CN109895105A - 一种智能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能装置，该智能装置包括处理器和机械臂，控制器和机械臂电连接；控制器用于：根据目的楼层确定目标按键；根据目标按键获取操作指令；将操作指令发送至机械臂；操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成；机械臂用于根据操作指令按下目标按键。操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成，因此可以根据操作指令控制机械臂按下目标按键，在整个乘坐电梯的过程中，智能装置并没有与电梯之间发生信息交互，其整个操作过程更加类似于人们日常使用电梯的方式。因此，采用本发明实施例所提供的乘坐电梯的方法及智能装置，便可以无需对电梯进行改造就能实现智能装置自动乘坐电梯。

Description

一种智能装置

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种智能装置。

背景技术

随着人工智能和机器人技术的不断发展，智能车辆和机器人在各行各业得到了广泛的应用。特别是近年来出现的具备自动定位导航功能的商用服务机器人和送货机器人，可以实现在写字楼，酒店大楼等特定场所自主运送物品，大大降低了相关行业服务人员的劳动强度，提高了这些行业的生产效率，降低了酒店，快递，外卖送餐等行业的人员成本。

在写字楼或者酒店大楼中，商用服务机器人和送货机器人需要乘坐电梯在各个楼层间穿梭运送物品，但如何实现机器人对电梯的控制是一个有待解决的问题。目前，已经出现了通过通信单元实现机器人与电梯之间的交互，从而完成对电梯控制的方法。然而，由于电梯是一种特种设备，对其进行改造加装通信单元需要经过复杂的审批手续，而且，电梯改造费用高，改造时间周期长，对于改造后的电梯的安全性也存在一定风险。

发明内容

本发明提供一种智能装置，无需对电梯进行改造便可以实现自动乘坐电梯。

第一方面，本发明提供一种智能装置，包括：控制器和机械臂；

所述控制器和所述机械臂电连接；

所述控制器用于：

根据目的楼层确定目标按键；根据所述目标按键获取操作指令；将所述操作指令发送至所述机械臂；所述操作指令根据所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标生成；

所述机械臂用于根据所述操作指令按下所述目标按键。

结合第一方面，本发明在第一方面的第一种实现方式中，所述智能装置还包括移动单元和采集单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器在根据目的楼层确定目标按键时，具体用于：

通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标；

根据所述智能装置的位置坐标和预设操作点的位置坐标，生成移动指令并发送至所述移动单元；

所述移动单元，用于根据所述移动指令移动至所述预设操作点；

所述控制器还用于：

调用所述预设操作点对应所述目标按键的操作指令并发送至所述机械臂。

结合第一方面，本发明在第一方面的第二种实现方式中，所述智能装置还包括移动单元和采集单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器在根据目的楼层确定目标按键时，具体用于：

通过所述采集单元确定所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标；

根据所述相对位置坐标判断所述智能装置与所述目标按键之间的距离是否超出所述机械臂的最大操作范围；

若否，则根据所述相对位置坐标生成操作指令；

若是，则控制所述移动单元移动至所述机械臂的最大操作范围之内后，所述控制器再次通过所述采集单元获取所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标，并根据再次获取的所述相对位置坐标生成操作指令。

结合第一方面，本发明在第一方面的第三种实现方式中，所述智能装置还包括采集单元和移动单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器还用于：

获取所述采集单元拍摄的所述电梯的当前楼层信息图像；

根据所述当前楼层信息图像，确定所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层时控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯，或，确定所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层时控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯。

结合第一方面的第三种实现方式，本发明在第一方面的第四种实现方式中，所述控制器在根据所述当前楼层信息图像，确定所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层时控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯，或，确定所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层时控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯时，具体用于：

获取所述采集单元监测所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息；

在所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层，且所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯；

或，所述控制器在所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层且所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第五种实现方式中，所述控制器在通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标时，具体用于：

获取所述采集单元测量的所述智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息；所述至少三个点中至少存在两个点分布于所述电梯内壁的两个相邻侧壁；

根据预设的工作地图和所述智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息确定所述智能装置在所述预设空间位置坐标系中的位置坐标。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第六种实现方式中，所述控制器在通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标时，具体用于：

