一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质与流程

1.本技术涉及楼宇机器人导航定位技术领域，具体而言，涉及一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质。


背景技术：

2.现有的楼宇机器人利用电梯到不同楼层执行任务时，需要用slam技术建立不同楼层的地图，不同楼层的地图建图起点可能会有所不同，导致机器人在电梯中切换地图后的需要重新初始化。而利用顶部的二维码进行初始化，需要增加额外的二维码设备和识别二维码设备，增加额外的部署成本和机器人成本，而缺乏一种可靠有效的可适配不同楼宇的自主导航定位手段。
3.针对上述问题，目前亟待有效的技术解决方案。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质，可以通过构建楼宇地图，标定机器人起始位置，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，实现楼宇机器人能够适配不同楼宇进行自主导航定位技术。
5.本技术实施例还提供了一种楼宇机器人自主导航定位方法，包括：
6.构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；
7.接收任务信息，确定任务目的地位置信息；
8.获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；
9.机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；
10.判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
11.若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。
12.可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，所述构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，包括：
13.获取电梯位置与电梯参数信息；
14.根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；
15.移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图；
16.建图完成后，定为基础图；
17.机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；
18.根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；
19.根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；
20.将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。
21.可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，所述构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，还包括：
22.采集楼宇不同楼层的图像信息，构建楼宇三维点云地图；
23.对三维点云地图进行降采样滤波，得到滤波后的三维点云数据；
24.采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差；
25.根据各个楼层的高度差与滤波后的三维点云数据进行多楼层地图拼接，进行楼宇三维点云地图的重构。
26.可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，所述采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差，包括：
27.采集空气分子质量参数、重力加速度、气体常数、温度信息计算当前所处位置的气压，根据当前所处位置的气压建立高度与气压之间的关系，关系式如下：
[0028][0029]
其中p(n)表示高度与气压之间的关系，p0表示标准大气压，e表示指数函数，m表示空气分析质量，g表示重力加速度，n表示海拔高度，k表示气体常数，t表示温度信息；
[0030]
根据气压与高度的关系式计算各个楼层的高度差。
[0031]
可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，所述获取电梯位置与电梯参数信息，根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置，移动机器人进入电梯中心点位置，包括：
[0032]
获取电梯参数信息，得到电梯门尺寸信息，建立电梯门平面坐标系；
[0033]
根据电梯门尺寸信息建立中位线，沿电梯高度方向设定多个中位线标志点；
[0034]
将中位线标志点转换至平面坐标系内，形成中位线标志点坐标；
[0035]
电梯开门时，实时获取电梯两侧侧门边缘线移动位置信息；
[0036]
将中位线标志点坐标与侧门边缘线移动位置信息进行计算，得到电梯门开度信息；
[0037]
当电梯门开度大于预设开度时，控制机器人进入电梯。
[0038]
可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，所述获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；包括：
[0039]
根据全方位空间地图进行获取机器人位置信息与目的地位置信息；
[0040]
将机器人的参数信息及当前运动位姿信息输入路径规划模型，生成最优路径，
[0041]
机器人按照预设的运动信息沿最优路径进行移动；
[0042]
移动过程中实时采集当前位姿数据，并将当前位姿数据与预设位姿信息进行比较，得到位姿偏差率；
