CN112047209A - 一种电梯楼层的自动标定方法、介质、终端和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯楼层的自动标定方法、介质、终端和装置，方法包括以下步骤：控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离，建立距离函数；计算电梯速度函数，并获取电梯速度趋近于0的所有时间点，记入数组；对数组中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，m表示电梯井的楼层数，每组数据表示停留在对应楼层的所有时间点；将每组数据分别代入距离函数，并对计算出的函数值求取均值，即得到每个楼层分别对应的标定值。本发明大大减少了电梯标定过程的工作量和实施时间，同时大幅提高了标定精度，保证机器人在执行任务过程中获取到正确的电梯楼层信息，提高机器人的工作效率。

Description

一种电梯楼层的自动标定方法、介质、终端和装置
【技术领域】
本发明涉及电梯运行技术领域，尤其涉及一种电梯楼层的自动标定方法、介质、终端和装置。
【背景技术】
随着智能机器人的飞速发展，其已逐渐深入到人类生活的方方面面。在商用机器人领域，智能机器人需要进入酒店、办公楼或者其他高层电梯建筑，并使用电梯完成跨楼层的递送等任务。在这些场景下，智能机器人需要精确获知电梯当前时刻所在楼层，才能有效完成梯外等待、进梯、梯内等待以及出梯等智能行为。在当前电梯的使用场景中，通常在电梯井顶部和电梯轿厢顶部安装uwb接收和发射器，通过uwb实时获知电梯顶部与电梯井顶部的距离，并计算出电梯的速度大小与方向。因此，只要标定每一层楼到电梯井顶部的距离，即可推断出电梯处在哪一楼层区间。现有技术通常采用人工录入的方式对楼层高度进行标定，不仅消耗大量人力，而且存在标定错误或者标定精度不高的问题。
【发明内容】
本发明提供了一种电梯楼层的自动标定方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电梯楼层的自动标定方法，包括以下步骤：
步骤1，电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时以预设频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，并建立距离s与时间t的距离函数，其中运行开始时间为t0，运行结束时间为t1；
步骤2，对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，记入数组Ts；
步骤3，以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并对所述m组数据按照时间倒序进行排序，其中m表示电梯井的楼层数，每组数据分别表示停留在对应楼层的所有时间点；
步骤4，将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值。
在一个优选实施方式中，所述步骤1中，通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，且电梯在每层停留的预设时长不小于3秒。
在一个优选实施方式中，所述对距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，具体包括以下步骤：
对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据；
对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数，并再次对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，所述e为接近于0的预设值。
在一个优选实施方式中，所述对m组数据按照时间倒序进行排序具体为：计算每组数据的均值，并按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
本发明实施例的第二方面提供了一种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，实现以上所述的电梯楼层的自动标定方法。
本发明实施例的第三方面提供了一种电梯楼层的自动标定终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述电梯楼层的自动标定方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种电梯楼层的自动标定装置，包括数据获取模块、时间点获取模块、分组模块和计算模块，
所述数据获取模块用于电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时以预设频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，并建立距离s与时间t的距离函数，其中运行开始时间为t0，运行结束时间为t1；
所述时间点获取模块用于对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，记入数组Ts；
所述分组模块用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并对所述m组数据按照时间倒序进行排序，其中m表示电梯井的楼层数，每组数据分别表示停留在对应楼层的所有时间点；
所述计算模块用于将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值。
在一个优选实施方式中，所述数据获取模块通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，且电梯在每层停留的预设时长不小于3秒。
在一个优选实施方式中，所述时间点获取模块具体包括：
第一滤波单元，用于对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据；
第一计算单元，用于对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数；
第二滤波单元，用于对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
第二计算单元，用于通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，所述e为接近于0的预设值。
在一个优选实施方式中，所述分组模块具体用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并计算每组数据的均值，按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
本发明提供了一种非人工录入的电梯楼层自动标定方法、介质、终端和装置，大大减少了电梯标定过程的工作量和实施时间，同时大幅提高了标定精度，保证机器人在执行任务过程中获取到正确的电梯楼层信息，提高机器人的工作效率。
为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1提供的电梯楼层的自动标定方法的流程示意图；
图2是实施例2提供的电梯楼层的自动标定装置的结构示意图；
