一种处理方法、装置和智能设备与流程

1.本技术属于导航技术领域，尤其涉及一种处理方法、装置和智能设备。


背景技术：

2.针对足式机器人的跨楼层导航问题，目前主要有两种解决方案。
3.一种解决方案是，借助电梯实现机器人跨越不同楼层，然后根据导航目标所在楼层切换对应的2d(two-dimensional，二维)地图进行导航。该解决方案需要向机器人开放电梯控制协议，以供机器人通过指令控制电梯，但会给电梯的安全运行带来一定隐患，而且不同楼层使用独立的2d导航地图，需要额外的技术手段保证不同楼层的导航参考点严格对齐，除此之外，不同楼层的导航地图切换过程不利于快速、高效的展开导航，同时也会增加因地图加载错误而引发导航失败的风险。
4.另一种解决方案是，利用机器人的通过性攀爬步梯实现跨楼层导航，但已知技术将机器人通过步梯的过程，当作楼梯投影平面的2d导航问题来处理，该处理方式使得机器人只能跨过单层单斜坡步梯，导致应用场景受限。


技术实现要素：

5.为此，本技术公开如下技术方案：
6.一种处理方法，包括：
7.确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置；所述多分层环境的不同分层之间至少通过具备相应倾斜度的连接结构连接；
8.确定所述当前位置所属的当前分层与所述导航目标位置所属的目标分层是否为所述多分层环境的同一分层；
9.若非同一分层，基于为所述多分层环境构建的三维地图及为所述多分层环境的不同分层在所述三维地图上设置的统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前分层导航至所述目标分层，以在所述目标分层将所述导航对象导航至所述导航目标位置；
10.若为同一分层，基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述导航目标位置。
11.可选的，所述确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置，包括：
12.获得在所述多分层环境中基于所述三维地图和所述统一导航参考系对所述导航对象进行定位所得的当前位置信息，及配置的导航目标位置信息；
13.根据获得的所述当前位置信息和所述导航目标位置信息，确定导航对象在所述多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置；
14.其中，所述当前位置信息和所述导航目标位置信息分别至少包括所属分层的分层信息及在所属分层中对应的三维位置信息。
15.可选的，所述基于为所述多分层环境构建的三维地图及为所述多分层环境的不同
分层在所述三维地图上设置的统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前分层导航至所述目标分层，包括：
16.基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的第一出入口；
17.基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口的导航路径；
18.按照所述导航路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述目标分层的第二出入口；
19.其中，所述当前分层的第一出入口为所述当前分层包含的能用于通过相应连接结构通往所述目标分层的出入口，所述目标分层的第二出入口为所述目标分层包含的能用于通过所述相应连接结构通往所述当前分层的出入口。
20.可选的，所述将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的第一出入口，包括：
21.若所述目标分层处于所述当前分层的上层，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的上出入口；
22.若所述目标分层处于所述当前分层的下层，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的下出入口；
23.所述确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口的导航路径，包括：
24.若所述目标分层处于所述当前分层的上层，确定从所述当前分层的上出入口至所述目标分层的下出入口的导航路径；
25.若所述目标分层处于所述当前分层的下层，确定从所述当前分层的下出入口至所述目标分层的上出入口的导航路径；
26.其中，分层对应的上出入口，用于通过对应的连接结构通往所述分层的上层；分层对应的下出入口，用于通过对应的连接结构通往所述分层的下层。
27.可选的，基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口的导航路径；按照所述导航路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述目标分层的第二出入口，包括：