[0043]
判断所述位姿偏差率是否大于预设偏差率；
[0044]
若大于，则对机器人预设的运动信息进行调整；
[0045]
其中，机器人的位姿数据记为(x,y,θ)，其中x表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的x轴移动数据，y表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的y轴移动数据，θ表示机器人在移动过程中航向角度数据，机器人的位姿数据计算公式如下：
[0046][0047]
其中，λ表示机器人移动速度修正值；v1表示机器人左轮驱动速度，v2表示机器人右驱动速度，θ
t
表示t时刻下的机器人航向角度，θ
t+
△
t
表示机器人从t时刻经过
△
t时间后的机器人航向角度。
[0048]
可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位方法中，还包括：获取目的地位置信息，根据全方位空间地图与各个楼层的高度差，计算目的地楼层信息；
[0049]
采集电梯操作面板图像信息，提取操作按键区域，获取操作按键数字信息；
[0050]
根据目的地楼层信息，控制机器人按下对应楼层的操作按键数字，使机器人到达对应楼层进行任务执行。
[0051]
第二方面，本技术实施例提供了一种楼宇机器人自主导航定位系统，该系统包括：存储器及处理器，所述存储器中包括楼宇机器人自主导航定位方法的程序，所述楼宇机器人自主导航定位方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
[0052]
构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；
[0053]
接收任务信息，确定任务目的地位置信息；
[0054]
获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；
[0055]
机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；
[0056]
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
[0057]
若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。
[0058]
可选地，在本技术实施例所述的楼宇机器人自主导航定位系统中，获取电梯位置与电梯参数信息；
[0059]
根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；
[0060]
移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图；
[0061]
建图完成后，定为基础图；
[0062]
机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；
[0063]
根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；
[0064]
根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；
[0065]
将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。
[0066]
第三方面，本技术实施例还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中包括楼宇机器人自主导航定位方法程序，所述楼宇机器人自主导航定位方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的楼宇机器人自主导航定位方法的步骤。
[0067]
由上可知，本技术实施例提供的一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质，通过构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；接收任务信息，确定任务目的地位置信息；获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端；通过楼宇机器人能够适配不同楼宇进行自主导航定位。
[0068]
本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0069]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0070]
图1为本技术实施例提供的楼宇机器人自主导航定位方法的流程图；
[0071]
图2为本技术实施例提供的楼宇机器人自主导航定位方法的楼宇全方位空间地图构建流程图；
[0072]
图3为本技术实施例提供的楼宇机器人自主导航定位方法的楼宇三维点云地图重构流程图；
[0073]
图4为本技术实施例提供的楼宇机器人自主导航定位方法的无人机位姿判断方法流程图；
[0074]
图5为本技术实施例提供的楼宇机器人自主导航定位系统的结构示意图。
具体实施方式
[0075]
下面将结合本技术实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做
出创造性劳动的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。
[0076]
应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0077]
请参照图1，图1是本技术一些实施例中的一种楼宇机器人自主导航定位方法的流程图。该楼宇机器人自主导航定位方法用于终端设备中，例如电脑、手机终端等。该楼宇机器人自主导航定位方法，包括以下步骤：
[0078]
s101，构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；
