一种机器人控制电梯的系统和方法与流程

1.本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种机器人控制电梯的系统和方法。


背景技术：

2.随着人工智能和机器人技术的不断发展，服务型机器人开始在各行各业进行应用普及。而现有的服务型机器人大都是在服务大厅或者固定楼层进行引导使用的，如酒店、医院、机关单位的服务大厅等，不能较好地实现跨楼层的服务，这是因为现有的服务型机器人在呼叫电梯及乘坐电梯时还存在一些问题，如：仅实现了与电梯梯控系统的物联，仍然需要人员通过智能端app远程实现机器人的呼梯、楼层控制等；自动化程度不够高，无法进行智能化地多电梯呼梯策略制定和调度；对电梯的开关门状态和电梯所处的楼层判定不准确，导致无法可靠自动入梯出梯等。因此，急需一种智能化、高效化的机器人呼梯、乘梯控制实现手段。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种机器人控制电梯的系统和方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.第一方面，提供一种机器人控制电梯的方法，包括：
6.获取任务信息、所在楼层的图像信息以及各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息；
7.根据任务信息确定目标楼层，根据所在楼层的图像信息确定当前楼层，根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层确定各电梯的使用优先级；
8.将使用优先级最高的电梯作为目标电梯，向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令；
9.采集当前楼层目标电梯的电梯门图像和开门提示音，并根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开；
10.在判定目标电梯的电梯门打开后，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层；
11.从目标电梯的梯控系统获取轿厢楼层检测信息，并采集目标电梯轿厢内部的轿厢门图像和楼层显示图像；
12.根据轿厢楼层检测信息判定得到第一校验楼层，根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开，根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，并将其作为第二校验楼层；
13.在第一校验楼层和第二校验楼层一致，均为目标楼层，且判定轿厢门打开时，生成脱离指令，并将脱离指令发送至目标电梯的梯控系统。
14.在一个可能的设计中，所述运行控制信息包括电梯轿厢的运行状态信息、所处楼层信息以及后续停留楼层节点信息，所述根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层确定各电梯的使用优先级，包括：
15.根据当前楼层以及各电梯轿厢的运行状态信息、所处楼层信息和后续停留楼层节点信息，计算判断各电梯轿厢到达当前楼层的预估时间；
16.根据各电梯轿厢到达当前楼层的预估时间对各电梯进行优先级排序，确定各电梯的使用优先级。
17.在一个可能的设计中，所述根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开，包括将电梯门图像导入预置的图像分类模型，得到第一分类结果，再根据第一分类结果和开门提示音判定目标电梯的电梯门是否打开；所述根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开，包括将轿厢门图像导入预置的图像分类模型，得到第二分类结果，根据第二分类结果判定轿厢门是否打开。
18.在一个可能的设计中，所述根据所在楼层的图像信息确定当前楼层，包括将所在楼层的图像信息导入预置的图像数字识别网络模型，得到第一识别数字，根据第一识别数字确定当前楼层；所述根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，包括将楼层显示图像导入预置的图像数字识别网络模型，得到第二识别数字，根据第二识别数字确定轿厢达到的楼层。
19.在一个可能的设计中，在获取各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息前，所述方法还包括：通过局域网访问各电梯的梯控系统，并向各电梯的梯控系统发送权限认证信息，在接收到各电梯梯控系统反馈的认证成功信息后，建立与各电梯梯控系统的通信连接。
20.在一个可能的设计中，在向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令后，所述方法还包括：在接收到目标电梯的梯控系统所反馈的运行异常信息后，将使用优先级位于目标电梯之后的电梯作为备选电梯，向备选电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令。
21.在一个可能的设计中，在判定目标电梯的电梯门打开之后，所述方法还包括：
22.采集目标电梯的轿厢内部场景图像；
23.根据轿厢内部场景图像判断目标电梯轿厢内的地板空余面积，在判定地板空余面积大于设定阈值时，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层。
24.第二方面，提供一种机器人控制电梯的系统，包括第一采集单元、第一判定单元、第一发送单元、第二采集单元、第二发送单元、第三采集单元、第二判定单元、指令生成单元和第三发送单元，其中：