28.基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径；所述相邻分层为所述当前分层在通往所述目标分层的方向上对应的相邻分层；
29.按照所述导航子路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述相邻分层的第二出入口；
30.确定所述相邻分层是否为所述目标分层，若否，基于所述相邻分层更新所述当前分层，并循环至确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径的步骤，直至所述相邻分层为所述目标分层时结束。
31.可选的，所述基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径，包括：
32.将所述当前分层的第一出入口作为基准位置；
33.基于所述三维地图和所述统一导航参考系确定所述基准位置的各个相邻位置；
34.从所述基准位置的各个相邻位置中，确定与对应约束面之间的高程满足所述高程约束条件、与所述当前分层的第一出入口和所述相邻分层的第二出入口之间的距离满足距离条件的目标相邻位置；所述约束面为所述导航对象的当前位置所站立的空间平面或空间曲面；
35.确定所述目标相邻位置是否为所述相邻分层的第二出入口；
36.若否，基于所述目标相邻位置更新所述基准位置，并循环至基于所述三维地图和所述统一导航参考系确定所述基准位置的各个相邻位置的步骤，直至确定出的目标相邻位置为所述相邻分层的第二出入口时，将按序确定出的各个目标相邻位置构成的路径作为所述导航子路径。
37.可选的，所述高程约束条件包括所述导航对象站立情况下的重心高度对应的上阈值和下阈值。
38.一种处理装置，包括：
39.第一确定单元，用于确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置；所述多分层环境的不同分层之间至少通过具备相应倾斜度的连接结构连接；
40.第二确定单元，用于确定所述当前位置所属的当前分层与所述导航目标位置所属的目标分层是否为所述多分层环境的同一分层；
41.第一导航单元，用于在所述当前分层与所述目标分层非同一分层情况下，基于为所述多分层环境构建的三维地图及为所述多分层环境的不同分层在所述三维地图上设置的统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前分层导航至所述目标分层，以在所述目标分层将所述导航对象导航至所述导航目标位置；
42.第二导航单元，用于在所述当前分层与所述目标分层为同一分层情况下，基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述导航目标位置。
43.一种智能设备，包括：
44.设备主体；
45.运动部件，设置于所述设备主体底部，用于执行与控制指令匹配的运动操作，并在运动时带动所述设备主体进行位置移动；
46.存储器，设置于所述设备主体，用于至少存储一组计算机指令集；
47.处理器，设置于所述设备主体，用于通过执行所述存储器中存储的所述指令集，实现如上文任一项所述的处理方法，基于所述处理方法以所述智能设备为导航对象进行导航。
48.可选的，所述运动部件为足式运动部件。
49.由以上方案可知，本技术公开一种处理方法、装置和智能设备，该方法确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置，多分层环境的不同分层之间至少通过具备相应倾斜度的连接结构连接，并确定当前位置所属的当前分层与导航目标位置所属的目标分层是否为多分层环境的同一分层；若非同一分层，基于为多分层环境构建的三维地图及为多分层环境的不同分层在三维地图上设置的统一导航参考系，将导航对象从当前分
层导航至目标分层，以在目标分层将导航对象导航至导航目标位置；若为同一分层，基于三维地图及统一导航参考系，将导航对象从当前位置导航至导航目标位置。
附图说明
50.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
51.图1是本技术提供的处理方法的流程示意图；
52.图2是本技术提供的跨楼层导航场景示例图；
53.图3是本技术提供的基于三维地图及统一导航参考系，将导航对象从当前分层导航至目标分层的流程图；
54.图4是本技术提供的确定从当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径的流程图；
55.图5是本技术提供的对足式机器人进行跨楼层导航的示例性流程图；
56.图6是本技术提供的基于高程约束的3d路径规划的一种实现流程图；
57.图7是本技术提供的处理装置的组成结构图；
58.图8是本技术提供的智能设备的组成结构图。
具体实施方式
59.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
60.本技术实施例公开一种处理方法、装置和智能设备，主要用于解决多分层环境中的导航问题。
61.该处理方法可应用于智能设备中，所述的智能设备为具备智能处理功能且拥有运动部件的设备，能够随运动部件的运动而发生位置移动。
