一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法与设备与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，尤其涉及一种用于机器人乘坐电梯进行配送的技术。

背景技术：

2.目前随着人工智能技术的快速发展，智能移动机器人开始广泛地应用在工业、农业、国防、服务等行业中。同时，随着人力成本在酒店营业支出中占有更大的比重，酒店智能化并利用配送机器人完成重复性工作是行业发展的必然趋势。配送机器人以其相对较低的价格以及可靠的安全性，已经成为了部分酒店员工队伍中的重要一员，从而满足酒店日常运营中多种多样的应用场景。对于酒店的配送机器人，电梯成为其打交道最频繁的部分。比如机器人需要进出电梯，乘坐电梯前往不同楼层完成整个的配送服务。如何在机器人的地图中高效地部署电梯区域，成为了机器人配送过程中至关重要的部分。

技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法与设备。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法，其中，所述方法包括：基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。
5.进一步地，其中，所述基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内之前，所述方法还包括：当基于对应楼层地图中的电梯区域在所述第一电梯调度点进电梯失败，前往第二电梯调度点或者第三电梯调度点，其中，当搜索不到至所述第二电梯调度点的路径或者到达所述第二电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，搜索至所述第三电梯调度点的路径；在所述第二电梯调度点或者第三电梯调度点停留预设时间后，返回所述第一电梯调度点，以通过在所述第一电梯调度点处进入电梯。
6.可选地，其中，所述方法还包括：当前往所述第三电梯调度点过程中确定前往至所述第三电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，返回所述第一电梯调度点。
7.进一步地，其中，所述基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内包括：从所述第一电梯调度点处前往并通过所述电梯区域的门槛区域，以到达所述电梯
区域的内部区域，并进行旋转，以使所述机器人面对电梯门。
8.进一步地，其中，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标基于默认楼层的旋转变换值确定，其中，所述旋转变换值基于每个楼层的电梯相对于默认楼层的电梯的旋转变化确定。
9.进一步地，其中，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标公式如下：，其中，为机器人在楼层a中的坐标；为楼层a相对默认楼层的旋转变换值；为楼层b相对默认楼层的旋转变换值。
10.进一步地，其中，每个楼层到默认楼层的旋转变换值的计算包括：根据电梯区域的起始点坐标计算出旋转变换的初值，以供最近点迭代算法使用；分别从加载的两层楼地图中裁剪出整个电梯区域，并将电梯区域的占据地图变换成一个个激光点组成的点图，以获得两个激光点对；基于所述两个激光点对通过构建误差函数并使用最小二乘法实现最优匹配，以确定最优的旋转变换值。
11.根据本技术的另一方面，还提供了一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备，其中，所述设备包括：第一装置，用于基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；第二装置，用于当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。
12.根据本技术的再一方面，还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如前述方法的操作。
13.与现有技术相比，本技术通过基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。通过这种部署方式能够使机器人更方便地实现进出电梯任务。
附图说明
14.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出根据本技术一个方面的一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法流程图；图2示出根据本技术一个优选实施例的一种电梯区域对话框示意图；图3示出根据本技术另一个方面的一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备示意图。
15.附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
16.下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
17.在本技术一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
18.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (rom) 或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