图3是实施例3提供的电梯楼层的自动标定终端的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
图1是本发明实施例1提供的电梯楼层的自动标定方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1，电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，所述预设时长大于或等于3秒。同时以预设频率，比如以每间隔1s或者小于1s的频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，所述距离s如图2所示，并建立距离s与时间t的距离函数如下：
Figure BDA0002673005730000061
其中，L为楼层总高，t为距离s的采集时间，电梯在最低楼层的运行开始时间为t0，电梯到达最高楼层并停留预设时长后的时间为运行结束时间，记为t1。
优选实施例中，通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s。UWB(Ultra-Wideband)是一种无限载波通讯技术，通过TOF(Time ofFlight)可以测量出UWB基站和UWB标签之间的距离，本发明实施例将UWB测距装置的UWB标签和UWB基站分别设置在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部，采用单向双向通讯方法(SS-TWR)或双向双向通讯(DS-TWR)检测出两者的距离值s。优选实施例可以采用无身份的UWB通讯机制，将两个UWB模块分别安装在电梯轿厢顶部和电梯井道顶部，在时隙对齐的情况下，两个UWB模块分别在各自时隙广播自己的发送时间戳，并利用各自可读写存储器记录下广播中对方的发送时间戳，即可以在一个时间片中计算出所述目标距离值，大大减少了计算距离所需的时间片浪费，从而提高通讯效率。
步骤2，对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，这些时间点即是电梯在各个楼层停留的时间点，记入数组Ts。优选实施例中，具体包括以下步骤：
S201，对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，基本原理是把数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值(比如五个点值)的中值代替，让周围的像素值接近真实值，从而消除孤立的噪声点
S202，然后对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数，并再次对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
S203，通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，并计入记入数组Ts，所述e为接近于0的预设值。
然后执行步骤3，以所述预设时长为边界，比如以3秒为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，m表示电梯井的楼层数，这样就可以把停留在一个楼层的所有时间点进行聚集。然后计算每组数据的均值，并按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
步骤4，将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值，如图2所示。
优选实施例中，还可以控制电梯从最低楼层到最高楼层往复运行N次，每次均重复以上步骤1-步骤4，从而对每个楼层得到N个标定值，对所述N个标定值求取均值，即可得到更加准确的标定值，进一步提高机器人的工作效率。
上述实施例提供了一种非人工录入的电梯楼层自动标定方法，大大减少了电梯标定过程的工作量和实施时间，同时大幅提高了标定精度，保证机器人在执行任务过程中获取到正确的电梯楼层信息，提高机器人的工作效率。
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，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例还提供了一种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，实现以上所述的电梯楼层的自动标定方法。
图2是实施例2提供的电梯楼层的自动标定装置的结构示意图，该电梯楼层的自动标定装置包括数据获取模块100、时间点获取模块200、分组模块300和计算模块400，
所述数据获取模块100用于电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时以预设频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，并建立距离s与时间t的距离函数，其中运行开始时间为t0，运行结束时间为t1；
所述时间点获取模块200用于对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，记入数组Ts；
所述分组模块300用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并对所述m组数据按照时间倒序进行排序，其中m表示电梯井的楼层数，每组数据分别表示停留在对应楼层的所有时间点；
所述计算模块400用于将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值。
优选实施例中，所述数据获取模块100通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，且电梯在每层停留的预设时长不小于3秒。
另一优选实施例中，所述时间点获取模块200具体包括：
第一滤波单元201，用于对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据；
第一计算单元202，用于对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数；
第二滤波单元203，用于对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
第二计算单元204，用于通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，所述e为接近于0的预设值。
优选实施例中，所述分组模块300具体用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并计算每组数据的均值，按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
本发明实施例还提供了一种电梯楼层的自动标定终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述电梯楼层的自动标定方法的步骤。图3是本发明实施例3提供的电梯楼层的自动标定终端的结构示意图，如图3所示，该实施例的电梯楼层的自动标定终端8包括：处理器80、可读存储介质81以及存储在所述可读存储介质81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤1至步骤4。或者，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图2所示模块100至400的功能。