[0079]
s102，接收任务信息，确定任务目的地位置信息；
[0080]
s103，获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；
[0081]
s104，机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；
[0082]
s105，判断楼宇机器人自主导航定位偏差率是否大于预设偏差率阈值；
[0083]
s106，若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。
[0084]
需要说明的是，在进行多楼层建图时，保证起始位置一致，即地图原点一致，在电梯中切换目标楼层地图时，不需要额外的初始化，减少额外的部署成本和设备成本。
[0085]
进一步的，机器人需要在另外的楼层执行任务时，机器人召梯、进梯后，切换到目标楼层所对应的地图，此时切换地图前后的机器人在地图中的位置是一样的，不需要给定位姿来给定位模块进行初始化，在切换地图前的位置的基础下继续进行机器人的定位，保证定位的连续性和可靠性。
[0086]
请参照图2，图2是本技术一些实施例中的楼宇全方位空间地图构建流程图。根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，包括：
[0087]
s201，获取电梯位置与电梯参数信息，根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；
[0088]
s202，移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图，建图完成后，定为基础图；
[0089]
s203，机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；
[0090]
s204，根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；
[0091]
s205，根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；
[0092]
s206，将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。
[0093]
请参照图3，图3是本技术一些实施例中的楼宇三维点云地图重构流程图。根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，还包括：
[0094]
s301，采集楼宇不同楼层的图像信息，构建楼宇三维点云地图；
[0095]
s302，对三维点云地图进行降采样滤波，得到滤波后的三维点云数据；
[0096]
s303，采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差；
[0097]
s304，根据各个楼层的高度差与滤波后的三维点云数据进行多楼层地图拼接，进行楼宇三维点云地图的重构。
[0098]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差，包括：
[0099]
采集空气分子质量参数、重力加速度、气体常数、温度信息计算当前所处位置的气压，根据当前所处位置的气压建立高度与气压之间的关系，关系式如下：
[0100][0101]
其中p(n)表示高度与气压之间的关系，p0表示标准大气压，e表示指数函数，m表示空气分析质量，g表示重力加速度，n表示海拔高度，k表示气体常数，t表示温度信息；
[0102]
根据气压与高度的关系式计算各个楼层的高度差。
[0103]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位获取电梯位置与电梯参数信息，根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置，移动机器人进入电梯中心点位置，包括：
[0104]
获取电梯参数信息，得到电梯门尺寸信息，建立电梯门平面坐标系；
[0105]
根据电梯门尺寸信息建立中位线，沿电梯高度方向设定多个中位线标志点；
[0106]
将中位线标志点转换至平面坐标系内，形成中位线标志点坐标；
[0107]
电梯开门时，实时获取电梯两侧侧门边缘线移动位置信息；
[0108]
将中位线标志点坐标与侧门边缘线移动位置信息进行计算，得到电梯门开度信息；
[0109]
当电梯门开度大于预设开度时，控制机器人进入电梯。
[0110]
需要说明的是，电梯门分为电梯左门和电梯右门，中位线的建立，可以根据电梯左门与电梯右门关闭后的连接处作为中位线，当电梯打开时，电梯左门与电梯右门逐渐远离中位线，通过判断中位线上的标志点与电梯左门边缘或电梯右门边缘的距离进行判断电梯的开度是否能够容纳机器人进入，当可以容纳机器人进入时，此时控制机器人移动进入电梯内，防止机器人撞击电梯门，造成机器人或电梯门的损坏，提高机器人使用过程的安全性。
[0111]
请参照图4，图4是本技术一些实施例中的无人机位姿判断方法流程图。根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；包括：
[0112]
s401，根据全方位空间地图进行获取机器人位置信息与目的地位置信息；
[0113]
s402，将机器人的参数信息及当前运动位姿信息输入路径规划模型，生成最优路径，
[0114]
s403，机器人按照预设的运动信息沿最优路径进行移动；
[0115]
s404，移动过程中实时采集当前位姿数据，并将当前位姿数据与预设位姿信息进行比较，得到位姿偏差率；
[0116]
s405，判断楼宇机器人自主导航定位位姿偏差率是否大于预设偏差率；
[0117]
s406，若大于，则对机器人预设的运动信息进行调整；
[0118]
