CN112902965A - 机器人跨楼层轨迹的显示方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种机器人跨楼层轨迹的显示方法与系统，机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：构建多个单楼层地图；在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。通过上述方式，能直观完整地显示机器人跨楼层轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
Description
技术领域
本申请涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人跨楼层轨迹的显示方法与系统。
背景技术
当前，移动机器人越来越普遍地被应用于酒店、写字楼、医院等场景中，在这些应用场景中，机器人需要具备在多楼层间自由运动的能力。传统的机器人跨楼层导航中，各楼层的地图都是独立存储的。当跨楼层导航时，需要根据机器人所在楼层加载对应楼层地图进行导航，导致整个导航路径不连贯，机器人跨楼层的全局轨迹不能在一张完整的地图中显示出来，需要通过切换地图才能查看到，增加了运行维护的工作量。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种机器人跨楼层轨迹的显示方法与系统，能直观完整地显示机器人跨楼层轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：
构建多个单楼层地图；
在一坐标系中对所述多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；
在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。
其中，所述构建多个单楼层地图，包括：
通过机器人传感器获取每个楼层的空间信息；
根据所述空间信息分别构建每个楼层的二维地图，得到多个独立的单楼层地图。
其中，所述在一坐标系中对所述多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，包括：
确定所述多个单楼层地图之间共有的关键参照物；
在一坐标系中根据层间转换参数调整各楼层中所述关键参照物的位置信息，以实现层间配准。
其中，所述在一坐标系中根据层间转换参数调整各楼层中所述关键参照物的位置信息，包括：
在一坐标系中根据层间转换参数统一各楼层中所述关键参照物的X轴坐标和Y轴坐标；
根据所述关键参照物所在楼层确定所述关键参照物的Z轴坐标，使所述多个单楼层地图沿Z轴方向对齐。
其中，所述在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息，包括：
在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的三维轨迹信息，所述三维轨迹信息包括导航轨迹、实时轨迹和历史轨迹中的至少一项。
其中，所述方法，还包括：
在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息。
其中，所述在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息，包括：
获取每个楼层中的POI信息；
通过坐标系转换运算得出所述POI信息对应的POI坐标；
根据所述POI坐标在所述多楼层地图中显示所述POI信息。
其中，所述在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息，包括：
实时获取机器人的状态信息；
根据所述状态信息的预设类型在所述多楼层地图中对所述状态信息进行分类显示，所述状态信息包括传感器状态、电量、温度和故障预警信息中的至少一项。
其中，所述方法，还包括：
所述机器人发生故障时，根据所述轨迹信息和所述机器人状态信息对所述机器人进行定位及故障分析。
本申请还提供一种机器人跨楼层轨迹的显示系统，包括：
至少一个远程显示器；
至少一个处理器；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理器执行时，使得所述系统执行如上所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法。
本申请的机器人跨楼层轨迹的显示方法与系统，机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：构建多个单楼层地图；在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。通过上述方式，能直观完整地显示机器人跨楼层轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
附图说明
图1是根据第一实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示方法的流程示意图；
图2是根据第一实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示方法的多楼层地图的示意图；
图3是根据第二实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示系统的结构示意图；
图4是根据第二实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示系统的原理示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