62.运动部件可以是但不限于足式运动部件。
63.典型的，智能设备为具备足式运动部件的足式机器人，当将本技术公开的处理方法应用于智能设备(如足式机器人)进行导航应用时，智能设备是用于执行本技术方法所对应的导航处理逻辑的执行器，同时也是导航环境中待基于导航而移动至导航目标位置的导航对象。
64.本技术方法所针对的导航环境，主要为包含多个分层的多分层环境，多分层环境的不同分层之间至少通过具备相应倾斜度的连接结构连接。且多分层环境中每相邻分层之间的能用于将两个相邻分层连通的连接结构的个数，可以为一个或多个，不作限制。
65.多分层环境中，除了最底层和最顶层，每个分层包含至少一个上出入口和至少一个下出入口。分层对应的上出入口，用于通过对应的连接结构通往分层的上层；分层对应的下出入口，用于通过对应的连接结构通往分层的下层。容易理解，多分层环境中的最底层，
包含至少一个能用于通往其上层的上出入口，最顶层则包含至少一个能用于通往其下层的下出入口。
66.其中，多分层环境可以是具备多层物理实体结构的实体多分层环境，如包含多个楼层的楼体，该情况下，多分层环境的不同分层之间的连接结构，可以为不同楼层之间的步梯(楼梯)，步梯可以但不限于是“之”字构型，单一斜面构型，或螺旋构型。分层对应的上出入口、下出入口，则可以分别为楼层的用于通往其上层的楼梯口和用于通往其下层的楼梯口。
67.但不限于此，多分层环境还可以是具备多层虚拟结构的虚拟多分层环境，可以但不限于是游戏或仿真等应用场景中，所搭建的由多个虚拟分层构成的多分层环境。多个虚拟分层间的连接结构相应为虚拟的连接结构，同样可以但不限于为“之”字构型，单一斜面构型，或螺旋构型。分层对应的上出入口、下出入口相应为游戏或仿真等应用场景中不同分层之间的虚拟出入口。
68.本技术实施例将主要以对导航对象在多楼层中进行导航为例，进行方案说明。
69.参见图1所示的处理方法流程图，本技术提供的处理方法包括如下处理过程：
70.步骤101、确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置。
71.在对导航对象进行导航之前，可获取预先构建的导航环境即多分层环境对应的三维地图(3d，three-dimensional)，或实时感知多分层环境的环境信息并构建对应的三维地图，不做限制。
72.可选的，具体可基于多线激光雷达，深度相机等传感器对多分层环境进行环境感知，并使用即时定位与地图构建(slam，simultaneous localization and mapping)技术，实时构建多分层环境对应的三维地图。
73.本技术还在多分层环境的三维地图上设置用于导航的统一导航参考系，该统一导航参考系，通用于多分层环境的不同分层之间以及每一分层内部的导航过程。
74.参见图2，为本技术实施例提供的一跨楼层导航场景示例图，其中包括整个楼体全楼层的3d地图及全局坐标系{g}，fn(n＝1，2，3
……
)表示楼体的第n层，全局坐标系{g}为空间坐标系，表示全楼层3d地图的参考系，同时也是各楼层在3d地图中的统一导航参考系。un表示第n层步梯的上出入口，dn表示第n层步梯的下出入口，步梯的构型可以是图示的“之”字构造，也可以是单一斜面构造，还可以是螺旋构造。
75.在获得多分层环境对应的三维地图，及不同分层在该三维地图上对应的统一导航参考系的基础上，可基于多分层环境的三维地图及设置的统一导航参考系，对导航对象如足式机器人进行导航。
76.其中，首先确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置，以便对导航对象进行导航路径规划及基于所规划路径的位置移动。
77.可选的，可基于为多分层环境构建的三维地图及设置的统一导航参考系，并结合定位技术，在多分层环境中对导航对象进行定位，进而根据定位所得的当前位置信息确定导航对象的当前位置。在初始导航时，导航对象对应的当前位置即为导航起始位置。实际应用中，也可以通过信息配置直接给出导航起始位置的位置信息，不做限制。
78.对于导航目标位置，则可基于配置的导航目标位置信息来确定。
79.其中，导航对象的当前位置信息和导航目标位置信息，分别至少包括所属分层的
分层信息及在所属分层中对应的三维位置信息。可选的，导航目标位置信息还可以包括导航对象的朝向信息。
80.以多分层环境为包含多楼层的楼体为例，可将导航对象的当前位置信息表示为(fc，xc，yc，zc)，其中，fc表示导航对象当前所处的楼层，(xc，yc，zc)表示导航对象在当前楼层对应的空间位置信息。导航目标位置信息则可表示为(f，x，y，z，θ)，其中，f表示导航目标位置所处的楼层，(x，y，z)表示导航目标位置在所处楼层对应的空间位置信息，θ表示导航对象在导航目标位置所需的朝向，可以但不限于表示为与导航参考系{g}中x，y，z三个坐标轴间的夹角的形式。
81.具体可在智能设备如足式机器人等导航对象的智能导航部(可以包括存储器及运行有相关导航算法的处理器)，通过定位处理、配置信息读取等方式，确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置。