25.第一采集单元，用于获取任务信息、所在楼层的图像信息以及各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息；
26.第一判定单元，用于根据任务信息确定目标楼层，根据所在楼层的图像信息确定当前楼层，根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层确定各电梯的使用优先级；
27.第一发送单元，用于将使用优先级最高的电梯作为目标电梯，向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令；
28.第二采集单元，用于采集当前楼层目标电梯的电梯门图像和开门提示音，并根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开；
29.第二发送单元，用于在判定目标电梯的电梯门打开后，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层；
30.第三采集单元，用于从目标电梯的梯控系统获取轿厢楼层检测信息，并采集目标
电梯轿厢内部的轿厢门图像和楼层显示图像；
31.第二判定单元，根据轿厢楼层检测信息判定得到第一校验楼层，根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开，根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，并将其作为第二校验楼层；
32.指令生成单元，用于在第一校验楼层和第二校验楼层一致，均为目标楼层，且判定轿厢门打开时，生成脱离指令；
33.第三发送单元，用于将脱离指令发送至目标电梯的梯控系统。
34.在一个可能的设计中，所述系统还包括第四采集单元和第三判定单元，所述第四采集单元用于采集目标电梯的轿厢内部场景图像，所述第三判定单元用于根据轿厢内部场景图像判断目标电梯轿厢内的地板空余面积，判定地板空余面积是否大于设定阈值，所述第二发送单元具体用于在第三判定单元判定地板空余面积大于设定阈值时，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层。
35.第三方面，提供一种机器人控制电梯的系统，包括：
36.存储器，用于存储指令；
37.处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行上述第一方面中任意一种所述的方法。
38.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。同时，还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。
39.有益效果：本发明可通过机器人来获取任务信息确定目标楼层，获取所在楼层的图像信息确定当前楼层，获取各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息确定优先级最高的目标电梯，然后针对目标电梯进行呼梯，通过机器人采集目标电梯的外部图像信息和声音信息进行自动进梯判定，通过进梯后直接向目标电梯的梯控系统发送目标楼层，通过采集目标电梯的轿厢内部图像信息及轿厢楼层检测信息进行自动出梯判定和梯控系统的对接脱离，以使机器人完成自动化的呼梯和乘梯控制。本发明可以使机器人完成智能化、高效化的电梯控制，实现最优策略的当前楼层呼梯及信息化地精准乘梯控制，减少机器人呼梯和乘梯出错的问题，有利于普及实现机器人的高质量楼宇服务。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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。
41.图1为本发明实施例中方法的步骤示意图；
42.图2为本发明实施例中一种系统的构成示意图；
43.图3为本发明实施例中另一种系统的构成示意图。
具体实施方式
44.在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构
成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
45.应当理解，术语第一、第二、第三等仅用于描述区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种特征，这些特征不应当受到这些术语的限制。例如，可以将第一单元称作第二单元，并且类似地，第一、第二和第三单元还可以是相同的单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
46.在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得实施例不清楚。
47.实施例1：
48.本实施例提供一种机器人控制电梯的系统，应用于相应的楼宇服务作业智能机器人，如图1所示，方法包括以下步骤：
49.s1.获取任务信息、所在楼层的图像信息以及各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息。
50.具体实施时，机器人在执行楼宇服务作业之前，需要先获取到相应的任务信息，并通过图像采集装置采集所在楼层的图像信息，所在楼层的图像中包含楼层数字。同时，机器人可通过局域网访问各电梯的梯控系统，并向各电梯的梯控系统发送权限认证信息，在接收到各电梯梯控系统反馈的认证成功信息后，建立与各电梯梯控系统的通信连接，以从各电梯梯控系统获取所在楼宇各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息。
