CN112539749B - 机器人导航方法、机器人、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于机器人技术领域，提供了机器人导航方法、机器人、终端设备及存储介质，方法包括：获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置；若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图；根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航。本申请实施例能够提高机器人跨高度导航的准确性。
Description
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人导航方法、机器人、终端设备及存储介质。
背景技术
随着机器人的广泛应用，目前存在着机器人跨高度导航的需求，例如，需要机器人乘坐电梯在位于不同高度的楼层间实现跨楼层通行。
现有技术中，每个不同高度的层区域上的地图均为分别独立的二维地图。现有的机器人跨高度导航通常是在水平方向上指定一个机器人的停靠位置，并提前设定这个停靠位置分别在不同高度的二维地图上的对应坐标；在机器人从第一层区域向另一高度的第二层区域移动的过程中，加载第二层区域的二维地图，并在机器人抵达第二层区域时进行重定位，即根据该提前设定的停靠位置在第二层区域的二维地图上的对应坐标，确定机器人在第二层区域的定位位置，以便根据该定位位置及切换的第二层区域的二维地图实现后续的导航。
然而，由于一些因素的干扰，例如行人、障碍物对机器人的干扰，导致机器人在高度变换过程中(例如位于电梯内部从第一楼层抵达第二楼层的过程中)，机器人在水平方向上的位置难以保持不变，即难以维持停留在预设的停靠位置，因此导致机器人在跨高度导航过程中的重定位不准确，进而导致机器人的跨高度导航不准确。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了机器人导航方法、机器人、终端设备及存储介质，以解决现有技术中如何提高机器人跨高度导航的准确性的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种机器人导航方法，包括：
获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置；
若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间；所述跨高度导航地图及所述三维全局路径的位置信息均通过三维坐标表示；
根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航。
本申请实施例的第二方面提供了一种机器人，包括：
位置获取单元，用于获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置；
三维全局路径确定单元，用于若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间；
移动单元，用于根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航，直至抵达所述目标位置。
本申请实施例的第三方面提供了一种终端设备，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，当所述处理器执行所述计算机程序时，使得终端设备实现如所述机器人导航方法的步骤。
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，当所述计算机程序被处理器执行时，使得终端设备实现如所述机器人导航方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述机器人导航方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例中，在机器人的初始位置所在的第一层区域与目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度时，即机器人需要进行跨高度导航时，由于只需要基于跨高度导航地图进行路径规划就能确定三维全局路径，即不需要基于相互独立的二维地图分别进行路径导航规划，因此，减少了路径规划次数，提高了路径规划的效率；并且，由于跨高度导航地图及三维全局路径的位置信息均通过三维坐标表示，即跨高度导航地图和三维全局路径除了水平方向上的位置信息外还包含竖直方向上的高度信息，因此能够连续地描述不同高度的位置信息，使得该跨高度导航方法能够连续地表示机器人跨高度导航过程中的地图位置信息，其规划出的三维全局路径也能够连续地描述机器人跨高度导航所要经过的跨高度的轨迹，即支持机器人跨高度导航移动过程中位置描述的连续性，使得机器人在跨高度导航过程中无需进行地图切换及重定位，因此能够避免出现以往机器人跨高度导航中潜在的机器人重定位错误问题，实现对机器人移动位置的连续跟踪，从而能够提高机器人跨高度导航的准确性。
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导航方法的实现流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种机器人导航方法对应的场景示意图；
图3是本申请实施例提供的一种目标三维度量地图的示例图；
图4是本申请实施例提供的一种跨高度度量地图的示例图；
图5是本申请实施例提供的一种跨高度拓扑地图的示例图；
图6是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的终端设备的示意图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前，在机器人需要跨越不同楼层或者不同高度的平台区域执行任务时，存在着跨高度导航需求。在现有的机器人跨高度导航过程中，由于不同楼层或者不同高度的平台区域的地图通常为独立的二维地图，在机器人跨越到新的楼层或者平台时需要进行重定位，以确定该机器人在新区域的二维地图上的位置，以便后续在该新的楼层或者平台继续进行导航到达目的地。然而，由于机器人的重定位过程中可能会遇到一些干扰因素，导致机器人重定位不准确，进而导致机器人的跨高度导航不准确。