根据所述采集单元发送的扫描信息生成局部地图；所述扫描信息是所述采集单元扫描周围环境得到的；

根据所述局部地图和预设的工作地图之间的匹配关系确定所述智能装置的位置坐标。

结合第一方面的第六种实现方式，本发明在第一方面的第七种实现方式中，所述控制器还用于：

判断所述位置坐标与所述电梯的位置坐标之间的距离是否超过预设距离；

若是，则所述控制器根据所述工作地图通过所述移动单元导航至所述预设距离之内，并再次通过所述采集单元确定所述智能装置的位置坐标。

结合第一方面，本发明在第一方面的第八种实现方式中，还包括用于承载货物的储物单元。

结合第一方面或第一方面的第一种至第八种实现方式中的任一种实现方式，所述采集单元包括摄像头，以及，激光雷达传感器和/或深度摄像头。

综上所述，本发明实施例提供了一种智能装置，该智能装置包括控制器和机械臂，控制器和机械臂电连接；控制器用于：根据目的楼层确定目标按键；根据目标按键获取操作指令；将操作指令发送至机械臂；操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成；机械臂用于根据操作指令按下目标按键。操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成，因此可以根据操作指令控制机械臂按下目标按键，在整个乘坐电梯的过程中，智能装置并没有与电梯之间发生信息交互，其整个操作过程更加类似于人们日常使用电梯的方式。因此，采用本发明实施例所提供的智能装置，便可以无需对电梯进行改造就能实现自动乘坐电梯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种智能装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种智能装置乘坐电梯的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种可行的智能装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种位置定位示意图；

图5为本发明实施例提供的一种具体可行的智能装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种可行的机器人外部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种可行的机器人外部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了实现在不改造电梯的情况下，使智能装置能够自动乘坐电梯，本发明实施例提供的一种智能装置，如图1所示，为本发明实施例提供的一种智能装置结构示意图。图1中，智能装置包括：控制器1和机械臂2，控制器1与机械臂2电连接；控制器1用于：根据目的楼层确定目标按键；根据目标按键获取操作指令；将操作指令发送至机械臂2；操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成；机械臂2用于根据操作指令按下目标按键。具体实施过程中，该智能装置可以是如机器人、智能汽车等智能装置。应理解，图1中的直线仅是用于表示控制器1与机械臂2之间的电连接关系，实际应用过程中也可能是直接固定在一起的。在本发明接下来的实施例中会省去各部件之间的连线，但应理解，省去了连线的附图仅用于表示各部件在智能装置外部结构上的连接关系，并不用于表示其内部的电连接关系。

基于上述智能装置，图2为本发明实施例提供的一种智能装置乘坐电梯的流程示意图，其公开了本发明实施例所提供的智能装置乘坐电梯的具体流程，如图2所示，包括以下步骤：

S201：控制器根据目的楼层确定目标按键。

S202：控制器根据目标按键获取操作指令；操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成。

S203：控制器将操作指令发送至机械臂。

S204：机械臂根据操作指令按下目标按键。

具体实施过程中，控制器中存储有智能装置初始化阶段存入的工作地图，该工作地图覆盖智能装置的工作区域，具有较高的精度。工作地图中具有预设的空间位置坐标系，对于具有移动功能的智能装置，其可以根据工作地图在工作区域中运动。

在S201中，目的楼层为智能装置需要到达的楼层。对于位于电梯外的智能装置，其需要进入电梯，控制器可以先确定智能装置所在楼层，之后，根据智能装置所在楼层与目的楼层之间的上下关系确定两个方向按键中的一个为目标按键。举例说明，若智能装置所在楼层为3层，目的楼层为8层，则控制器确定目标按键为“向上”按键。而对于位于电梯内的智能装置，其需要控制电梯到达目的楼层，此时目标按键为目的楼层对应的楼层按键，即前例中的“8”。

在S202中，操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成，其可以是预先存储的操作指令，也可以是控制器即时根据相对位置坐标生成的操作指令。在具体实施过程中，该相对位置坐标可以是智能装置机械臂坐标系中的位置坐标。机械臂坐标系以机械臂在智能装置上的连接部为原点，能够提高控制器对机械臂的控制精度。