19.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
20.为更进一步阐述本技术所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本技术的技术方案，进行清楚和完整的描述。
21.图1示出本技术一个方面提供的一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法，其中，该方法包括：s11基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；s12当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。
22.在该实施例中，在所述步骤s11中，为了实现机器人在多层楼之间的自主移动，会提前部署好多楼层导航地图，该多楼层导航地图包含每个楼层对应的楼层地图，可实现楼层地图的切换，例如，若机器人从一楼移动到十楼，则楼层地图对应从一楼对应的楼层地图切换到十楼对应的楼层地图，以使机器人基于楼层地图在对应楼层实现移动。具体地，每个楼层地图中会设置有电梯区域，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，并且在门槛区域预设距离处设置第一电梯调度点，也即，机器人会在第一电梯调度点处等待进入电梯。其中，内部区域的作用是用来判断当前机器人是否在电梯区域内，门槛区域就是真实电梯门的位置，这个位置对于机器人而言是一个危险区域。机器人需要判断自己是否在门槛区域，从而快速做出行为决断，一旦没有及时判断出位置关系，很有可能造成电梯关门时机器人在门槛区域的危险事情。进电梯行为而言，当机器人检测到已经滞留在门槛区域超过一定时间时，需要快速决断是进入还是返回电梯等待点；出电梯行为而言，当机器人检测到
已经滞留在门槛区域时，也需要快速决断。优选地，所述电梯区域还包括外部区域，所述外部区域包括内部区域和门槛区域外的区域，所述外部区域主要用来判断机器人已经出了电梯，例如，当判断机器人位于外部区域时，确定机器人已出电梯，此时便会放弃电梯控门，关闭电梯门，实现出电梯。
23.优选地，其中，所述基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内包括：从所述第一电梯调度点处前往并通过所述电梯区域的门槛区域，以到达所述电梯区域的内部区域，并进行旋转，以使所述机器人面对电梯门。
24.具体而言，对于机器人的进电梯行为，当检测到机器人已经完全进入电梯后，便可以切换到下个行为状态，也就是机器人的旋转，从而使机器人面向电梯门。或者，当机器人进电梯超时，需要判断当前超时机器人的行为，如果已经在电梯内，那么便接着完成旋转任务，否则放弃本次进电梯。
25.在该实施例中，会提前在楼层地图中添加电梯区域，具体地，在添加电梯区域的电梯元素时，分为以下几个步骤：第一步，先要测量出电梯宽度、门槛的宽度以及第一电梯调度点的距离；第二步，首先画一条直线，直线的起点与终点分别是电梯内部区域的起点和终点，画完后，会自动弹出电梯区域对话框，具体如图2所示，按需填入上述的距离、电梯id以及电梯门的类型，便完成了电梯区域的绘画。
26.对于机器人而言，在不同楼层中来回配送货物是一项重要的基础任务。因此，需要将不同楼层对应的楼层地图合并成一整个多楼层导航地图，方便机器人到达不同楼层时，自主选择切换该楼层地图并完成当前机器人位置的更新。首先，我们利用机器人分别在各楼层建立导航定位所需的地图。但是，由于每层楼环境不一致，以及机器人充电桩摆放的位置也不一致，所以简单地将多个楼层地图合在一起会导致机器人到达不同楼层时当前坐标不正确。换言之，因为每个楼层的地图坐标系不一致，这样就导致当机器人把自身地图切换到另外一楼层地图时，原始的机器人坐标就不能够再继续使用。同时，由于每层地图场景较大，机器人的重定位一般效果不好且耗时较长。此时，我们需要当切换楼层后依然知道机器人在新地图中的基本位置。
27.考虑到同一栋楼的不同楼层有一个相同的地图元素，也就是电梯，我们可以根据电梯在不同楼层中的位置来计算出楼层间的坐标系旋转变换。
28.优选地，其中，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标基于默认楼层的旋转变换值确定，其中，所述旋转变换值基于每个楼层的电梯相对于默认楼层的电梯的旋转变化确定。在此，所述默认楼层是指预先作为基准的楼层，其中，可任选一个楼层作为默认楼层，在本技术中不做具体限定。
29.具体而言，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标公式可通过旋转变换值计算。假设楼层a相对默认楼层的旋转变换值为，楼层b相对默认楼层的旋转变换值为。那么可以根据下述公式计算出从楼层a切换到楼层b后，机器人在楼层a中的坐标在楼层b里的坐标如下：所以，我们只需要每次在添加楼层时，计算出当前添加楼层到默认楼层的旋转变
换值，比如。
30.优选地，其中，每个楼层到默认楼层的旋转变换值的计算包括：s15（未示出）根据电梯区域的起始点坐标计算出旋转变换的初值，以供最近点迭代算法使用；s16（未示出）分别从加载的两层楼地图中裁剪出整个电梯区域，并将电梯区域的占据地图变换成一个个激光点组成的点图，以获得两个激光点对；s17（未示出）基于所述两个激光点对通过构建误差函数并使用最小二乘法实现最优匹配，以确定最优的旋转变换值。