82.步骤102、确定导航对象的当前位置所属的当前分层与导航目标位置所属的目标分层是否为多分层环境的同一分层。
83.在确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置之后，进一步确定导航对象的当前位置所属的当前分层与导航目标位置所属的目标分层是否为多分层环境的同一分层，以判定是否需对导航对象进行跨分层导航，如是否需要对足式机器人进行跨楼层导航。
84.步骤103、若非同一分层，基于为多分层环境构建的三维地图及为多分层环境的不同分层在三维地图上设置的统一导航参考系，将导航对象从当前分层导航至目标分层，以在目标分层将导航对象导航至导航目标位置。
85.如果导航对象的当前位置所属的当前分层与导航目标位置所属的目标分层未处于同一分层，表征需对导航对象进行跨分层导航，该情况下，首先基于为多分层环境构建的三维地图及为多分层环境的不同分层在三维地图上设置的统一导航参考系，将导航对象从当前分层跨分层导航至目标分层，之后，进一步在目标分层将导航对象导航至导航目标位置。
86.结合参见图3，基于三维地图及统一导航参考系，将导航对象从当前分层导航至目标分层的过程，可进一步实现为：
87.步骤301、基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将导航对象从当前位置导航至当前分层的第一出入口。
88.对于跨分层导航，本技术实施例利用具备运动部件的智能设备的通过性，通过攀爬具备倾斜度的连接结构来实现，如对于跨楼层导航，利用足式机器人的通过性通过攀爬步梯，实现对足式机器人的跨楼层导航，以避免对电梯的使用，进而避免因向机器人开放电梯控制协议导致为电梯的安全运行带来隐患。
89.基于此，在对导航对象跨分层导航时，首先将导航对象从其当前分层的当前位置导航至当前分层的第一出入口，以便为基于攀爬步梯等具备倾斜度的连接结构作准备。
90.其中，当前分层的第一出入口，为当前分层包含的能用于通过具备倾斜度的相应连接结构通往目标分层的出入口。
91.如果目标分层处于当前分层的上层，则当前分层的第一出入口具体为当前分层包含的能用于通过相应连接结构通往目标分层的上出入口，该情况下，本步骤具体将导航对
象从当前位置导航至当前分层的上出入口；反之，如果目标分层处于当前分层的下层，则当前分层的第一出入口具体为当前分层包含的能用于通过相应连接结构通往目标分层的下出入口，该情况下，本步骤具体将导航对象从当前位置导航至当前分层的下出入口。
92.参见图2的示例，假设当前分层为多楼层中的f2，若目标分层为f3，则当前分层的第一出入口为f2的上出入口u2，相应将足式机器人从其当前位置导航至f2的上出入口u2；若目标分层为f1，则当前分层的第一出入口为f2的下出入口d2，相应将足式机器人从其当前位置导航至f2的下出入口d2。
93.将导航对象从当前位置导航至当前分层的第一出入口的过程，属于同一分层的导航过程，可通过2d导航方式进行2d路径规划而实现，或者也可以通过本技术实施例后文提供的基于高程约束的3d导航方式，进行带高程约束的3d路径规划而实现，不做限制。
94.步骤302、基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从当前分层的第一出入口至目标分层的第二出入口的导航路径。
95.目标分层的第二出入口，为目标分层包含的能用于通过具备倾斜度的相应连接结构通往所述当前分层的出入口。
96.若目标分层处于导航对象的当前分层的上层，则目标分层的第二出入口，为目标分层的能用于通过相应连接结构通往所述当前分层的下出入口，则具体可确定从当前分层的上出入口至目标分层的下出入口的导航路径；若目标分层处于导航对象的当前分层的下层，则目标分层的第二出入口，为目标分层的能用于通过相应连接结构通往所述当前分层的上出入口，则具体可确定从当前分层的下出入口至目标分层的上出入口的导航路径。
97.承接图2的示例，假设当前分层为多楼层中的f2，若目标分层为f3，则确定f2的上出入口u2至f3的下出入口d3的导航路径；若目标分层为f1，则确定f2的下出入口d2至f1的上出入口u1的导航路径。
98.针对跨分层导航，如跨楼层导航，本技术实施例提供了一种基于高程约束的3d导航方式。在基于高程约束的3d导航方式下，具体基于多分层环境对应的三维地图、设置的统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从当前分层的第一出入口至目标分层的第二出入口的导航路径。其中，所确定出的导航路径，为跨分层的导航路径，具体为带高程约束的跨分层3d路径。
99.关于高程约束条件、约束面等将于后文详细说明。
100.步骤303、按照所述导航路径，将导航对象从当前分层的第一出入口导航至目标分层的第二出入口。
101.之后，进一步按照当前分层的第一出入口至目标分层的第二出入口的导航路径，即确定出的带高程约束的跨分层3d路径，对导航对象进行跨分层导航，使其从多分层环境的当前分层的第一出入口移动至目标分层的第二出入口，如从f2的上出入口u2移动至f3的下出入口d3，以便于进一步在目标分层将导航对象导航至导航目标位置。