为了解决该技术问题，本申请实施例提供了一种机器人导航方法、机器人、终端设备及存储介质，在机器人的初始位置所在的第一层区域与目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度时，即机器人需要进行跨高度导航时，由于只需要基于预存的跨高度导航地图进行路径规划就能确定三维全局路径，即不需要基于相互独立的二维地图分别进行路径导航规划，因此，减少了路径规划次数，提高了路径规划的效率；并且，由于跨高度导航地图及三维全局路径的位置信息均通过三维坐标表示，即跨高度导航地图和三维全局路径除了水平方向上的位置信息外还包含竖直方向上的高度信息，因此能够连续地描述不同高度的位置信息，使得该跨高度导航地图能够连续地表示机器人跨高度导航过程中的位置信息，其规划出的三维全局路径也能够连续地描述机器人跨高度导航所要经过的跨高度的轨迹，即支持机器人跨高度导航移动过程中位置描述的连续性，使得机器人在跨高度导航过程中无需进行地图切换及重定位，因此能够避免出现以往机器人跨高度导航中潜在的机器人重定位错误问题，实现对机器人移动位置的连续跟踪，从而能够提高机器人跨高度导航的准确性。再者，该跨高度导航地图的位置信息虽然通过三维坐标表示，但是其具体是基于第一层区域对应的第一二维地图、第二层区域对应的第二二维地图和跨高度通行空间的信息构建的地图，即该跨高度导航地图包含的具体为不少于两个层区域的二维地图信息及至少一个三维的跨高度通行空间的信息，由于该用三维坐标表示位置的跨高度导航地图只需包含跨高度通行空间的三维信息，无需完整地包含一整个跨高度导航区域(例如一整栋建筑)的三维立体信息，因此能够减少该跨高度导航地图的数据量及复杂度，在现有分层2D地图基础上增加少量三维数据即可完成跨高度导航地图构建，进而减少机器人跨高度导航的运算量，提高机器人跨高度导航的效率。
实施例一：
图1示出了本申请实施例提供的一种机器人导航方法的流程示意图，该机器人导航方法的执行主体为机器人，详述如下：
在S101中，获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置。
本申请实施例中，机器人的初始位置为当前进行本次导航任务的起始位置，目标位置为本次导航任务的目的地位置。具体地，根据机器人接收到导航任务时的位置确定该初始位置，根据该导航任务携带的目的地的信息确定该目标位置。可选地，机器人通过接收其它终端设备发送的指令，或者接收用户在该机器人的操作界面操作生成的指令，获取导航任务；之后，根据该导航任务确定该初始位置和目标位置。
在S102中，若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的三维信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的三维空间；所述跨高度导航地图及所述三维全局路径的位置信息均通过三维坐标表示。
本申请实施例中，第一层区域为初始位置所在的层区域，第二层区域为目标位置所在的层区域。其中，一个层区域可以指一栋建筑中的一个楼层区域，也可以指一个具体高度的平台区域。此处的“第一”和“第二”仅用于限定不同的层区域，并不限定层区域的高度或者次序。当根据步骤S101获取的初始位置和目标位置，确定初始位置所在的第一层区域和目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度时，则基于预存的跨高度导航地图进行路径规划，确定从初始位置到达目标位置的三维全局路径。
本申请实施例中，该第一层区域和第二层区域可以为同一栋楼中的不同楼层区域，还可以为同一楼层中不同高度的平台区域。其中，第一层区域及第二层区域分别存在着各自对应的二维地图(可以包括各自对应的度量地图和/或拓扑地图)，具体将第一层区域对应的二维地图称为第一二维地图，将第二层区域对应的二维地图称为第二二维地图。本申请实施例中，跨高度通行空间为连通该第一层区域和该第二层区域的通行空间，机器人通过该跨高度通行空间可以从第一层区域跨越通行到第二层区域，或者从该第二层区域跨越通行到第一层区域。具体地，该跨高度通行空间的数目至少为一个，即第一层区域和第二层区域之间至少存在一个通行空间，该通行空间的具体数目还可以为两个、多个，此处不作限定。示例性地，如图2所示，给出了一种包含第一层区域、第二层区域及跨高度通行空间的场景示意图。
本申请实施例中，跨高度导航地图为提前构建并保存的包含第一层区域、第二层区域以及跨高度通行空间的地图信息的地图。具体地，该跨高度导航地图基于上述第一层区域对应的第一二维地图、第二层区域对应的第二二维地图，以及上述的跨高度通行空间的信息构建。具体地，为第一二维地图添加高度位置信息，得到目标第一地图；为第二二维地图添加高度位置信息，得到目标第二地图；根据跨高度通行空间的信息构建跨高度空间对应的目标三维地图；之后将该目标第一地图、目标第二地图以及目标三维地图进行拼接，得到跨高度导航地图；该得到的跨高度导航地图的位置信息均通过三维坐标表示。具体地，跨高度导航地图至少用于表示第一层区域的地图信息、第二层区域的地图信息以及跨高高度通行空间的地图信息；可选地，该跨高度导航地图还可以结合更多其它层区域的二维地图构建，使得该跨高度导航地图包含更多层区域的地图信息。
具体地，本申请实施例，以初始位置为起点，以目标位置为终点，基于该通过三维坐标表示位置信息的跨高度导航地图，通过A星(A Star，A*)算法、D星(D Star，D*)算法进行路径规划，得到通过三维坐标表示位置信息的三维全局路径。
在S103中，根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航。
本申请实施例中，连续跟踪机器人的位置信息指的是在同一个坐标系内实时或者每隔预设时间检测机器人当前的位置信息。在确定三维全局路径后，以该三维全局路径作为机器人导航、移动的基本轨迹，机器人通过自身的传感器连续跟踪自身的位置信息，并与该三维全局路径进行比对，确定机器人的整体移动方向；同时，机器人的实时位置能够对应到跨高度导航地图上唯一的位置，根据该位置信息，通过跨高度导航地图结合传感器实时环境感知确定机器人经过的位置的物体(障碍物、门、楼梯、电梯、预设设施)的信息，以确定机器人的避障决策；最终根据该整体移动方向及避障决策确定机器人的运动参数(可包括运动方向、运动速度等)，机器人根据该运动参数进行移动，直至抵达目标位置。即本申请实施例中，根据三维全局路径、跨高度导航地图及该连续跟踪的位置信息这三个信息进行导航决策，实时或每隔预设时间，或者每隔预设移动距离，确定机器人移动的运动参数，从而使得机器人能够高效、安全准确地根据三维全局路径向目标位置移动。