在S204中，机械臂接收操作指令之后，根据该操作指令按下目标按键。可选的，智能装置还包括采集单元，采集单元中包括摄像头，可以采集图像信息。在机械臂执行完操作指令后，摄像头拍摄电梯按键盘图像发送给控制器。控制器通过图像识别等技术判断目标按键是否被成功选定，若未被成功选定，则控制器重新向机械臂发送上述操作指令使机械臂再次执行按下目标按键的操作，从而可以在机械臂未按动按键或按错了按键的情况下，能够及时发现并重按。可选的，控制器可以控制摄像头分别拍摄机械臂按键前和按键后电梯按键盘图像，通过前后图像比对确定目标按键是否被按下。对于大多数电梯，按键被按下时会被点亮，智能装置的控制器可以检测电梯按键盘图像中像素的变化情况以判断目标按键是否被点亮，进而便可以判断出目标按键是否被按下。

在本发明实施例中，操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成，因此可以根据操作指令控制机械臂按下目标按键，在整个乘坐电梯的过程中，智能装置并没有与电梯之间发生信息交互，其整个操作过程更加类似于人们日常使用电梯的方式。因此，采用本发明实施例所提供的乘坐电梯的方法及智能装置，便可以无需对电梯进行改造就能实现智能装置自动乘坐电梯。同时，由于按动按钮所需负载很小，而且相对于现有机械臂精度而言，电梯按钮尺寸足够大，因此本发明实施例对机械臂的要求非常低，远远低于工业机械臂的要求，能够适用比较经济的机械臂实现，另一方面，即使本发明实施例中智能装置按错了按钮，也不会对电梯的乘客带来任何安全问题。与现有技术相比，本发明实施例由于无需对电梯进行改造，从而避免了电梯改造带来的复杂审批手续、高额改造费用、较长的改造周期以及电梯改造后被智能装置控制而对乘坐电梯的人带来的风险隐患等问题。

在S202中，控制器会根据目标按键获取操作指令。可选的，如图3所示，为本发明实施例提供的一种可行的智能装置结构示意图，图3中，智能装置还包括移动单元4和采集单元3，其中，移动单元4和采集单元3分别与控制器1电连接。基于图3所示的智能装置，控制器1在S202中具体用于：通过采集单元3确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标；根据智能装置的位置坐标和预设操作点的位置坐标，生成移动指令并发送至移动单元4；移动单元4用于根据移动指令移动至预设操作点；控制器1还用于调用预设操作点对应目标按键的操作指令，并发送给机械臂2。具体实现结构中，预设操作点和操作指令可以是在初始化阶段预先设置的，也可是在工作过程中逐步添加的，控制器1存储有预设操作点的位置坐标和该预设操作点下各个按键对应的操作指令。具体来说，一个操作点可以对应一个电梯按键盘，电梯按键盘中会包括多个电梯按键，每一个电梯按键都对应有该操作点下固定的操作指令。可选的，在智能装置的工作区域可能有多个电梯，每一个电梯预设有多个预设操作点，控制器1可以在确定智能装置的位置坐标之后，先从多个电梯中确定一个较佳的电梯，在从这个电梯的多个预设操作点中确定一个移动过去。一般，控制器1可以选择离智能装置较近的电梯，并向这个电梯的预设操作点移动。具体实施过程中，可能会出现预设操作点被占据的情况，此时控制器1可以更换预设操作点并重新确定操作指令。通过预设操作点，控制器1可以直接调用预设的操作指令，降低了控制器1的工作压力，提高了智能装置的响应速度。

在上述实现方式中，控制器用于通过采集单元确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标。可选的，图3所示的采集单元3可以测量智能装置距离周围物体的距离，其可以是在接收到控制器1发送的测距指令后开始测量，也可以以预设的频率周期性测量，本发明实施例对此并不限定。智能装置距离周围物体的距离，其可以是在接收到处理器发送的测距指令后开始测量，也可以以预设的频率周期性测量，本发明实施例对此并不限定。处理器控制器1在获得智能装置距离周围物体的距离时，便可以结合预设的工作地图确定智能装置在预设空间坐标系中的位置坐标。由于智能装置乘坐电梯的过程中可以分为电梯内和电梯外两种状态，而电梯内和电梯外的周围环境又具有明显的差异，因此可选的，控制器1可以根据智能装置与电梯的相对位置状态确定采集单元测量距离的方式，以实现提升测距结果的精度或提高测距的效率等目的。