其中，机器人的位姿数据记为(x,y,θ)，其中x表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的x轴移动数据，y表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的y轴移动数据，θ表示机器人在移动过程中航向角度数据，机器人的位姿数据计算公式如下：
[0119][0120]
其中，λ表示机器人移动速度修正值；v1表示机器人左轮驱动速度，v2表示机器人右驱动速度，θ
t
表示t时刻下的机器人航向角度，θ
t+
△
t
表示机器人从t时刻经过
△
t时间后的机器人航向角度。
[0121]
根据本发明实施例，还包括：获取目的地位置信息，根据全方位空间地图与各个楼层的高度差，计算目的地楼层信息；
[0122]
采集电梯操作面板图像信息，提取操作按键区域，获取操作按键数字信息；
[0123]
根据目的地楼层信息，控制机器人按下对应楼层的操作按键数字，使机器人到达对应楼层进行任务执行。
[0124]
根据本发明实施例，还包括：获取电梯操作面板图像，将图像进行分割；
[0125]
提取电梯操作面板图像中的字符区域与非字符区域；
[0126]
将非字符区域进行剔除，然后对字符区域进行边缘提取，
[0127]
在进行字符区域边缘提取之前，首先对电梯操作面板图像进行高斯滤波平滑图像处理；
[0128]
建立高斯核方程，高斯核设定为奇数，通过高斯核对电梯操作面板图像进行卷积，获得平滑后的电梯操作面板图像；
[0129]
获取电梯操作面板图像各个像素的梯度幅值与方向，并对操作按键的字符进行区域识别定位。
[0130]
请参照图5，图5是本技术一些实施例中的一种楼宇机器人自主导航定位系统。第二方面，本技术实施例提供了一种楼宇机器人自主导航定位系统5，该系统包括：存储器51及处理器52，楼宇机器人自主导航定位存储器中包括楼宇机器人自主导航定位方法的程序，楼宇机器人自主导航定位方法的程序被楼宇机器人自主导航定位处理器执行时实现以下步骤：
[0131]
构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；
[0132]
接收任务信息，确定任务目的地位置信息；
[0133]
获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；
[0134]
机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实
时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；
[0135]
判断楼宇机器人自主导航定位偏差率是否大于预设偏差率阈值；
[0136]
若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。
[0137]
需要说明的是，在进行多楼层建图时，保证起始位置一致，即地图原点一致，在电梯中切换目标楼层地图时，不需要额外的初始化，减少额外的部署成本和设备成本。
[0138]
进一步的，机器人需要在另外的楼层执行任务时，机器人召梯、进梯后，切换到目标楼层所对应的地图，此时切换地图前后的机器人在地图中的位置是一样的，不需要给定位姿来给定位模块进行初始化，在切换地图前的位置的基础下继续进行机器人的定位，保证定位的连续性和可靠性。
[0139]
根据本发明实施例，获取电梯位置与电梯参数信息；
[0140]
根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；
[0141]
移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图；
[0142]
建图完成后，定为基础图；
[0143]
机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；
[0144]
根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；
[0145]
根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；
[0146]
将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。
[0147]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，还包括：
[0148]
采集楼宇不同楼层的图像信息，构建楼宇三维点云地图；
[0149]
对三维点云地图进行降采样滤波，得到滤波后的三维点云数据；
[0150]
采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差；
[0151]
根据各个楼层的高度差与滤波后的三维点云数据进行多楼层地图拼接，进行楼宇三维点云地图的重构。
[0152]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差，包括：
[0153]
采集空气分子质量参数、重力加速度、气体常数、温度信息计算当前所处位置的气压，根据当前所处位置的气压建立高度与气压之间的关系，关系式如下：
[0154][0155]
其中p(n)表示高度与气压之间的关系，p0表示标准大气压，e表示指数函数，m表示空气分析质量，g表示重力加速度，n表示海拔高度，k表示气体常数，t表示温度信息；
[0156]
根据气压与高度的关系式计算各个楼层的高度差。
[0157]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位获取电梯位置与电梯参数信息，根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置，移动机器人进入电梯中心点位置，包括：
[0158]
获取电梯参数信息，得到电梯门尺寸信息，建立电梯门平面坐标系；
[0159]
根据电梯门尺寸信息建立中位线，沿电梯高度方向设定多个中位线标志点；
[0160]