本申请实施例中，在机器人的初始位置所在的第一层区域与目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度时，即机器人需要进行跨高度导航时，由于只需要基于预存的跨高度导航地图进行路径规划就能确定三维全局路径，即不需要基于相互独立的二维地图分别进行路径导航规划，因此，减少了路径规划次数，提高了路径规划的效率；并且，由于跨高度导航地图及三维全局路径的位置信息均通过三维坐标表示，即跨高度导航地图和三维全局路径除了水平方向上的位置信息外还包含竖直方向上的高度信息，因此能够连续地描述不同高度的层区域的位置信息，使得该跨高度导航地图能够连续地表示机器人跨高度导航过程中的地图信息，其规划出的三维全局路径也能够连续地描述机器人跨高度导航所要经过的跨高度的轨迹，即支持机器人跨高度导航移动过程中位置描述的连续性，使得机器人在跨高度导航过程中无需进行地图切换及重定位，因此能够避免出现以往机器人跨高度导航中潜在的机器人重定位错误问题，实现对机器人移动位置的连续跟踪，从而能够提高机器人跨高度导航的准确性。
可选地，所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图，所述第一二维地图包括第一度量地图，所述第二二维地图包括第二度量地图，在所述步骤102之前，还包括：
A1：获取所述跨高度通行空间的信息，构建跨高度通行空间几何体；
A2：将所述跨高度通行空间几何体的空间内部分割为多个预设边长的立体网格单元，并确定每个所述立体网格单元对应的三维坐标，得到目标三维度量地图；
A3：获取所述第一度量地图及所述第二度量地图，确定所述第一度量地图对应的高度信息及所述第二度量地图对应的高度信息，并将所述第一度量地图、所述第二度量地图与所述目标三维度量地图拼接，得到所述跨高度度量地图。
通常，地图表示一般包括度量地图和拓扑地图两种形式，度量地图有空间分解法(如2D栅格、3D体素)和几何表示法，拓扑地图主要用于表示节点间的关系，常采用图表示法。本申请实施例中，第一二维地图、第二二维地图至少包括度量地图形式的地图，分别称为第一度量地图、第二度量地图；对应地，跨高度导航地图至少包括度量地图形式的地图，将该度量地图形式的跨高度导航地图称为跨高度度量地图，该跨高度度量地图根据第一度量地图、第二度量地图及跨高度通行空间的信息构建，详述如下：
在A1中，获取跨高度通行空间的信息，具体获取跨高度通行空间的三维轮廓信息，并根据该跨高度通行空间的三维轮廓信息，构建跨高度通行空间几何体。示例性地，若跨高度通行空间为电梯空间，则该跨高度通行空间几何体为长方体。
在A2中，将构建得到的跨高度通行几何体的空间内部等分为多个边长为预设边长的小立方体，以该小立方体作为该跨高度通行几何体的最小单元，称为立体网格单元；之后，根据每个立体网格单元在跨高度通行空间中对应的位置，确定每个立体网格单元对应的三维坐标，得到用于描述跨高度通行空间的三维位置信息的目标三维度量地图。示例性地，如图3所示，提供了一种目标三维度量地图，该目标三维度量地图以跨高度通行几何体的底面(与最底层的层区域重叠的水平面)中的一个顶点作为坐标原点O，以与层区域平行的平面作为xy平面，以层区域的二维地图的x轴正方向、y轴正方向作为目标三维度量地图的x轴正方向、y轴正方向，并以竖直方向向上作为z轴方向。通过该x、y轴的坐标信息表示水平位置信息，通过该z轴坐标信息来表示高度位置信息。
在A3中，从机器人自身的存储单元或者其它终端设备获取第一层区域对应的第一度量地图以及获取第二层区域对应的第二度量地图，并为原本只包含水平方向的二维坐标信息(如图4所示的x轴、y轴坐标信息)的第一度量地图、第二度量地图添加各自对应的高度信息(如图4所示的z轴坐标信息)。之后，将已添加高度信息的第一度量地图、第二度量地图与步骤A2中得到的目标三维度量地图进行拼接，得到跨高度度量地图。示例性地，图4提供了一种跨高度度量地图的示意图，其中目标三维度量地图的一个平面ABCD与第一度量地图所在的平面拼接重合，目标三维度量地图的另一个平面A'B'C'D'与第二度量地图所在的平面拼接重合。
可选地，本申请实施例中的第一度量地图和第二度量地图为栅格地图，每个栅格地图的最小单元为一个边长为第一边长的正方形；对应地，本申请实施例中立体网格单元的预设边长等于该第一边长，从而使得拼接后的跨高度度量地图中，跨高度通行空间的单位坐标、第一层区域的单位坐标以及第二层区域的单位坐标统一，便于之后的路径规划及坐标定位。
本申请实施例，具体根据跨高度通行空间的信息构建跨高度通行空间几何体，并将该跨高度通行空间几何体分割为预设数目的立体网格单元，确定每个立体网格单元的三维坐标，得到目标三维度量地图，通过该目标三维度量地图能够准确定位机器人位于跨高度通行空间时的三维坐标信息；之后，将添加了高度信息的第一度量地图、第二度量地图与该目标三维度量地图拼接，得到能够连续表示跨高度空间的位置信息的地图——跨高度度量地图；由于该度量地图既能够通过目标三维度量地图的立体网格单元、第一度量地图和第二度量地图自身的单元格信息准确、连续地表示跨高度区域的三维坐标信息，又包含第一度量地图和第二度量地图包含的具体环境信息，因此机器人根据该跨高度导航地图能够准确进行连续性地跨高度导航，从而提高机器人跨高度导航的准确性。
可选地，所述跨高度导航地图还包括跨高度拓扑地图，所述第一二维地图包括第一拓扑地图，所述第二二维地图包括第二拓扑地图，在所述步骤S102之前，还包括：
B1：获取所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图；
B2：根据所述跨高度通行空间的信息，连接所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图的节点，并确定所述第一拓扑地图、所述第二拓扑地图中每个节点的三维坐标，得到跨高度拓扑地图。
本申请实施例中，第一层区域对应的第一二维地图还包括第一拓扑地图，第二层区域对应的第二二维地图还包括第二拓扑地图；对应地，跨高度导航地图还包括跨高度拓扑地图。
在步骤B1中，从机器人自身的存储单元或者其它终端设备获取第一层区域对应的第一拓扑地图以及获取第二层区域对应的第二拓扑地图。
在步骤B2中，根据跨高度通行空间的信息，具体根据跨高度通行空间与第一层区域、第二层区域的重合位置信息，确定第一拓扑地图中实际物理位置处于跨高度通行空间内部的所有第一节点，以及确定第二拓扑地图中实际物理位置处于跨高度通行空间内部的所有第二节点，并将该第一节点和第二节点连接；之后，为第一拓扑地图、第二拓扑地图中每个节点确定对应的三维坐标，具体地，根据第一层区域的高度信息、第二层区域的高度信息，为原本已包含水平方向的坐标信息的第一拓扑地图、第二拓扑地图增加竖直方向的坐标信息，从而确定第一拓扑地图和第二拓扑地图中每个节点的三维坐标，最终得到跨高度拓扑地图。示例性地，本申请实施例中的跨高度拓扑地图的示意图如图5所示。