31.具体地，在添加电梯区域时，会首先画一条直线，直线的起点与终点分别是电梯内部区域的起点和终点，也即电梯区域的起始点坐标，然后使用普通的2d旋转变换可计算出旋转变换的初值，可作为最近点迭代算法（icp）的输入。然后，分别加载两层楼的地图，出其中的电梯区域范围，从而从地图中裁剪出整个电梯的区域，然后对电梯区域的占据地图进行转换，变换成一个个激光点组成的点图，便可以从原来电梯区域地图中得到两个激光点对，方便后续的icp求解。步骤s15和步骤s16的结果都是icp的输入，一个是步骤s15中旋转变换的初值，一个是步骤s16中确定的需要优化的点对误差，当误差最小时对应的值便是最终需要的旋转变换值。
32.进一步地，需要构建优化方程也就是误差函数，使用最小二乘法实现最优匹配，从而求出最优的旋转变换,也就是对应的旋转矩阵和平移向量。
33.对于点对：对于误差函数：其中，对应与默认楼层的激光点对，对应当前楼层的激光点对。其中，与是对应点，icp会重复进行确定对应关系点集并不断迭代求解最优的旋转矩阵和平移向量。在此，上述确定旋转变换值的方式仅为举例，不做具体限定。
34.优选地，其中，所述步骤s11之前，所述方法还包括：s13（未示出）当基于对应楼层地图中的电梯区域在所述第一电梯调度点进电梯失败，前往第二电梯调度点或者第三电梯调度点，其中，当搜索不到至所述第二电梯调度点的路径或者到达所述第二电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，搜索至所述第三电梯调度点的路径；s14（未示出）在所述第二电梯调度点或者第三电梯调度点停留预设时间后，返回所述第一电梯调度点，以通过在所述第一电梯调度点处进入电梯。
35.在该实施例中，由于第一电梯调度点一般设置在门槛区域正前方不远的位置，所以会造成很多死锁的问题。例如，若电梯内有推车这类的大物件，当电梯开门时，机器人首先开始搜路如果发现无法进入，便会直接放弃此次进梯行为，停留在原地不动。但是由于推车较大，电梯门口相对较窄，所以机器人停在原地会造成推车也无法出来，从而形成一个死锁的问题。所以，机器人需要根据实际场景，做出一个决策，先短暂离开当前位置，把中间位
置留出来供他人使用，等待一定时候再返回默认的调度点进行再次呼叫电梯行为。因此，在所述步骤s13中，当机器人在所述第一电梯调度点进电梯失败，会前往第二电梯调度点或者第三电梯调度点。例如，机器人先搜索到第二电梯调度点的路线，如果可以搜到路径，便前往第二电梯调度点，并在该第二电梯调度点停留预设时间后，返回所述第一电梯调度点，以通过在所述第一电梯调度点处进入电梯。
36.其中，当搜索不到至所述第二电梯调度点的路径或者到达所述第二电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，则搜索至所述第三电梯调度点的路径，如果可以搜到路径，便前往第三电梯调度点，并在该第三电梯调度点停留预设时间后，返回所述第一电梯调度点。其中，若在前往第二调度点的过程中，如果检测到当前路径长度远超到第二电梯调度点的直线距离时，便会认为当前机器人需要绕远路。因为我们需要机器人能够快速完成避让行为并继续返回等待点，所以当出现绕远路行为时便会放弃当前调度点，直接前往下一个候选电梯调度点，也即第三电梯调度点。
37.优选地，其中，所述方法还包括：当前往所述第三电梯调度点过程中确定前往至所述第三电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，返回所述第一电梯调度点。也即，当在前往第三电梯调度点过程中如果出现绕远路的情况时，也会返回第一电梯调度点，以能够更快地进入电梯。
38.继续在该实施例中，在所述步骤s12中，当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。具体地，当机器人与内部区域、门槛区域完全没有交集，可实现出电梯任务。或者，当判断机器人位于外部区域时，可判断机器人实现出电梯任务。具体而言，在机器人出电梯行为时，我们需要判断机器人是否已经离开内部区域、门槛区域了，完全离开时机器人会放弃对电梯门的控制从而关闭电梯门。
39.可见电梯区域的划分对于整个机器人完成等待电梯、进出电梯等行为都有着至关重要的作用。
40.与现有技术相比，本技术通过基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。通过这种部署方式能够使机器人更方便地实现进出电梯任务。
41.图3示出本技术另一个方面提供的一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备示意图，该设备1包括：第一装置11，用于基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；第二装置12，用于当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。
42.此外，本技术实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，
所述计算机可读指令可被处理器执行以实现前述方法。
43.本技术实施例还提供了一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备，其中，该设备包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行前述方法的操作。
44.例如，计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器：基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