102.其中，具体可基于本技术实施例提出的带高程约束的3d导航方式，将步骤302-303实现为如下11)-13)的处理过程：
103.11)基于多分层环境对应的三维地图、设置的统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径。
104.所述相邻分层为当前分层在通往目标分层的方向上对应的相邻分层。如图2的示
例中，在当前分层为f2情况下，若目标分层为f3或f3之上的f4、f 5
…
等，则当前分层f2对应的所述相邻分层为f3。若目标分层为f1，则当前分层f2对应的所述相邻分层为f1。
105.参见图4，该步骤11)可进一步实现为：
106.步骤401、将所述当前分层的第一出入口作为基准位置。
107.步骤402、基于所述三维地图和所述统一导航参考系确定所述基准位置的各个相邻位置。
108.可选的，具体可确定基准位置的四邻域对应的四个相邻位置，或确定基准位置的八邻域对应的八个相邻位置，不做限制，可结合处理性能、导航精度等不同方面的要求而定。本技术实施例优选采用基准位置的八邻域对应的八个相邻位置进行导航路径规划。
109.步骤403、从所述基准位置的各个相邻位置中，确定与对应约束面之间的高程满足所述高程约束条件、与所述当前分层的第一出入口和所述相邻分层的第二出入口之间的距离满足距离条件的目标相邻位置。
110.可选的，高程约束条件包括导航对象站立情况下的重心高度对应的上阈值和下阈值，具体用于通过包含的上阈值和下阈值，来指示目标对象相对于约束面需满足的高程范围，高程约束条件指示的高程范围的高程上限值和高程下限值，相应分别为导航对象站立情况下的重心高度对应的上阈值和下阈值。
111.通过设置的高程约束条件，使得在3d路径规划过程中，将导航对象相对于约束面的高程，限制在高程约束条件指示的高程范围内，以此保障高程不可控的执行器如足式机器人等导航对象在跨越多分层时的移动有效性(若导航对象相对于约束面的高程不属于高程范围，例如超出高程范围中的高程上限值，则只有通过飞行或类似方式才能实现，对于足式机器人等高程不可控的执行器来说，是不可行的，容易理解，如果低于高程上限值同样不可行)
112.需要说明，导航对象站立情况下的重心高度，是以导航对象的站立面为参考平面而定的，具体是指导航对象站立情况下的重心位置到其站立面的距离。
113.约束面则为导航对象的当前位置所站立的空间平面或空间曲面，基准位置的相邻位置与其对应约束面之间的高程，相应是指该相邻位置到其站立面的距离。对于跨楼层导航来说，约束面具体为楼体中的各个台阶分别对应的空间平面或空间曲面。其中，对于“之”字形楼梯，本技术实施例视其为一个分段平面，并建模为分段平面方程来简化地描述楼梯平面，对于螺旋形楼梯视其为一个螺旋曲面，并建模为对应的螺旋曲面方程来描述螺旋形楼梯曲面。对于单斜坡楼梯，则直接用一个平面方程对其进行表示。
114.上述的距离条件，可以但不限于设置为如下的任意一种：
115.条件一：与当前分层的第一出入口和所述相邻分层的第二出入口之间的距离和值，为基准位置的各个相邻位置分别对应的所述距离和值中的最小值；
116.条件二：与当前分层的第一出入口和所述相邻分层的第二出入口之间的距离和值，为基准位置的各个相邻位置分别对应的所述距离和值中的top
_
k。
117.其中，k为正整数，且k小于基准位置对应的各个相邻位置的数量。
118.本步骤基于设定的高程约束条件和距离条件，从当前的基准位置对应的各个相邻位置中，择优选取出一目标相邻位置，并将其纳入导航路径，也就是说，将选取的符合上述两种条件的目标相邻位置作为导航路径上的一个位置点。
119.步骤404、确定所述目标相邻位置是否为所述相邻分层的第二出入口；若否，执行步骤405；若是，执行步骤406。
120.步骤405、基于所述目标相邻位置更新所述基准位置，并循环至步骤402。
121.也即，在当前确定出的目标相邻位置不是所述相邻分层的第二出入口情况下，进一步将基准位置更新为当前确定出的目标相邻位置，并针对更新后的基准位置，循环执行步骤402及其之后的步骤流程。
122.步骤406、将按序确定出的各个目标相邻位置构成的路径作为所述导航子路径。
123.在基于高程约束的3d导航路径规划过程中，结合参见图4所示流程，本技术实施例基于设定的高程约束条件和距离条件，从当前的基准位置对应的各个相邻位置中，择优选取出一目标相邻位置，将其纳入导航路径，并基于迭代思想，将基准位置更新为当前确定出的目标相邻位置展开下一跳的目标相邻位置的筛选，以此不断使筛选的目标相邻位置向当前分层的所述相邻分层(当前分层在通往目标分层方向上对应的相邻分层)的第二出入口逼近，直至筛选出的目标相邻位置为该相邻分层的第二出入口时，得到由按序确定出的各个目标相邻位置构成的路径，该路径即为当前分层的第一出入口至所述相邻分层的第二出入口的导航子路径。
124.12)按照所述导航子路径，将导航对象从当前分层的第一出入口导航至所述相邻分层的第二出入口。