本申请实施例中，由于除了构建能够连续表达跨高度空间的位置信息的跨高度导航地图的度量地图外，还在第一层区域存在第一拓扑地图、第二层区域存在第二拓扑图的情况下通过连通第一拓扑地图、第二拓扑地图的节点，并为每个节点设置三维坐标信息，从而构建能够完整表达跨高度空间的拓扑路径信息的跨高度拓扑地图，进而使得之后机器人在进行跨高度导航时能够根据该跨高度拓扑地图直接进行完整、准确的跨高度路径规划，从而提高机器人跨高度导航的效率。
可选地，所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图和跨高度拓扑地图，所述步骤S102，包括：
C1：若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同高度，则基于所述跨高度拓扑地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径，所述三维全局路径由指定的节点及指定的边构成，所述指定的节点的位置信息通过三维坐标表示；
对应地，所述步骤S103包括：
C2：以所述初始位置作为机器人的当前位置；
C3：根据所述三维全局路径及所述机器人的当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点；
C4：根据实时检测的所述机器人的位置信息、所述行进目标点，基于所述跨高度度量地图中的局部导航区域的地图信息，确定局部路径并根据所述局部路径进行移动；
C5：若所述行进目标点为所述目标位置，则结束；否则以所述行进目标点作为所述机器人当前位置，并返回执行所述根据所述三维全局路径及所述机器人的当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点的步骤，以继续向所述目标位置前进。
本申请实施例中，跨高度导航地图具体包括跨高度度量地图和跨高度拓扑地图。在机器人跨高度导航过程中，具体先基于跨高度拓扑地图确定三维全局路径，之后，再基于跨高度度量地图，结合该三维全局路径及连续跟踪的机器人的位置信息，进行进一步地导航规划，确定当前的局部路径，并根据该局部路径移动，向目标位置前进。详述如下：
在步骤C1中，当初始位置所在的第一层区域和目标位置所在的第二层区域位于不同高度时，先在本步骤中基于跨高度拓扑地图，以初始位置为起点，以目标位置为终点，通过A*算法或者D*算法等路径规划算法进行全局的路径规划，确定从初始位置到达目标位置的三维全局路径。该三维全局路径具体包括根据路径规划算法确定的节点(称为指定的节点)及连接这些确定出的节点的边(称为指定的边)，其中，指定的节点的位置信息通过三维坐标表示，以使三维全局路径中位于不同高度的节点能够在同一坐标系连续地表示，并通过竖直方向的坐标信息——z值加以高度信息的区分。
在步骤C2中，在确定三维全局路径后，机器人从初始位置出发，以该初始位置作为初始的机器人的当前位置。
在步骤C3中，根据三维全局路径和机器人的当前位置，确定机器人当前的行进目标点和局部导航区域。具体地，该行进目标点为机器人当前所要到达的下一个位于三维全局路径的节点。具体地，局部导航区域为以机器人的当前位置为第一边界点，以行进目标点为第二边界点，并结合机器人视野范围确定的一个预设大小、预设形状的区域。
在步骤C4中，机器人根据实时检测的机器人的位置信息和行进目标点，基于跨高度度量地图中上述局部导航区域的地图信息，实时确定机器人移动过程中经过的障碍物信息，确定能够避开障碍物的局部路径，并根据该局部路径移动，直至到达行进目标点。
在步骤C5中，当机器人到达行进目标点后，若检测到该行进目标点为目标位置，则结束本次导航任务。若该行进目标点不是行进目标点，则说明机器人需要重新进行局部路径的确定，以继续向目标位置靠近；此时，机器人以该行进目标点作为更新后的机器人的当前位置，并返回执行步骤C3～C5，以向目标位置前进。
本申请实施例中，跨高度导航地图具体包括跨高度拓扑地图和跨高度度量地图，由于根据该只包含节点和边的信息的跨高度拓扑地图能够简便高效地确定三维全局路径，确定机器人的大致移动轨迹、方向，并且，根据包含进一步详细信息的跨高度度量地图能够进一步准确地确定可以有效避开障碍物的局部路径，因此能够结合跨高度拓扑地图和跨高度度量地图的特点，高效准确地进行机器人的路径规划及导航，从而提高机器人跨高度导航的效率及准确性。
可选地，本申请实施例中的机器人设有组合传感器，该组合传感器至少包括用于感知所述机器人的周围环境信息的环境感知传感器以及用于感知所述机器人的运动信息的运动感知传感器，所述步骤S103，具体包括：
D1：若所述机器人位于第一导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第一导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述跨高度通行空间；其中所述第一导航区域为所述第一层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集；
D2：若所述机器人位于所述跨高度通行空间的内部，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图、所述运动感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述第二层区域的所在高度；
D3：若所述机器人位于第二导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第二导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，以向所述目标位置前进；其中所述第二导航区域为所述第二层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集。