技术特征：

1.一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法，其中，所述方法包括：基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内之前，所述方法还包括：当基于对应楼层地图中的电梯区域在所述第一电梯调度点进电梯失败，前往第二电梯调度点或者第三电梯调度点，其中，当搜索不到至所述第二电梯调度点的路径或者到达所述第二电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，搜索至所述第三电梯调度点的路径；在所述第二电梯调度点或者第三电梯调度点停留预设时间后，返回所述第一电梯调度点，以通过在所述第一电梯调度点处进入电梯。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：当前往所述第三电梯调度点过程中确定前往至所述第三电梯调度点的路径距离超过预设阈值时，返回所述第一电梯调度点。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内包括：从所述第一电梯调度点处前往并通过所述电梯区域的门槛区域，以到达所述电梯区域的内部区域，并进行旋转，以使所述机器人面对电梯门。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标基于默认楼层的旋转变换值确定，其中，所述旋转变换值基于每个楼层的电梯相对于默认楼层的电梯的旋转变化确定。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在每个楼层的楼层地图中的机器人坐标公式如下：，其中，为机器人在楼层a中的坐标；为楼层a相对默认楼层的旋转变换值；为楼层b相对默认楼层的旋转变换值。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，每个楼层到默认楼层的旋转变换值的计算包括：根据电梯区域的起始点坐标计算出旋转变换的初值，以供最近点迭代算法使用；分别从加载的两层楼地图中裁剪出整个电梯区域，并将电梯区域的占据地图变换成一个个激光点组成的点图，以获得两个激光点对；基于所述两个激光点对通过构建误差函数并使用最小二乘法实现最优匹配，以确定最优的旋转变换值。8.一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备，其中，所述设备包括：第一装置，用于基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度
点设置在正对门槛区域预设距离处；第二装置，用于当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。10.一种用于机器人乘坐电梯进行配送的设备，其中，该设备包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的操作。

技术总结

本申请的目的是提供一种用于机器人乘坐电梯进行配送的方法与设备。与现有技术相比，本申请通过基于多楼层导航地图中、对应楼层地图中的电梯区域在第一电梯调度点进入电梯内，其中，所述电梯区域包括内部区域以及门槛区域，其中，所述第一电梯调度点设置在正对门槛区域预设距离处；当到达目标楼层，在所述多楼层导航地图中将楼层地图切换至所述目标楼层所对应的楼层地图，基于该楼层的内部区域及门槛区域完成出电梯任务，并基于该楼层地图完成配送任务。通过这种部署方式能够使机器人更方便地实现进出电梯任务。便地实现进出电梯任务。便地实现进出电梯任务。