125.13)确定所述相邻分层是否为目标分层，若否，基于所述相邻分层更新所述当前分层，并循环至确定从当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径的步骤，直至所述相邻分层为目标分层时结束。
126.在通过上述处理过程，将导航对象从当前分层的第一出入口导航至目标分层的第二出入口之后，可进一步在目标分层，将导航对象从目标分层的第二出入口导航至目标导航位置，该导航过程为同一分层内的导航，具体可通过2d导航方式进行2d路径规划而实现，或者也可以通过本技术实施例提供的基于高程约束的3d导航方式进行带高程约束的3d路径规划而实现。
127.步骤104、若为同一分层，基于为多分层环境构建的三维地图及上述统一导航参考系，将导航对象从当前位置导航至导航目标位置。
128.如果导航对象的当前位置所属的当前分层与导航目标位置所属的目标分层处于同一分层，则无需对导航对象进行跨分层导航，该情况下，可直接在当前分层将导航对象从其当前位置导航至目标导航位置。
129.该导航过程同样属于同一分层内的导航，具体可通过2d导航方式进行2d路径规划而实现，或者也可以通过本技术实施例提供的基于高程约束的3d导航方式，进行带高程约束的3d路径规划而实现，不做限制。
130.其中，在导航目标位置信息包含朝向信息的情况下，除了将导航对象通过导航过程移动至导航目标位置，还控制导航对象处于导航目标位置时的朝向状态与朝向信息指示的朝向相一致。
131.综上所述，本技术实施例的处理方法，针对包含多个分层的多分层环境，通过为其构建三维地图，并在三维地图上设置用于导航的统一导航参考系，可使得多分层环境下，能够使用同一个3d地图并共用使用同一个导航参考系对导航对象进行导航，在建图时无需特
殊处理即可保证导航参考系的全局一致性，且不同分层之间无需进行导航地图的切换与重加载，便于快速、高效的展开导航，并降低了因地图加载错误而引发导航失败的风险。同时，本技术利用智能设备的通过性通过攀爬不同分层之间具备倾斜度的连接结构(如利用足式机器人的通过性攀爬步梯)，实现在不同分层间进行基于导航的位置移动，无需对多分层环境进行改造，也无需开放电梯控制权限，避免了开放电梯控制协议为电梯运行带来的安全隐患。
132.另外，本技术通过将智能设备在多分层环境中的跨分层位置移动过程，当作3d导航问题来处理，可使智能设备(如足式机器人)能够以自然导航方式通过多种常见构型的连接结构(如多种构型的步梯)，进一步解决了2d导航方式所存在应用场景受限的问题。
133.为便于理解，以下进一步结合图2的跨楼层导航场景，提供本技术处理方法的一应用示例。
134.该示例具体在图2所示的跨楼层导航场景中对足式机器人(简称“机器人”)进行跨楼层导航，结合参见图5所示的导航流程，其中，首先给定足式机器人的导航目标点信息，该信息包含目标楼层信息f，目标点的位置坐标(x，y，z)，以及朝向θ。
135.在此基础上，导航流程主要包括三种情况：
136.(一)导航目标点位于机器人当前位置所处楼层的下层
137.对应的导航过程包括：
138.a1)将机器人导航至当前楼层的步梯下出入口区域dc；
139.a2)使用带高程约束的3d路径规划方式获取dc到下一楼层步梯的上出入口区域uc-1的参考路径(导航路径)，并控制机器人沿着参考路径运动至uc-1区域；
140.a3)继续判断机器人目前所在楼层是否为导航目标点所属的目标楼层，若是，将机器人导航至目标位置，导航任务结束；若否，则将机器人导航至目前所在楼层的步梯下出入口区域，重复上述过程，直至机器人到达目标楼层，则在目标楼层将机器人导航至导航目标点对应的目标位置。
141.(二)导航目标点位于机器人当前位置所处楼层的上层
142.对应的导航过程包括：
143.b1)将机器人导航至当前楼层的步梯上出入口区域uc；
144.b2)使用带高程约束的3d路径规划方式获取uc到上一楼层步梯的下出入口区域dc+1的参考路径(导航路径)，并控制机器人沿着参考路径运动至dc+1区域；
145.b3)继续判断机器人目前所在楼层是否为导航目标点所属的目标楼层，若是，将机器人导航至目标位置，导航任务结束；若否，则将机器人导航至目前所在楼层的步梯上出入口区域，重复上述过程，直至机器人到达目标楼层，则在目标楼层将机器人导航至导航目标点对应的目标位置。
146.(三)导航目标点位于机器人当前位置所处楼层
147.直接将机器人从当前位置导航至导航目标点对应的目标位置，即可完成导航任务。
148.该示例同时提供了带高程约束的3d路径规划的一种实施方式，实际应用中，可基于该方式在多分层环境的相邻分层之间进行带高程约束的3d路径规划，并通过迭代该过程，将导航对象从其所处的当前分层导航至导航目标位置所处的目标分层。
149.该实施方式同样以包含多楼层的楼体作为多分层环境，并将多楼层中的每个空间位置定义为一个节点，其中节点具体是指以图2中的全局参考系{g}(也即统一导航参考系)为原点，按照预定分辨率划分的空间网格，表示为ni＝(xi,yi,zi)，并定义节点的优先级及节点相对于约束面的高程，节点的优先级与节点到导航对象起点的距离和节点到终点(导航目标位置)的估计距离相关，本实施方式中，直接采用节点到起点的距离与节点到终点的估计距离之和表征节点的优先级，距离和值越小，优先级越高，反之，则越低，0为最高优先级。采用d(f，ni)表示节点ni相对于约束面f(x，y，z)的高程，具体为节点ni到约束面f(x，y，z)的距离，该距离计算方法依约束方程而定。