第一实施例
图1是根据第一实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示方法的流程示意图。如图1所示，本实施例的机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：
步骤201，构建多个单楼层地图；
步骤202，在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；
步骤203，在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。
本发明实施例通过构建唯一的跨楼层统一坐标系多层地图，实现机器人在跨楼层运行时的运行轨迹、状态信息以及地图POI信息可视化。其中，构建多个单楼层地图时，以具有激光雷达和IMU传感器的移动机器人为载体进行数据采集。激光雷达，也称光学雷达，是激光探测与测距系统的简称，它通过测定传感器发射器与目标物体之间的传播距离，分析目标物体表面的反射能量大小、反射波谱的幅度、频率和相位等信息，从而呈现出目标物精确的三维结构信息。IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)传感器是测量物体三轴姿态角(或角速率)()以及加速度的装置。一个IMU传感器包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺仪检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。
步骤201中，通过机器人传感器如激光雷达传感器、IMU传感器等获取每个楼层的空间信息，并根据空间信息分别构建每个楼层的二维地图，得到多个独立的单楼层地图。然后在单楼层地图中标注出每个楼层共有的关键参照物坐标，如垂直电梯口的位置、大楼跨楼层同一个支撑立柱、斜梯位置等。关键参照物能够确定各个单层地图处于同一垂直线的特征，进而实现各单楼层地图在垂直方向上的对齐。
步骤202中，在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准时，首先确定多个单楼层地图之间共有的关键参照物及其坐标信息，然后在一坐标系中根据层间转换参数调整各楼层中关键参照物的位置信息，以实现层间配准。图2是根据第一实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示方法的多楼层地图的示意图。如图2所示，在全局坐标系中，(x,y)表示水平面上位置的二维坐标，z为表示不同楼层的整数坐标。多层地图的不同层之间，通过能够确定处于同一垂直线的关键参照物实现z方向上的对齐。首先，在坐标系中根据层间转换参数统一各楼层中关键参照物的X轴坐标和Y轴坐标，然后根据关键参照物所在楼层确定关键参照物的Z轴坐标，使多个单楼层地图沿Z轴方向对齐。关键参照物包括垂直电梯的位置，斜梯位置、大楼跨层同一个支撑立柱的位置等。层间转换参数如直梯或斜体的具体参数，可通过预先加载建筑CAD图纸获取，或者通过机器人每个楼层中通过IMU传感器测量得到。如图2所示，机器人从A点到B点运行时，由1楼的A点移动至n楼的B点，在该多楼层地图中可完整直观地显示出机器人的全程运行轨迹。
步骤203中，在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息时，在终端或者远程云端可以在多楼层地图中显示机器人跨楼层的三维轨迹信息，三维轨迹信息包括导航轨迹、实时轨迹和历史轨迹等等。其中，导航轨迹为根据当前机器人的任务自动规划的轨迹路线，实时轨迹为机器人实际运行的轨迹路线，历史轨迹为机器人已运行过的轨迹路线。导航轨迹和历史轨迹为静态轨迹，实时轨迹为动态轨迹。为便于区分，可给不同类型的轨迹信息设置不同颜色或线条样式，便于运维人员分析比较，及时发现机器人的异常轨迹。
在一实施方式中，可在多楼层地图中同步显示POI信息。POI(Point of Interest，兴趣点)通常指在地理信息系统中的信息点，如一栋房子、一个商铺、一个邮筒、一个公交站等。POI信息可包含该信息点的名称、类别、坐标、分类等信息。本实施例中，首先获取每个楼层中的POI信息，可以是实物信息如门、梯口、消防通道、商户等，也可以是增强可视化的数字信息的标注。然后，通过坐标系转换运算得出POI信息对应的POI坐标。接着根据计算出的POI坐标在多楼层地图中显示POI信息。
在一实施方式中，还可以在多楼层地图中同步显示机器人的状态信息。通过实时获取机器人的状态信息，然后根据状态信息的预设类型在多楼层地图中对状态信息进行分类显示。状态信息包括机器人的健康数据如传感器状态、电量、温度等，还可以是故障预警信息等用于增强可视化的信息。
在一实施方式中，机器人发生故障时，可根据轨迹信息和机器人状态信息对机器人进行定位及故障分析。例如，根据机器人的历史轨迹可以追溯到机器人发生故障时所处的具体位置，通过可回放机器人的状态信息以便于运维人员分析发生故障的原因，提高运维效率。
本申请的机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：构建多个单楼层地图；在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。通过上述方式，能直观完整地显示机器人跨楼层轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
第二实施例