本申请实施例中，机器人设有用于连续跟踪自身的位置信息的组合传感器，该组合传感器至少包括环境感知传感器和运动感知传感器。其中，环境感知传感器用于感知机器人周围环境信息，通过该环境感知传感器可以跟踪机器人在水平方向上的位移信息以及辅助机器人的避障决策；示例性地，该环境传感器可以为单线性激光雷达和/或摄像头。运动感知传感器为用于感知机器人运动信息的运动感知传感器，通过该运动感知传感器可以跟踪机器人的三维位姿信息；示例性地，该运动感知传感器可以为惯性测量单元(Inertialmeasurement unit，IMU)。可选地，该组合传感器还可以包括电机码盘等其它用于跟踪机器人位移信息的传感器。本申请实施例中，机器人在跨高度导航移动过程中经过区域可以分为第一导航区域、第二导航区域及跨高度通行空间内部的导航区域。其中，第一导航区域为第一层区域减去跨高度通行空间得到的差集，也可以称为跨高度通行空间在第一层区域上的相对补集，即第一层区域上除去与跨高度通行空间有交集的部分后剩下的区域为第一导航区域；同理，第二导航区域为第二层区域减去跨高度通行空间得到的差集，即第二层区域上除去与跨高有交集的部分后剩下的区域为第二导航区域。示例性地，如图2所示，第一层区域efgd与跨高度通行空间有交集的部分为区域abcd，因此将该第一层区域efgd除去区域abcd，即得到第一导航区域eabcgf；第二层区域e'f'g'd'与跨高度通行空间有交集的部分为区域a'b'c'd'，因此将该第二层区域e'f'g'd'除去区域a'b'c'd'，即得到第二导航区域e'a'b'c'g'f'。
在步骤D1中，当机器人从初始位置出发位于第一导航区域时，由于机器人的高度信息未发生变换，因此此时具体可以基于三维全局路径、跨高度导航地图中包含的第一导航区域的地图，结合环境感知传感器跟踪的机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达跨高度通行空间。其中第一导航区域的地图具体可以为跨高度导航地图中包含的与第一导航区域对应的度量地图，用于表示二维的第一导航区域上的环境信息。具体地，机器人从初始位置出发，锁定并缓存自身在竖直方向上的第一竖直位置坐标信息(即机器人在第一层区域上的高度信息)；然后，机器人根据环境感知传感器检测的水平位移信息，实时确定机器人的第一水平位置坐标信息(即在第一层区域上的二维坐标信息)，并结合三维全局路径以及基于第一导航区域的地图，在第一导航区域内进行导航并移动，直至到达跨高度通行空间的出入口。
在步骤D2中，当位于跨高度通行空间的内部时，机器人已经从第一导航区域通过跨高度通行空间的出入口进入跨高度通行空间的内部后，由于此时机器人将进行高度变化的位移，用于探测二维位移信息和二维障碍物信息的环境感知传感器无法感知当前的高度位移变化，因此，此时具体通过运动感知传感器检测到的三维位姿信息来跟踪机器人的位置信息，即便机器人在该跨高度通行空间内部因行人的推挤或者其它干扰因素导致机器人的位置移动，该运动感知传感器也能够实时、准确地定位并跟踪机器人在跨高度通行空间内部的三维位置。具体地，机器人到达跨高度通行空间后，根据步骤D1中缓存的机器人的第一竖直位置坐标信息、机器人在进入跨高度通行空间前环境感知传感器最后在第一导航区域中确定的第一水平坐标信息，组合得到机器人在跨高度通行空间内部的初始三维坐标信息，称为第一三维坐标信息；接着，机器人在跨高度通行空间的内部，通过跨高度通行空间的带动(例如升降电梯)或者机器人自身的移动进行跨高度移动，并根据运动感知传感器实时测定机器人的三维位移信息除以跨高度导航地图的单位坐标信息，得到该三维位移信息对应的三维位移坐标；之后，将该第一三维坐标信息加上该三维位移坐标，实时更新机器人在该跨高度通行空间的内部的三维位置坐标信息。
在步骤D3中，当机器人通过跨高度通行空间抵达第二导航区域后，由于机器人在第二导航区域移动时的高度信息将不再发生变化，因此此时通过环境感知传感器，既可以扫描检测机器人的水平位移信息，又能够探测机器人行进过程中的障碍物信息，从而高效地在第二导航区域上移动。具体地，当机器人位于第二导航区域时，根据机器人离开跨高度通行空间的最后一刻通过运动感知传感器确定的三维位置信息(称为第二三维位置信息)，锁定并缓存机器人在第二导航区域初始的竖直方向上的第二竖直坐标信息(即机器人在第二层区域上的高度信息)，以及确定机器人在第二导航区域初始的水平方向上的第二水平坐标信息(即在第二层区域上的二维坐标信息)；之后，机器人以目标位置为目的点，基于环境感知传感器检测到的水平位移信息，实时更新机器人的第二水平位置坐标信息，并根据该实时更新的第二水平位置坐标信息、三维全局路径中水平方向上的坐标信息及跨高度导航地图中包含的第二导航区域的地图(具体为第二导航区域的度量地图)的信息，在第二层区域进行导航并移动，以向目标位置前进。
本申请实施例中，由于能够利用机器人设有的组合传感器中不同传感器的特点，在机器人位于不同的导航区域时结合当前情况使用对应的传感器，因此能够更加准确高效地跟踪机器人在跨高度移动过程中的位置信息，进而提高机器人跨高度导航的准确性。
可选地，在步骤D2之前，还包括：
根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口进入所述跨高度通行空间的内部，并跟踪所述机器人的位置信息；
对应地，在步骤D3之前，还包括：
根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口离开所述跨高度通行空间，并跟踪所述机器人的位置信息。
本申请实施例中，在机器人进入或者离开跨高度通行空间时，具体同时结合环境感知传感器和运动感知传感器，既准确地识别机器人穿过该跨高度通行空间的障碍信息，又准确地跟踪机器人的位置信息，以使机器人准确有效、不丢失位置信息地穿过跨高度通行空间。具体地，此时的环境感知传感器为深度摄像头，该深度摄像头可以用于定位跨高度通行空间的出入口的场景特征(例如电梯口的门框特征)，以使机器人安全准确地进出该跨高度通行空间。
具体地，当机器人在第一导航区域移动到跨高度通行空间的出入口时，用于跟踪机器人位置信息的传感器从第一环境感知传感器(例如单线激光雷达)切换为第二环境感知传感器(例如深度摄像头)和运动感知传感器(例如惯性测量单元)结合的传感器模式，基于该第二环境感知传感器和运动感知传感器进行机器人的导航定位。具体地，在机器人跨高度通行空间的出入口外部时，机器人根据在第一导航区域缓存的第一竖直位置信息、第一环境感知传感器当前检测到的机器人的第一水平坐标信息，组合确定机器人进入跨高度通行空间前的三维位置坐标信息；接着，机器人启动第二环境感知传感器和运动感知传感器，根据该第二环境感知传感器定位的出入口特征信息和探测的跨高度通行空间的行人、障碍物信息，安全准确地进入跨高度通行空间，并在这个过程中，根据第二环境感知传感器、运动感知传感器分别监测到的位移信息进行信息融合计算，确定在机器人进入跨高度通行空间的过程的第一位移坐标；之后，将机器人进入跨高度通行空间前的三维位置坐标信息加上第一位移坐标，得到机器人进入跨高度通行空间后初始的三维位置信息——第一三维位置信息。