51.s2.根据任务信息确定目标楼层，根据所在楼层的图像信息确定当前楼层，根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层确定各电梯的使用优先级。
52.具体实施时，机器人在获取到任务信息后，从任务信息中提取出目的地的楼层作为目标楼层。在获取到所在楼层的图像信息后，将所在楼层的图像导入预置的图像数字识别网络模型，进行图像中的数字识别，识别出楼层图像中包含的楼层数字，然后将该楼层数字对应的楼层作为当前楼层。所述图像数字识别网络模型可采用测试训练后的卷积神经网络模型，或者测试训练后的svm模型和knn模型等，可根据实际需求进行相应神经网络模型的选取。
53.在获得各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息及当前楼层后，机器人可根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层进行呼梯策略制定。所述运行控制信息包括电梯轿厢的运行状态信息、所处楼层信息以及后续停留楼层节点信息，在进行呼梯策略制定时，先根据当前楼层以及各电梯轿厢的运行状态信息、所处楼层信息和后续停留楼层节点信息，计算判断各电梯轿厢到达当前楼层的预估时间，然后根据各电梯轿厢到达当前楼层的预估时间对各电梯进行优先级排序，确定各电梯的使用优先级，预估时间最少的电梯呼梯优先级最高，以此类推。示例性地，如1号电梯运行状态是上升运行，目前轿厢在10楼，判定其上升图中还需要停留15楼和25楼，下降过程中还需要停留22楼和11楼，以此计算其到达当前楼层1楼的预估时间为3分钟；2号电梯运行状态是下降运行，目前轿厢在26楼，下降过程中还需要停留24楼、22楼、20楼、18楼、16楼、14楼、12楼、10楼、8楼、6楼和4楼，以此
计算其到达当前楼层1楼的预估时间为4分钟,；那么2号电梯的使用优先级就高于1号电梯。
54.s3.将使用优先级最高的电梯作为目标电梯，向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令。
55.具体实施时，机器人在确定使用优先级最高的电梯后，将该电梯作为目标电梯，向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令，进行针对性地呼梯。针对性呼梯的执行适用于各电梯较为分散的情况，同时，杜绝一次性对全部电梯进行呼梯而造成的当前楼层占用过多电梯资源的情况，以便于其他楼层人员或者机器人可以更快地呼梯成功。
56.在向目标电梯的梯控系统发送呼梯指令后，如果接收到目标电梯的梯控系统所反馈的运行异常信息，则机器人放弃对目标电梯的呼梯，进而将使用优先级位于目标电梯之后的电梯作为备选电梯，向备选电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令。
57.s4.采集当前楼层目标电梯的电梯门图像和开门提示音，并根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开。
58.具体实施时，呼梯之后，机器人在目标电梯的电梯门前等待门打开，此过程中，实时采集当前楼层目标电梯的电梯门图像和开门提示音，并根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开。具体判断过程包括：机器人将电梯门图像导入预置的图像分类模型，得到第一分类结果，再根据第一分类结果来图像判定目标电梯的电梯门是否打开；当机器人判定接收到了开门提示音，并且图像判定目标电梯的电梯门打开，则最终判定电梯门打开。预置的图像分类模型可以采用测试训练后的alexnet模型，或者采用测试训练后的vggnet模型、inception模型、resnet模型等，可根据实际需求进行相应神经网络模型的选取。
59.s5.在判定目标电梯的电梯门打开后，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层。
60.具体实施时，机器人在判定目标电梯的电梯门打开后，即可移动进入目标电梯的轿厢内。在进入目标电梯轿厢前，机器人需要采集目标电梯的轿厢内部场景图像，以根据根据轿厢内部场景图像判断目标电梯轿厢内的地板空余面积，如果地板空余面积大于设定阈值，表明轿厢内拥挤程度不高，此时机器人可移动至轿厢内，如果地板空余面积没超过设定阈值，表明轿厢内较拥挤，此时，机器人放弃目标电梯，重新进行剩余电梯的优先级排序和呼梯。
61.s6.从目标电梯的梯控系统获取轿厢楼层检测信息，并采集目标电梯轿厢内部的轿厢门图像和楼层显示图像。
62.具体实施时，机器人乘坐目标电梯后，实时从目标电梯的梯控系统获取轿厢楼层检测信息，并采集目标电梯轿厢内部的轿厢门图像和楼层显示图像，以用于后续的出梯楼层判断。
63.s7.根据轿厢楼层检测信息判定得到第一校验楼层，根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开，根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，并将其作为第二校验楼层。
64.具体实施时，机器人在获取到轿厢楼层检测信息后根据轿厢楼层检测信息判定得到第一校验楼层，根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，并将其作为第二校验楼层，根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开。在根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层时，将楼层显示图像导入预置的图像数字识别网络模型，进行图像中的数字识别，识别出楼层显示图像中包含的楼层数字，然后将该楼层数字对应的楼层作为第二校验楼层，所述图像数字识别