图3是根据第二实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示系统的结构示意图。如图3所示，本实施例的机器人跨楼层轨迹的显示系统400，包括至少一个远程显示器402、至少一个处理器404与至少一存储器406。
远程显示器402，用于显示多楼层地图、机器人的跨楼层运行轨迹、POI信息、机器人状态信息等内容。至少一个存储器406被耦合到至少一个处理器404并且存储用于由至少一个处理器404执行的指令，指令当由至少一个处理器404执行时，使得机器人跨楼层轨迹的显示系统执行如第一实施例的机器人跨楼层轨迹的显示方法，机器人跨楼层轨迹的显示方法的具体实现过程详见第一实施例的描述，在此不再赘述。
图4是根据第二实施例示出的机器人跨楼层轨迹的显示系统的原理示意图。如图4所示，机器人通过无线网络与远程显示器402数据连接，本地(机器人)数据上传云端，云端对生成的三维地图进行可视化显示，以实现机器人跨楼层轨迹的云端可视化。本实施例的机器人跨楼层轨迹的显示系统，使运维人员可以在远程实时查看机器人的跨楼层轨迹信息以及查询机器人的历史轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上第一实施例所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法。
本申请的机器人跨楼层轨迹的显示系统及计算机存储介质，机器人跨楼层轨迹的显示方法，包括：构建多个单楼层地图；在一坐标系中对多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；在多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。通过上述方式，能直观完整地显示机器人跨楼层轨迹，便于对机器人进行定位，提高机器人运维效率。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，包括：
构建多个单楼层地图；
在一坐标系中对所述多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，得到多楼层地图；
在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息。
2.根据权利要求1所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述构建多个单楼层地图，包括：
通过机器人传感器获取每个楼层的空间信息；
根据所述空间信息分别构建每个楼层的二维地图，得到多个独立的单楼层地图。
3.根据权利要求1所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述在一坐标系中对所述多个单楼层地图进行楼高方向上的层间配准，包括：
确定所述多个单楼层地图之间共有的关键参照物；
在一坐标系中根据层间转换参数调整各楼层中所述关键参照物的位置信息，以实现层间配准。
4.根据权利要求3所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述在一坐标系中根据层间转换参数调整各楼层中所述关键参照物的位置信息，包括：
在一坐标系中根据层间转换参数统一各楼层中所述关键参照物的X轴坐标和Y轴坐标；
根据所述关键参照物所在楼层确定所述关键参照物的Z轴坐标，使所述多个单楼层地图沿Z轴方向对齐。
5.根据权利要求1所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的轨迹信息，包括：
在所述多楼层地图中显示机器人跨楼层的三维轨迹信息，所述三维轨迹信息包括导航轨迹、实时轨迹和历史轨迹中的至少一项。
6.根据权利要求1所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述方法，还包括：
在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息。
7.根据权利要求6所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息，包括：
获取每个楼层中的POI信息；
通过坐标系转换运算得出所述POI信息对应的POI坐标；
根据所述POI坐标在所述多楼层地图中显示所述POI信息。
8.根据权利要求6所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述在所述多楼层地图中显示POI信息和/或机器人状态信息，包括：
实时获取机器人的状态信息；
根据所述状态信息的预设类型在所述多楼层地图中对所述状态信息进行分类显示，所述状态信息包括传感器状态、电量、温度和故障预警信息中的至少一项。
9.根据权利要求6所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法，其特征在于，所述方法，还包括：
所述机器人发生故障时，根据所述轨迹信息和所述机器人状态信息对所述机器人进行定位及故障分析。
10.一种机器人跨楼层轨迹的显示系统，其特征在于，包括：
至少一个远程显示器；
至少一个处理器；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理器并且存储用于由所述至少一个处理器执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理器执行时，使得所述系统执行根据权利要求1至9任一项所述的机器人跨楼层轨迹的显示方法。
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