可选的，在S202中，控制器在根据目的楼层确定目标按键时，本发明实施例提供另一种控制器，图3中控制器1具体用于：通过采集单元3确定目标按键相对于智能装置的相对位置坐标；根据该相对位置坐标生成操作指令。具体实施过程中，根据采集单元3种类的不同，相对位置坐标的获取方式也不相同。例如，在采集单元3包括激光雷达传感器时，控制器1可以通过激光雷达传感器分别确定智能装置和目标按键在预设空间位置坐标系中的位置坐标，并进一步获取目标按键相对于智能装置的相对位置坐标；又例如，在采集单元3包括深度摄像头时，控制器可以直接通过深度摄像头测得目标按键相对于智能装置的相对位置坐标。

在智能装置与目标按键之间的距离超出机械臂2的最大操作范围时，控制器1可能无法生成操作指令，即使能够生成操作指令，机械臂2也无法执行。为了避免上述情况发生，可选的，控制器1在通过采集单元3确定目标按键相对于智能装置的相对位置坐标之后，控制器1根据该相对位置坐标判断智能装置与目标按键之间的距离是否超出机械臂2的最大操作范围；若否，则控制器1根据该相对位置坐标生成操作指令，并发送给机械臂2；若是，则控制器1控制移动单元4移动至机械臂2的最大操作范围之内后，控制器1再次通过采集单元3获取目标按键相对于智能装置的相对位置坐标，并根据再次获取的相对位置坐标生成操作指令，并发送给机械臂2。在获取目标按键的位置坐标后，控制器1先判断目标按键是否位于操作臂2的最大操作范围，只有在位于操作臂2的最大操作范围之内时，才能成功解算出操作指令。控制器1在确定目标按键位于操作臂2的最大操作范围之后，便可以根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标解算出操作指令。应理解，本发明实施例提供的两种控制器1的具体可行的实现方式既可以单独使用，也可以相互结合使用，以适应智能装置复杂多变的工作环境。

在智能装置按下目标按键后，还可能会经历一段等待电梯运行的时间。可选的，基于图3所示的智能装置，控制器1在控制机械臂2按下目标按键之后，还用于：获取采集单元3拍摄的电梯的当前楼层信息图像；根据当前楼层信息图像，确定电梯当前所在楼层为目的楼层时控制移动单元4使智能装置移动出电梯，或，确定电梯当前所在楼层为智能装置所在楼层时控制移动单元4使智能装置进入电梯。具体实施过程中，采集单元3包如摄像头等图像采集功能部件。分情况而言，在智能装置位于电梯内时，其需要检测电梯是否到达了目的楼层，控制器1通过采集单元3拍摄电梯内的楼层显示屏获取电梯的当前楼层信息图像并通过图像处理中的数字识别等技术确定电梯当前所在楼层，在电梯当前所在楼层为目的楼层时，说明电梯到达了目的楼层，控制器1便控制移动单元4移动使智能装置移动出电梯。在智能装置位于电梯外时，其需要检测电梯是否到达了智能装置所在的楼层，控制器1通过采集单元3拍摄电梯口的楼层显示屏获取电梯的当前楼层信息图像并确定电梯当前所在楼层，在电梯当前所在楼层为智能装置所在楼层时，确定电梯到达了智能装置所在的楼层，控制器1便控制移动单元4移动使智能装置进入电梯。可选的，在智能装置位于电梯外时，控制器1还可以同时通过电梯当前楼层信息图像识别电梯的运动方向，在电梯运动方向为朝向目的楼层且电梯当前所在楼层为智能装置所在楼层时，控制器1再控制移动单元4移动使智能装置进入电梯。