150.另外，针对基于高程约束的3d路径规划，还提供两个用于存放节点信息的集合：开集so和闭集sc，在此基础上，基于高程约束的3d路径规划流程如图6所示，主要包括：
151.c1)给定机器人起点s，终点e，高程约束cmin和cmax，约束面对应的约束方程f(x，y，z)；
152.其中，cmin和cmax表示机器人站立情况下重心高度的下阈值和上阈值，约束方程f(x，y，z)具体为约束面的数学表示，起点s和终点e分别为机器人在导航起始时的位置与导航目标位置。
153.c2)初始化开集so和闭集sc为空，将起点s加入开集并设置其优先级为0；
154.c3)在开集中选择优先级最高的节点n，在其与终点e非同一节点情况下，将该节点n移动至闭集；
155.c4)遍历该节点n的八领域相邻位置节点，若当前相邻节点ni未在闭集且未在开集中，判断当前相邻节点ni相对于约束面的高程(即到约束面的距离)是否满足高程约束；
156.c5)若当前相邻节点ni在闭集或在开集中，或未在闭集且未在开集中但不满足高程约束，则跳过该节点ni；
157.c6)若当前相邻节点ni未在闭集且未在开集中，并且满足高程约束，将节点n设置为当前相邻节点ni的父节点，并计算该节点ni的优先级，将该节点ni(及其优先级信息)加入开集so中，在完成节点n的所有相邻节点的遍历后，针对更新后的开集，循环至步骤c3)，直至开集so中优先级最高的节点n为终点e时，根据闭集中各节点间的父子关系，从开集so中当前优先级最高的节点n回溯至起点s，即得到带高程约束的3d路径规划结果。
158.综上，本示例提出的带高程约束的3d路径规划方式，可使得足式机器人能够以自然导航方式通过多种常见构型的步梯，且多楼层使用同一个3d地图进行导航，共用同一个导航参考系，在建图时无需特殊处理即可保证导航参考系的全局一致性，另外，利用足式机器人的通过性走步梯跨越楼层，无需对环境进行改造，也无需开放电梯控制权限，避免了因向机器人开放电梯控制协议为电梯的安全运行带来的隐患
159.对应于上述的处理方法，本技术实施例还提供一种处理装置，参见图7，该装置包括：
160.第一确定单元701，用于确定导航对象在多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置；所述多分层环境的不同分层之间至少通过具备相应倾斜度的连接结构连接；
161.第二确定单元702，用于确定所述当前位置所属的当前分层与所述导航目标位置所属的目标分层是否为所述多分层环境的同一分层；
162.第一导航单元703，用于在所述当前分层与所述目标分层非同一分层情况下，基于
为所述多分层环境构建的三维地图及为所述多分层环境的不同分层在所述三维地图上设置的统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前分层导航至所述目标分层，以在所述目标分层将所述导航对象导航至所述导航目标位置；
163.第二导航单元704，用于在所述当前分层与所述目标分层为同一分层情况下，基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述导航目标位置。
164.在一实施方式中，第一确定单元701，具体用于：
165.获得在所述多分层环境中基于所述三维地图和所述统一导航参考系对所述导航对象进行定位所得的当前位置信息，及配置的导航目标位置信息；
166.根据获得的所述当前位置信息和所述导航目标位置信息，确定导航对象在所述多分层环境中对应的当前位置与导航目标位置；
167.其中，所述当前位置信息和所述导航目标位置信息分别至少包括所属分层的分层信息及在所属分层中对应的三维位置信息。
168.在一实施方式中，第一导航单元703，具体用于：
169.基于所述三维地图及所述统一导航参考系，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的第一出入口；
170.基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口的导航路径；
171.按照所述导航路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述目标分层的第二出入口；
172.其中，所述当前分层的第一出入口为所述当前分层包含的能用于通过相应连接结构通往所述目标分层的出入口，所述目标分层的第二出入口为所述目标分层包含的能用于通过所述相应连接结构通往所述当前分层的出入口。
173.在一实施方式中，第一导航单元703，在将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的第一出入口时，具体用于：
174.若所述目标分层处于所述当前分层的上层，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的上出入口；