将中位线标志点转换至平面坐标系内，形成中位线标志点坐标；
[0161]
电梯开门时，实时获取电梯两侧侧门边缘线移动位置信息；
[0162]
将中位线标志点坐标与侧门边缘线移动位置信息进行计算，得到电梯门开度信息；
[0163]
当电梯门开度大于预设开度时，控制机器人进入电梯。
[0164]
需要说明的是，电梯门分为电梯左门和电梯右门，中位线的建立，可以根据电梯左门与电梯右门关闭后的连接处作为中位线，当电梯打开时，电梯左门与电梯右门逐渐远离中位线，通过判断中位线上的标志点与电梯左门边缘或电梯右门边缘的距离进行判断电梯的开度是否能够容纳机器人进入，当可以容纳机器人进入时，此时控制机器人移动进入电梯内，防止机器人撞击电梯门，造成机器人或电梯门的损坏，提高机器人使用过程的安全性。
[0165]
根据本发明实施例，楼宇机器人自主导航定位获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；包括：
[0166]
根据全方位空间地图进行获取机器人位置信息与目的地位置信息；
[0167]
将机器人的参数信息及当前运动位姿信息输入路径规划模型，生成最优路径，
[0168]
机器人按照预设的运动信息沿最优路径进行移动；
[0169]
移动过程中实时采集当前位姿数据，并将当前位姿数据与预设位姿信息进行比较，得到位姿偏差率；
[0170]
判断楼宇机器人自主导航定位位姿偏差率是否大于预设偏差率；
[0171]
若大于，则对机器人预设的运动信息进行调整；
[0172]
其中，机器人的位姿数据记为(x,y,θ)，其中x表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的x轴移动数据，y表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的y轴移动数据，θ表示机器人在移动过程中航向角度数据，机器人的位姿数据计算公式如下：
[0173][0174]
其中，λ表示机器人移动速度修正值；v1表示机器人左轮驱动速度，v2表示机器人右驱动速度，θ
t
表示t时刻下的机器人航向角度，θ
t+
△
t
表示机器人从t时刻经过
△
t时间后的机器人航向角度。
[0175]
根据本发明实施例，还包括：获取目的地位置信息，根据全方位空间地图与各个楼层的高度差，计算目的地楼层信息；
[0176]
采集电梯操作面板图像信息，提取操作按键区域，获取操作按键数字信息；
[0177]
根据目的地楼层信息，控制机器人按下对应楼层的操作按键数字，使机器人到达对应楼层进行任务执行。
[0178]
根据本发明实施例，还包括：获取电梯操作面板图像，将图像进行分割；
[0179]
提取电梯操作面板图像中的字符区域与非字符区域；
[0180]
将非字符区域进行剔除，然后对字符区域进行边缘提取，
[0181]
在进行字符区域边缘提取之前，首先对电梯操作面板图像进行高斯滤波平滑图像处理；
[0182]
建立高斯核方程，高斯核设定为奇数，通过高斯核对电梯操作面板图像进行卷积，获得平滑后的电梯操作面板图像；
[0183]
获取电梯操作面板图像各个像素的梯度幅值与方向，并对操作按键的字符进行区域识别定位。
[0184]
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，楼宇机器人自主导航定位可读存储介质中包括楼宇机器人自主导航定位方法程序，楼宇机器人自主导航定位方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项楼宇机器人自主导航定位的楼宇机器人自主导航定位方法的步骤。
[0185]
本发明公开的一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质，通过构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；接收任务信息，确定任务目的地位置信息；获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；判断楼宇机器人自主导航定位偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端；通过楼宇机器人能够适配不同楼宇进行自主导航定位。
[0186]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
[0187]
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0188]
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0189]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器
(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0190]
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，包括：构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；接收任务信息，确定任务目的地位置信息；获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。2.根据权利要求1所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，所述构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，包括：获取电梯位置与电梯参数信息；根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图；建图完成后，定为基础图；机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。3.