对于大多数电梯，其在停靠后会延迟一段时间再开门。为了防止智能装置与电梯门碰撞，对于还具有测距器的智能装置，可选的，采集单元还包括如激光雷达传感器或深度摄像头之类的测距功能部件。在上述过程中，控制器具体用于：获取采集单元监测智能装置与电梯的电梯门之间的距离信息；在电梯当前所在楼层为目的楼层，且智能装置与电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制移动单元使智能装置移动出电梯；或，在电梯当前所在楼层为智能装置所在楼层且智能装置与电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制移动单元使智能装置进入电梯。不论智能装置要进入电梯还是移动出电梯，控制器都会先判断电梯门是否开启，在确定电梯门开启后，控制器再控制移动单元移动便可以避免智能装置与电梯门碰撞。可选的，控制器1可以采用以下方式判断电梯门是否开启：控制器通过采集单元监测智能装置与电梯门之间的距离信息，在电梯运行过程中，对于位置固定的智能装置其与电梯门之间的距离是几乎不变的，而在电梯门开启时，采集单元监测方向上电梯门消失，其监测到的实际上是电梯门另一侧物体与智能装置之间的距离，即，此时控制器通过采集单元监测到的智能装置与电梯门之间的距离突然变大，控制器便可以确定电梯门开启。分情况而言，对于电梯内的智能装置，控制器在确定电梯门开启且电梯所在的当前楼层为目的楼层时，控制器控制移动单元移动使智能装置移动出电梯；对于电梯外的智能装置，控制器在确定电梯门开启且电梯所在的当前楼层为智能装置所在楼层时，控制器控制移动单元移动使智能装置进入电梯。

在本发明实施例中，控制器用于通过采集单元确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标，可选的，控制器在通过采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标时，具体用于：获取采集单元测量的智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息；在这些点中，至少存在两个点分布于电梯内壁的两个相邻侧壁；根据预设的工作地图和智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标。图4为本发明实施例提供的一种位置定位示意图，其为电梯的俯视图，如图4所示，智能装置A位于电梯内，控制器通过采集单元测量电梯内a、b、c三个点，其中，a和c位于电梯内壁的两个相邻侧壁，通过三角定位便可以得到智能装置A在电梯中的相对位置坐标。而预设的工作地图中记录有电梯固定的位置坐标，结合预设的工作地图中电梯的位置坐标便可以确定智能装置A的位置坐标。而位于电梯内的智能装置在高度方向上与电梯是相对静止的，其高度方向上的坐标对操作指令的具体内容并无影响，因此，此时获得的智能装置在平面内的位置坐标便可以相当于智能装置在三维立体空间中的三维位置坐标。需指出的是，对于型号固定的多个电梯，电梯的每一个楼层按钮在电梯中的位置是固定的，这种情况下，当控制器要确定目标按键相对于智能装置A的相对位置坐标时，其在确定了智能装置A在电梯中的相对位置坐标后可以直接确定目标按键对于智能装置A的相对位置坐标，其并不需要再对比工作地图确定智能装置A的位置坐标。

应理解，本方式同样适用于圆柱形电梯，因为控制器同样能够获得在电梯侧壁上可以构成三角关系的三个点到智能装置的距离，这三个点也可以认为不在同一侧壁中，因此，应同样包含于本发明实施例中。

可选的，本发明实施例还提供另外一种具体可行的控制器的实现方式。控制器在通过测距器确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标的实现方式时，具体用于：控制器根据采集单元发送的扫描信息生成局部地图；扫描信息是采集单元扫描周围环境得到的；控制器根据局部地图和预设的工作地图之间的匹配关系确定智能装置的位置坐标。控制器在获得采集单元发送的扫描信息后，根据扫描信息生成局部地图，具体实施时，其生成方式可根据采集单元种类不同而有所变化。在生成局部地图之后，控制器将局部地图与工作地图相匹配，能够成功匹配的位置便是智能装置所在的位置，从而获得智能装置的位置坐标。该方式尤其适用于位于电梯外的情况，因为电梯外的环境更为复杂，其可以用于匹配的特征便更多。

可选的，在智能装置位于电梯外时，控制器通过采集单元确定智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标之后，还用于：判断位置坐标与电梯的位置坐标之间的距离是否超过预设距离；若是，则根据工作地图通过移动单元导航至预设距离之内，并再次通过采集单元确定智能装置的位置坐标。控制器在通过扫描生成局部地图并与工作地图匹配之前，可以先判断智能装置的位置坐标与电梯位置坐标之间的距离是否超过预设距离。当超过预设距离时，说明智能装置并不在电梯附近，此时控制器可以先根据工作地图通过移动单元控制智能装置导航到预设距离之内，即导航至电梯附近，并再次通过采集单元确定智能装置的位置坐标。