具体地，当机器人在跨高度通行空间内部移动抵达第二层区域对应的水平高度时，将跟踪机器人位置信息的传感器从单独的运动感知传感器切换为第二环境感知传感器加运动感知传感器的组合形式(例如深度摄像头加惯性测量单元的组合形式)。具体地，在机器人位于跨高度通行空间内部，即将通过出入口向外移动时，先根据运动感知传感器确定离开跨高度通行空间前的三维位置信息；接着，启动第二环境感知传感器和运动感知传感器，根据该第二环境感知传感器定位的出入口特征信息和探测的跨高度通行空间的行人、障碍物信息，安全准确地离开跨高度通行空间，并在这个过程中，根据第二环境感知传感器、运动感知传感器分别监测到的位移信息进行信息融合计算，确定在机器人离开跨高度通行空间的过程的第二位移坐标；之后，将机器人离开跨高度通行空间前的三维位置坐标信息加上第二位移坐标信息，得到机器人离开跨高度通行空间、进入第二导航区域后初始的三维位置信息——第二三维位置坐标信息，以便机器人根据该第二三维位置坐标信息准确进行后续在第二导航区域的导航定位。
本申请实施例中，由于在机器人进入或者离开跨高度通行空间时，结合环境感知传感器和运动感知传感器(具体可以为深度摄像头加惯性测量单元的传感器组合方式)，准确地完成机器人进出跨高度通行空间过程的导航和定位，因此准确有效地跟踪了机器人进出跨高度通行空间的位置信息，进一步提高机器人跨高度导航的准确性。
可选地，本申请实施例中，所述第一层区域为位于第一高度的初始楼层区域，所述第二层区域为位于第二高度的目标楼层区域，所述跨高度通行空间为电梯空间。
本申请实施例中机器人导航方法具体为跨楼层的机器人导航方法，设机器人当前工作的场景为指定的一栋建筑，则第一层区域为位于第一高度的初始楼层区域，例如位于该楼房的第一层的楼层区域；第二层区域为位于第二高度的目标楼层区域，例如位于该楼房的第五层的楼层区域。相应地，本申请实施例中的跨高度通行空间为连通不同楼层的电梯空间。可选地，该电梯空间既可以为带有轿厢的垂直升降电梯，也可以为带有扶手的倾斜楼梯，此处不作限定。
本申请实施例中的机器人导航方法具体可以用于机器人在跨不同楼层移动的使用场景，通过本申请实施例的方法，高效准确地实现机器人的跨楼层导航。
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。
实施例二：
图6示出了本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分：
该机器人包括：位置获取单元61、三维全局路径确定单元62以及移动单元63。其中：
位置获取单元61，用于获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置。
三维全局路径确定单元62，用于若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间。
移动单元63，用于根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航。
可选地，所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图，所述第一二维地图包括第一度量地图，所述第二二维地图包括第二度量地图，所述机器人还包括：
第一构建单元，用于获取所述跨高度通行空间的信息，构建跨高度通行空间几何体；将所述跨高度通行空间几何体的空间内部分割为多个边长为预设边长的立体网格单元，并确定每个所述立体网格单元对应的三维坐标，得到目标三维度量地图；获取所述第一度量地图及所述第二度量地图，确定所述第一度量地图对应的高度信息及所述第二度量地图对应的高度信息，并将所述第一度量地图、所述第二度量地图与所述目标三维度量地图拼接，得到所述跨高度度量地图。
可选地，所述跨高度导航地图还包括跨高度拓扑地图，所述第一二维地图包括第一拓扑地图，所述第二二维地图包括第二拓扑地图，所述机器人还包括：
第二构建单元，用于获取所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图；根据所述跨高度通行空间的信息，连接所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图的节点，并确定所述第一拓扑地图、所述第二拓扑地图中每个节点的三维坐标，得到跨高度拓扑地图。
可选地，所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图和跨高度拓扑地图，则：
所述三维全局路径确定单元62，具体用于若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同高度，则基于所述跨高度拓扑地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径，所述三维全局路径由指定的节点及指定的边构成，所述指定的节点的位置信息通过三维坐标表示；
对应地，所述移动单元63，具体用于以所述初始位置作为机器人当前的位置；根据所述三维全局路径及所述机器人的当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点；根据实时检测的所述机器人的位置信息、所述行进目标点，基于所述跨高度度量地图中的局部导航区域的地图信息，确定局部路径并根据所述局部路径进行移动；若所述行进目标点为所述目标位置，则结束；否则以所述行进目标点作为所述机器人当前位置，并返回执行所述根据所述三维全局路径及所述机器人当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点的步骤，以继续向所述目标位置前进。
可选地，所述机器人设有组合传感器，所述组合传感器包括用于感知所述机器人的周围环境信息的环境感知传感器以及用于感知所述机器人的运动信息的运动感知传感器，所述移动单元63，具体包括第一移动模块、第二移动模块及第三移动模块：
第一移动模块，用于若所述机器人位于第一导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第一导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述跨高度通行空间；其中所述第一导航区域为所述第一层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集；