示例性的，所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述可读存储介质81中，并由所述处理器80执行，以完成本发明。所述一个或多个模块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82在所述电梯楼层的自动标定终端8中的执行过程。
所述电梯楼层的自动标定终端8可包括，但不仅限于，处理器80、可读存储介质81。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是电梯楼层的自动标定终端8的示例，并不构成对电梯楼层的自动标定终端8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，例如所述电梯楼层的自动标定终端还可以包括电源管理模块、运算处理模块、输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80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。
所述可读存储介质81可以是所述电梯楼层的自动标定终端8的内部存储单元，例如电梯楼层的自动标定终端8的硬盘或内存。所述可读存储介质81也可以是所述电梯楼层的自动标定终端8的外部存储设备，例如所述电梯楼层的自动标定终端8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，所述可读存储介质81还可以既包括所述电梯楼层的自动标定终端8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述可读存储介质81用于存储所述计算机程序以及所述电梯楼层的自动标定终端所需的其他程序和数据。所述可读存储介质81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方法步骤，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发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，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，在本发明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。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种电梯楼层的自动标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时以预设频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，并建立距离s与时间t的距离函数，其中运行开始时间为t0，运行结束时间为t1；
步骤2，对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，记入数组Ts；
步骤3，以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并对所述m组数据按照时间倒序进行排序，其中m表示电梯井的楼层数，每组数据分别表示停留在对应楼层的所有时间点；
步骤4，将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值。
2.根据权利要求1所述电梯楼层的自动标定方法，其特征在于，所述步骤1中，通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，且电梯在每层停留的预设时长不小于3秒。
3.根据权利要求2所述电梯楼层的自动标定方法，其特征在于，所述对距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，具体包括以下步骤：
对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据；
对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数，并再次对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，所述e为接近于0的预设值。
4.根据权利要求3所述电梯楼层的自动标定方法，其特征在于，所述对m组数据按照时间倒序进行排序具体为：计算每组数据的均值，并按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任一项所述电梯楼层的自动标定方法。
6.一种电梯楼层的自动标定终端，其特征在于，包括权利要求5所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述电梯楼层的自动标定方法的步骤。
7.一种电梯楼层的自动标定装置，其特征在于，包括数据获取模块、时间点获取模块、分组模块和计算模块，
所述数据获取模块用于电梯进入标定状态后，控制电梯从最低楼层运行到最高楼层且每层均停留预设时长，同时以预设频率不断采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，并建立距离s与时间t的距离函数，其中运行开始时间为t0，运行结束时间为t1；
所述时间点获取模块用于对所述距离函数求导得到电梯速度函数，并获取(t0，t1)时间范围内电梯速度趋近于0所对应的所有时间点，记入数组Ts；
所述分组模块用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并对所述m组数据按照时间倒序进行排序，其中m表示电梯井的楼层数，每组数据分别表示停留在对应楼层的所有时间点；
所述计算模块用于将每组数据分别代入到所述距离函数，并对计算出的函数值求取均值，所述均值即为电梯井内每个楼层分别对应的标定值。
8.根据权利要求7所述电梯楼层的自动标定装置，其特征在于，所述数据获取模块通过设置在电梯上的UWB测距装置自动采集电梯井顶部到电梯轿厢顶部的距离s，且电梯在每层停留的预设时长不小于3秒。
9.根据权利要求8所述电梯楼层的自动标定装置，其特征在于，所述时间点获取模块具体包括：
第一滤波单元，用于对所述距离函数的所有距离s进行中值滤波，以过滤所述UWB测距装置的非线性波动数据；
第一计算单元，用于对中值滤波后的距离函数进行求导得到电梯速度函数；
第二滤波单元，用于对所述电梯速度函数的所有速度值v进行中值滤波；
第二计算单元，用于通过中值滤波后的电梯速度函数获取(t0，t1)时间范围内电梯速度<e的所有时间点，所述e为接近于0的预设值。
10.根据权利要求9所述电梯楼层的自动标定装置，其特征在于，所述分组模块具体用于以所述预设时长为边界，对所述数组Ts中的所有时间点进行聚类分组，形成m组数据，并计算每组数据的均值，按照均值从小到大的顺序对m组数据进行排序，所述均值越小，表示该组数据对应的楼层越低。
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