可选的，图5为本发明实施例提供的一种具体可行的智能装置结构示意图。如图5所示，采集单元包括摄像头31和测距器32。摄像头31用于获取图像信息，测距器32用于获取距离信息。其中，测距器3包括激光雷达传感器和/或深度摄像头。激光雷达传感器和深度摄像头都具有测距功能，区别在于二者所直接获得的距离信息的类型不同，控制器1需采用不同的算法对距离信息进行处理。一般，对于要求控制成本的情况下，可以采用深度摄像头作为测距器，对于要求处理效率的情况下，可以采用激光雷达传感器。在测距器为激光雷达传感器时，测距器可以设置于智能装置的下部分，在测距器为深度摄像头时，测距器可以设置与智能装置的上部分以增大视野。图4中，摄像头31设置于智能装置的顶端，可以为摄像头提供一个较好的采集视角。可选的，摄像头的采集视角是在初始化阶段调试的，以确保摄像头能够采集到控制器所需的图像。可选的，在测距器32为深度摄像头时，由于深度摄像头本身便具有图像采集功能，因此在为智能装置装备了深度摄像头的情况下，也可以将深度摄像头作为测距器31的同时作为本发明实施例中的摄像头32使用。

可选的，移动单元4在本发明实施例中用于在控制器1的控制下移动智能装置。具体实施过程中，移动单元4的移动方式有多种，例如，履带式、滚轮式、滑动式等等，皆可根据实际使用环境有针对性地设计。

可选的，如图5所示，智能装置还包括储物单元5。现有的智能装置常被用于运送货物，如具有极大应用前景的送餐机器人，设置储物单元5可以为货物提供一个固定的存放空间，可以实现智能装置的运货功能。

应理解，智能装置在乘坐电梯的过程中可以分为电梯内和电梯外两种状态，虽然本发明实施例以两个状态同时描述智能装置乘坐电梯的过程，但仅位于电梯内或仅位于电梯外的智能装置控制电梯的实施例也应包含于本发明实施例中，例如，固定于电梯内仅用于按动楼层按键的智能装置，或，固定于电梯口外仅用于按动电梯方向按键的智能装置，这些实施例皆可在上述实施例的基础上无需付出创造性劳动便可实现，其都应包含于本发明实施例中，本发明实施例对其具体实现方式不再一一赘述。

为了更加具体的说明本发明实施例所提供的智能装置，本发明实施例还提供以下四种可能的实现方式。应理解，以下四种可能的实现方式仅为了举例说明，并不代表本发明实施例仅用于或仅包含以下四种情况。

可能的实现方式之一

在本实现方式中，智能装置为送货机器人。如图6所示，图6为本发明实施例提供的一种可行的机器人外部结构示意图，由于控制器多位于智能装置内部，因此图中并未示出。其中，移动单元4为轮式底盘车，在本实现方式中以轮式底盘车4表示，采集单元为激光雷达传感器和摄像头，设置于底盘车4之上，在本实现方式中以激光雷达传感器32和摄像头31表示。

机器人接到送货任务并自主做出乘坐电梯的决策后，根据控制器中存储的工作地图导航到目标电梯附近。控制器通过激光雷达传感器32测量周围的环境，并对比工作地图，计算出机器人此时的位置坐标，与电梯外操作点的位置坐标比较，算出误差量，反馈给轮式底盘车4调整机器人自身位置，最终使机器人比较精确地定位到预设的电梯外操作点。在电梯外操作点，机械臂2操作电梯上下按钮的动作是固定的，这些动作对应的操作指令已经预存在控制器中，控制器根据任务要求发送对应的操作指令给机械臂2，即可使机械臂2按动电梯的上楼按键或下楼按键，呼叫电梯。之后，摄像头31拍摄电梯上楼和下楼按钮的照片，控制器通过图像识别技术确定目标按键是否被点亮。如果目标按键未被点亮，则控制操作臂2再重按一次，如果重复三次都不成功，则控制器向管理系统发出报修请求。