根据权利要求2所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，所述构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息，还包括：采集楼宇不同楼层的图像信息，构建楼宇三维点云地图；对三维点云地图进行降采样滤波，得到滤波后的三维点云数据；采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差；根据各个楼层的高度差与滤波后的三维点云数据进行多楼层地图拼接，进行楼宇三维点云地图的重构。4.根据权利要求1所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，所述采集不同楼层的气压参数，根据气压参数计算各个楼层的高度差，包括：采集空气分子质量参数、重力加速度、气体常数、温度信息计算当前所处位置的气压，根据当前所处位置的气压建立高度与气压之间的关系，关系式如下：其中p(n)表示高度与气压之间的关系，p0表示标准大气压，e表示指数函数，m表示空气分析质量，g表示重力加速度，n表示海拔高度，k表示气体常数，t表示温度信息；根据气压与高度的关系式计算各个楼层的高度差。5.根据权利要求2所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，所述获取电梯位置与电梯参数信息，根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置，移动机器
人进入电梯中心点位置，包括：获取电梯参数信息，得到电梯门尺寸信息，建立电梯门平面坐标系；根据电梯门尺寸信息建立中位线，沿电梯高度方向设定多个中位线标志点；将中位线标志点转换至平面坐标系内，形成中位线标志点坐标；电梯开门时，实时获取电梯两侧侧门边缘线移动位置信息；将中位线标志点坐标与侧门边缘线移动位置信息进行计算，得到电梯门开度信息；当电梯门开度大于预设开度时，控制机器人进入电梯。6.根据权利要求3所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，所述获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；包括：根据全方位空间地图进行获取机器人位置信息与目的地位置信息；将机器人的参数信息及当前运动位姿信息输入路径规划模型，生成最优路径，机器人按照预设的运动信息沿最优路径进行移动；移动过程中实时采集当前位姿数据，并将当前位姿数据与预设位姿信息进行比较，得到位姿偏差率；判断所述位姿偏差率是否大于预设偏差率；若大于，则对机器人预设的运动信息进行调整；其中，机器人的位姿数据记为(x,y,θ)，其中x表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的x轴移动数据，y表示根据全方位空间地图建立世界坐标系的y轴移动数据，θ表示机器人在移动过程中航向角度数据，机器人的位姿数据计算公式如下：其中，λ表示机器人移动速度修正值；v1表示机器人左轮驱动速度，v2表示机器人右驱动速度，θ
t
表示t时刻下的机器人航向角度，θ
t+
△
t
表示机器人从t时刻经过
△
t时间后的机器人航向角度。7.根据权利要求6所述的楼宇机器人自主导航定位方法，其特征在于，还包括：获取目的地位置信息，根据全方位空间地图与各个楼层的高度差，计算目的地楼层信息；采集电梯操作面板图像信息，提取操作按键区域，获取操作按键数字信息；根据目的地楼层信息，控制机器人按下对应楼层的操作按键数字，使机器人到达对应楼层进行任务执行。8.一种楼宇机器人自主导航定位系统，其特征在于，该系统包括：存储器及处理器，所
述存储器中包括楼宇机器人自主导航定位方法的程序，所述楼宇机器人自主导航定位方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；接收任务信息，确定任务目的地位置信息；获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端。9.根据权利要求8所述的楼宇机器人自主导航定位系统，其特征在于，获取电梯位置与电梯参数信息；根据电梯参数信息构建电梯点位坐标，确定电梯中心点位置；移动机器人进入电梯中心点位置，旋转机器人对电梯内部空间进行扫描并利用slam技术开始建图；建图完成后，定为基础图；机器人驶出电梯，对第一楼层内的空间进行移动扫描，得到扩建信息；根据扩建信息对基础图进行扩建，形成第一楼层空间地图；根据第一楼层空间地图依次构建剩余楼层的空间地图，形成楼宇全方位空间地图；将每一层电梯中心位置作为机器人导航的起始位置。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括楼宇机器人自主导航定位方法程序，所述楼宇机器人自主导航定位方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的楼宇机器人自主导航定位方法的步骤。

技术总结
本申请实施例提供了一种楼宇机器人自主导航定位方法、系统及介质。属于楼宇导航定位技术领域，该方法包括：构建楼宇地图，标定机器人起始位置，得到机器人起始位置信息；接收任务信息，确定任务目的地位置信息；获取机器人位置信息，根据目的地位置信息与机器人位置信息，通过路径规划模型生成最优路径信息；机器人按照最优路径信息进行移动，采集机器人实时移动状态信息，将机器人实时移动状态信息与预设移动状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成修正信息，通过修正信息对机器人的移动状态信息进行修正，并将修正结果传输至终端；通过楼宇机器人能够适配不同楼宇进行自主导航定位。定位。定位。


技术研发人员：赖松锐 柏林 刘彪 舒海燕 袁添厦 祝涛剑 沈创芸 王恒华 方映峰
受保护的技术使用者：广州高新兴机器人有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/16