第二移动模块，用于若所述机器人位于所述跨高度通行空间的内部，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图、所述运动感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述第二层区域的所在高度；
第三移动模块，用于若所述机器人位于第二导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第二导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，以向所述目标位置前进；其中所述第二导航区域为所述第二层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集。
可选地，所述移动单元63还包括第一通行模块及第二通行模块：
第一通行模块，用于根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口进入所述跨高度通行空间的内部，并跟踪所述机器人的位置信息；
第二通行模块，用于根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口离开所述跨高度通行空间，并跟踪所述机器人的位置信息。
可选地，所述第一层区域为位于第一高度的初始楼层区域，所述第二层区域为位于第二高度的目标楼层区域，所述跨高度通行空间为电梯空间。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
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。
实施例三：
图7是本申请一实施例提供的终端设备的示意图。如图7所示，该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72，例如机器人导航程序。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个机器人导航方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示单元61至63的功能。
示例性的，所述计算机程序72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71中，并由所述处理器70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72在所述终端设备7中的执行过程。例如，所述计算机程序72可以被分割成位置获取单元、三维全局路径确定单元和移动单元，各单元具体功能如下：
位置获取单元，用于获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置。
三维全局路径确定单元，用于若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间。
移动单元，用于根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航。
所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备7的示例，并不构成对终端设备7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，例如所述终端设备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70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)、现场可编程门阵列(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71可以是所述终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述终端设备7的外部存储设备，例如所述终端设备7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71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器71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。
Claims (9)
1.一种机器人导航方法，应用于机器人，其特征在于，包括：
获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置；
若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间；
根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航；
所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图，所述第一二维地图包括第一度量地图，所述第二二维地图包括第二度量地图；
在所述若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径之前，还包括：
获取所述跨高度通行空间的信息，构建跨高度通行空间几何体；
将所述跨高度通行空间几何体的空间内部分割为多个边长为预设边长的立体网格单元，并确定每个所述立体网格单元对应的三维坐标，得到目标三维度量地图；
获取所述第一度量地图及所述第二度量地图，确定所述第一度量地图对应的高度信息及所述第二度量地图对应的高度信息，并将所述第一度量地图、所述第二度量地图与所述目标三维度量地图拼接，得到所述跨高度度量地图。
2.如权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，所述跨高度导航地图还包括跨高度拓扑地图，所述第一二维地图包括第一拓扑地图，所述第二二维地图包括第二拓扑地图；
在所述若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径之前，还包括：
获取所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图；
根据所述跨高度通行空间的信息，连接所述第一拓扑地图及所述第二拓扑地图的节点，并确定所述第一拓扑地图、所述第二拓扑地图中每个节点的三维坐标，得到跨高度拓扑地图。