网络模型可采用测试训练后的卷积神经网络模型，或者测试训练后的svm模型和knn模型等，可根据实际需求进行相应神经网络模型的选取。在根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开时，将轿厢门图像导入预置的图像分类模型，得到第二分类结果，根据第二分类结果判定轿厢门是否打开，预置的图像分类模型可以采用测试训练后的alexnet模型，或者采用测试训练后的vggnet模型、inception模型、resnet模型等，可根据实际需求进行相应神经网络模型的选取。
65.s8.在第一校验楼层和第二校验楼层一致，均为目标楼层，且判定轿厢门打开时，生成脱离指令，并将脱离指令发送至目标电梯的梯控系统。
66.具体实施时，如果机器人判定第一校验楼层和第二校验楼层是一致的，均为目标楼层，并且判定轿厢门打开时，表明已经到达目标楼层，此时，机器人即可移动出轿厢进行目标楼层的作业任务。在移动出轿厢后，机器人生成脱离指令，并将脱离指令发送至目标电梯的梯控系统，以脱离与目标电梯梯控系统的通信连接，释放信道，开始进行后续的作业任务。
67.实施例2：
68.本实施例提供一种机器人控制电梯的系统，如图2所示，所述系统包括第一采集单元、第一判定单元、第一发送单元、第二采集单元、第二发送单元、第三采集单元、第二判定单元、指令生成单元和第三发送单元，其中：
69.第一采集单元，用于获取任务信息、所在楼层的图像信息以及各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息；
70.第一判定单元，用于根据任务信息确定目标楼层，根据所在楼层的图像信息确定当前楼层，根据各电梯轿厢在当前时刻的运行控制信息以及当前楼层确定各电梯的使用优先级；
71.第一发送单元，用于将使用优先级最高的电梯作为目标电梯，向目标电梯的梯控系统发送对应的呼梯指令；
72.第二采集单元，用于采集当前楼层目标电梯的电梯门图像和开门提示音，并根据电梯门图像和开门提示音判断目标电梯的电梯门是否打开；
73.第二发送单元，用于在判定目标电梯的电梯门打开后，向目标电梯的梯控系统发送目标楼层；
74.第三采集单元，用于从目标电梯的梯控系统获取轿厢楼层检测信息，并采集目标电梯轿厢内部的轿厢门图像和楼层显示图像；
75.第二判定单元，根据轿厢楼层检测信息判定得到第一校验楼层，根据轿厢门图像判断轿厢门是否打开，根据楼层显示图像判定轿厢达到的楼层，并将其作为第二校验楼层；
76.指令生成单元，用于在第一校验楼层和第二校验楼层一致，均为目标楼层，且判定轿厢门打开时，生成脱离指令；
77.第三发送单元，用于将脱离指令发送至目标电梯的梯控系统。
78.进一步地，所述系统还包括第四采集单元和第三判定单元，所述第四采集单元用于采集目标电梯的轿厢内部场景图像，所述第三判定单元用于根据轿厢内部场景图像判断目标电梯轿厢内的地板空余面积，判定地板空余面积是否大于设定阈值，所述第二发送单元具体用于在第三判定单元判定地板空余面积大于设定阈值时，向目标电梯的梯控系统发
送目标楼层。
79.实施例3：
80.本实施例提供另一种机器人控制电梯的系统，如图3所示，在硬件层面，包括：
81.数据接口，用于建立处理器与外部数据采集器件的数据对接；
82.存储器，用于存储指令；
83.处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行实施例1中机器人控制电梯的方法。
84.可选地，该计算机装置还包括内部总线。处理器与存储器和数据接口可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
85.所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read only memory，rom)、闪存(flash memory)、先进先出存储器(first input first output，fifo)和/或先进后出存储器(first in last out，filo)等。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(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。
86.实施例4：
87.本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行实施例1中机器人控制电梯的方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(memory stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
88.本实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行实施例1中机器人控制电梯的方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
89.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。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。