175.若所述目标分层处于所述当前分层的下层，将所述导航对象从所述当前位置导航至所述当前分层的下出入口；
176.第一导航单元703，在确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口的导航路径时，具体用于：
177.若所述目标分层处于所述当前分层的上层，确定从所述当前分层的上出入口至所述目标分层的下出入口的导航路径；
178.若所述目标分层处于所述当前分层的下层，确定从所述当前分层的下出入口至所述目标分层的上出入口的导航路径；
179.其中，分层对应的上出入口，用于通过对应的连接结构通往所述分层的上层；分层对应的下出入口，用于通过对应的连接结构通往所述分层的下层。
180.在一实施方式中，第一导航单元703，在基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至所述目标分层的第二出入口
的导航路径；按照所述导航路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述目标分层的第二出入口时，具体用于：
181.基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径；所述相邻分层为所述当前分层在通往所述目标分层的方向上对应的相邻分层；
182.按照所述导航子路径，将所述导航对象从所述当前分层的第一出入口导航至所述相邻分层的第二出入口；
183.确定所述相邻分层是否为所述目标分层，若否，基于所述相邻分层更新所述当前分层，并循环至确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径的步骤，直至所述相邻分层为所述目标分层时结束。
184.在一实施方式中，第一导航单元703，在基于所述三维地图、所述统一导航参考系及预设的高程约束条件，确定从所述当前分层的第一出入口至相邻分层的第二出入口的导航子路径时，具体用于：
185.将所述当前分层的第一出入口作为基准位置；
186.基于所述三维地图和所述统一导航参考系确定所述基准位置的各个相邻位置；
187.从所述基准位置的各个相邻位置中，确定与对应约束面之间的高程满足所述高程约束条件、与所述当前分层的第一出入口和所述相邻分层的第二出入口之间的距离满足距离条件的目标相邻位置；所述约束面为所述导航对象的当前位置所站立的空间平面或空间曲面；
188.确定所述目标相邻位置是否为所述相邻分层的第二出入口；
189.若否，基于所述目标相邻位置更新所述基准位置，并循环至基于所述三维地图和所述统一导航参考系确定所述基准位置的各个相邻位置的步骤，直至确定出的目标相邻位置为所述相邻分层的第二出入口时，将按序确定出的各个目标相邻位置构成的路径作为所述导航子路径。
190.在一实施方式中，高程约束条件包括所述导航对象站立情况下的重心高度对应的上阈值和下阈值。
191.对于本技术实施例公开的处理装置而言，由于其与上文方法实施例公开的处理方法相对应，所以描述的比较简单，相关相似之处请参见上文方法实施例的说明即可，此处不再详述。
192.本技术实施例还提供一种智能设备，参见图8示出的该智能设备的组成结构图，具体包括：
193.设备主体801；
194.运动部件802，设置于设备主体底部，用于执行与控制指令匹配的运动操作，并在运动时带动设备主体进行位置移动；
195.存储器803，设置于设备主体，用于至少存储一组计算机指令集；
196.处理器804，设置于设备主体，用于通过执行存储器中存储的指令集，实现如上文实施例公开的处理方法，基于该处理方法以智能设备为导航对象进行导航。
197.运动部件可以但不限于为足式运动部件，相应的，智能设备具体可以但不限于是足式机器人。
198.在多分层环境中，智能设备可通过利用其处理器，运行本技术的处理方法对应的导航处理逻辑，在不同分层之间进行基于高程约束的3d路径规划，并基于规划的路径向运动部件下发动作控制指令，使其通过执行对应的动作带动设备主体进行位置移动，以此实现对智能设备在多分层环境中跨分层导航。其详细实现过程及产生的技术效果可参阅上文关于方法部分的说明，不再详述。
199.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
200.为了描述的方便，描述以上系统或装置时以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
201.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说做出创造性贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
202.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语是用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
203.以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。