3.如权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图和跨高度拓扑地图，所述若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径，包括：
若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同高度，则基于所述跨高度拓扑地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径，所述三维全局路径由指定的节点及指定的边构成，所述指定的节点的位置信息通过三维坐标表示；
对应地，所述根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航，直至抵达所述目标位置，包括：
以所述初始位置作为机器人的当前位置；
根据所述三维全局路径及所述机器人的当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点；
根据实时检测的所述机器人的位置信息、所述行进目标点，基于所述跨高度度量地图中的局部导航区域的地图信息，确定局部路径并根据所述局部路径进行移动；
若所述行进目标点为所述目标位置，则结束；否则以所述行进目标点作为所述机器人当前位置，并返回执行所述根据所述三维全局路径及所述机器人的当前位置，确定当前的局部导航区域及当前的行进目标点的步骤，以继续向所述目标位置前进。
4.如权利要求1所述的机器人导航方法，其特征在于，所述机器人设有组合传感器，所述组合传感器包括用于感知所述机器人的周围环境信息的环境感知传感器以及用于感知所述机器人的运动信息的运动感知传感器；
所述根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航，直至抵达所述目标位置，包括：
若所述机器人位于第一导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第一导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述跨高度通行空间；其中所述第一导航区域为所述第一层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集；
若所述机器人位于所述跨高度通行空间的内部，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图、所述运动感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述第二层区域的所在高度；
若所述机器人位于第二导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第二导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，以向所述目标位置前进；其中所述第二导航区域为所述第二层区域减去所述跨高度通行空间得到的差集。
5.如权利要求4所述的机器人导航方法，其特征在于，在所述若所述机器人位于所述跨高度通行空间的内部，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图、所述运动感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，直至到达所述第二层区域的所在高度之前，还包括：
根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口进入所述跨高度通行空间的内部，并跟踪所述机器人的位置信息；
对应地，在所述若所述机器人位于第二导航区域，则根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图中包含的所述第二导航区域的地图、所述环境感知传感器跟踪的所述机器人的位置信息进行导航并移动，以向所述目标位置之前，还包括：
根据所述环境感知传感器及所述运动感知传感器检测到的信息，从所述跨高度通行空间的出入口离开所述跨高度通行空间，并跟踪所述机器人的位置信息。
6.如权利要求1至5任意一项所述的机器人导航方法，其特征在于，所述第一层区域为位于第一高度的初始楼层区域，所述第二层区域为位于第二高度的目标楼层区域，所述跨高度通行空间为电梯空间。
7.一种机器人，其特征在于，包括：
位置获取单元，用于获取当前所在的初始位置及要前往的目标位置；
三维全局路径确定单元，用于若所述初始位置所在的第一层区域与所述目标位置所在的第二层区域位于不同水平高度，则基于跨高度导航地图进行路径规划，确定从所述初始位置到达所述目标位置的三维全局路径；其中所述跨高度导航地图为基于所述第一层区域对应的第一二维地图、所述第二层区域对应的第二二维地图以及跨高度通行空间的信息构建的地图，所述跨高度通行空间为连通所述第一层区域及所述第二层区域的通行空间；
移动单元，用于根据所述三维全局路径、所述跨高度导航地图及连续跟踪的所述机器人的位置信息进行导航；
所述跨高度导航地图包括跨高度度量地图，所述第一二维地图包括第一度量地图，所述第二二维地图包括第二度量地图；
所述机器人还包括：
第一构建单元，用于获取所述跨高度通行空间的信息，构建跨高度通行空间几何体；
将所述跨高度通行空间几何体的空间内部分割为多个边长为预设边长的立体网格单元，并确定每个所述立体网格单元对应的三维坐标，得到目标三维度量地图；
获取所述第一度量地图及所述第二度量地图，确定所述第一度量地图对应的高度信息及所述第二度量地图对应的高度信息，并将所述第一度量地图、所述第二度量地图与所述目标三维度量地图拼接，得到所述跨高度度量地图。
8.一种终端设备，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，其特征在于，当所述处理器执行所述计算机程序时，使得终端设备实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一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，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，使得终端设备实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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