定是否到达目标楼层的具体方法为：当智能机 器人检测到所记录的加速度经历了电梯从初始楼层开启到目的楼层停止的 完整变化过程，则基于电梯的运行状态、加速度数据、变化时间以及初始楼 层数在楼层参数模型中进行搜寻，如果在所述楼层参数模型中有一致的数据， 则读取对应的目标楼层数，如果没有，则读取无线通信所测的目标楼层数， 并将所记录的加速度数据、变化时间以及对应的初始楼层数和目标楼层数保 存到楼层模型中。
相对于现有技术，本发明所述的智能机器人跨楼层自主导航方法具有以 下优势：
(1)本发明所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，机器人在乘坐电 梯的过程中对楼层参数进行自动标定，在统计数据足够多的情况下自动关闭 标定功能，程序自动化运行，避免了人工标定每一部电梯。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者 更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个 或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明 中的具体含义。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
智能机器人跨楼层自主导航方法，包括S1、智能机器人得到需要达到的 楼层命令后，自动加载本楼层地图；
智能机器人内部设有惯性测量单元；
S2、智能机器人进入电梯完成了在当前楼层的定位导航任务之后，自动 加载目标楼层地图，并到达电梯位置；
加载目标楼层地图的具体时间为机器人进入电梯到机器人到达目标楼 层这一段时间内的任意时间。
S3、当智能机器人的控制系统检测到智能机器人内的加速度发生变化， 则判断机器人已进入电梯，同时记录加速度数据以及变化时间来判断电梯的 运行状态，并根据设定模型判定是否到达目标楼层；
当检测到所记录的加速度经历了电梯从初始楼层开启到目的楼层停止 的完整变化过程，则基于电梯的运行状态、加速度数据、变化时间以及初始 楼层数在楼层参数模型中进行搜寻，如果在所述楼层参数模型中有一致的 数据，则读取对应的目标楼层数，如果没有，则读取无线通信所测的目标楼 层数，并将所记录的加速度数据、变化时间以及对应的初始楼层数和目标楼 层数保存到楼层模型中。
电梯正常的运动状态比较有规律：上行时依次经历“开始”、“超重”、 “匀速上升”、“失重”、“停止”；下行时依次经历“开始”、“失重”、 “匀速下降”、“超重”、“停止”。因此，根据加速度最初的变化趋势 就可以判断电梯的运行状态，即电梯是上行的还是下行的。当加速度最初是 向上增加的，则判断出电梯是向上运行的；当加速度最初是向下增加的， 则判断出电梯是向下运行的。
S4、当机器人乘坐电梯到达目标楼层时，将机器人实时位置设置为目 标楼层地图中的参考坐标原点位置，并基于目标楼层地图的参考坐标系进行 导航；
所有楼层的坐标原点位置均为电梯位置；当智能机器人在电梯中时，以 机器人所在位置为坐标原点；智能机器人使用的导航方法为激光SLAM导航、 惯性导航以及码表导航等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、智能机器人得到需要达到的楼层命令后，自动加载本楼层地图；
S2、智能机器人进入电梯完成了在当前楼层的定位导航任务之后，自动加载目标楼层地图，并到达电梯位置；
S3、当智能机器人的控制系统检测到智能机器人内的加速度发生变化，则判断机器人已进入电梯，同时记录加速度数据以及变化时间来判断电梯的运行状态，并根据设定模型判定是否到达目标楼层；
S4、当机器人乘坐电梯到达目标楼层时，将机器人实时位置设置为目标楼层地图中的参考坐标原点位置，并基于目标楼层地图的参考坐标系进行导航。
2.根据权利要求1所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：所述S2中加载目标楼层地图的具体时间为机器人进入电梯到机器人到达目标楼层这一段时间内的任意时间。
3.根据权利要求1所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：智能机器人使用的导航方法为激光SLAM导航、惯性导航以及码表导航。
4.根据权利要求1所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：所有楼层的坐标原点位置均为电梯位置。
5.根据权利要求1所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：当智能机器人在电梯中时，以机器人所在位置为坐标原点。
6.根据权利要求1所述的智能机器人跨楼层自主导航方法，其特征在于：所述S3中判定是否到达目标楼层的具体方法为：当智能机器人检测到所记录的加速度经历了电梯从初始楼层开启到目的楼层停止的完整变化过程，则基于电梯的运行状态、加速度数据、变化时间以及初始楼层数在楼层参数模型中进行搜寻，如果在所述楼层参数模型中有一致的数据，则读取对应的目标楼层数，如果没有，则读取无线通信所测的目标楼层数，并将所记录的加速度数据、变化时间以及对应的初始楼层数和目标楼层数保存到楼层模型中。
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