机械臂2按目标按键成功后，摄像头31在电梯外操作点拍摄电梯的楼层指示屏，控制器通过图像处理中的数字识别技术提取出电梯指示屏所显示的数字，得到电梯所在的楼层信息。同时激光雷达传感器32监控电梯门的开关状态，待电梯开门后，控制器控制轮式底盘车4移动使机器人进入电梯。

机器人进入电梯后，控制器通过激光雷达传感器32测量周围的环境从而计算出机器人此时的位置坐标，以及与电梯内操作点的位置坐标比较，获得移动指令并发送给轮式底盘车4，使轮式底盘车4根据移动指令调整机器人自身位置，最终使机器人比较精确地定位到电梯内操作点。在此电梯内操作点，机器人机械臂2操作电梯各楼层按钮的动作是固定的，这些动作对应的操作指令已经预存在控制器中，控制器根据目的楼层确定对应的操作指令并发送给机械臂2，即可使机械臂2根据操作指令按动电梯中与目的楼层对应的按键，通知电梯运行到目的楼层。摄像头31拍摄电梯的楼层按键盘图像，控制器通过图像识别技术确定目标按键是否被点亮。如果，目标按键未被点亮，则控制器控制机械臂2再重复按一次，如果重复三次不成功，则控制器向管理系统发出报修请求。

机械臂2按目标按键成功后，摄像头31在电梯内操作点拍摄电梯的楼层指示屏，控制器通过图像处理中的数字识别技术提取出电梯指示屏所显示的数字，得到电梯所在的楼层信息。同时激光雷达传感器32监控电梯门的开关状态，待电梯到达目的楼层并开门后，控制器控制轮式底盘车4移动使机器人离开电梯。

在上述可能的实现方式之一中，图6所示的机器人的控制器中预设有电梯内操作点和电梯外操作点。在具体实施过程中，也会出现未设置操作点，或，预设操作点无法到达的情况。基于图6所示的机器人，本发明实施例还提供了可能的实现方式之二。

可能的实现方式之二

机器人接到送货任务，自主做出乘坐电梯的决策后，根据控制器中存储的工作地图导航到目标电梯口。控制器通过激光雷达传感器32测量周围的环境，计算出机器人此时的位置坐标，再根据任务要求确定目标按键，之后，传感器根据工作地图计算出目标按键按钮在预设空间位置坐标系中的位置坐标，并进一步获得目标按键相对于机器人的相对位置坐标。控制器根据相对位置坐标，解算出机械臂2操作目标按键的操作指令。如果控制器能顺利求解出机械臂2的操作指令，则将操作指令发送给机械臂2，即可使机械臂2按动电梯的目标按键，呼叫电梯。如果无法解出，则控制器通过轮式底盘车4随机调整机器人位置和姿态后重新计算。一般，如果存在操作点却无法到达，则控制器可以通过轮式底盘车4以操作点为目标随机调整机器人的位置和自身。如果反复调整多次后控制器仍然无法解出操作指令，则控制器向管理系统发出报修请求。

在机械臂2按目标按键(上楼或下楼按键)成功后，摄像头31拍摄电梯上楼和下楼案件的照片，控制器通过图像识别技术确定目标按键是否被点亮。如果没有被点亮，则控制器控制机械臂2再重复按一次，如果连续三次不成功，则控制器向管理系统发出报修请求。

在成功按下目标按键后，摄像头31拍摄电梯的楼层指示屏，控制器通过图像处理中的数字识别技术提取出电梯指示屏所显示的数字，得到电梯所在的楼层信息。同时，激光雷达传感器32监控电梯门的开关状态，待电梯开门后，控制器控制轮式底盘车4移动使机器人进入电梯。

机器人进入电梯后，控制器通过激光雷达传感器32测量周围的环境，计算出机器人此时的位置，再根据工作地图计算出目的楼层对应的目标按键相对于机器人的相对位置坐标。根据该相对位置坐标，解算出机械臂2操作目标按键的操作指令。如果能顺利求解出机械臂2的操作指令，则将操作指令发送给机械臂2，即可使机械臂2按动目标按键，通知电梯运行到目的楼层。如果无法解出，则控制器通过轮式底盘车4随机调整机器人位置和姿态后重新计算。如果反复调整多次后控制器仍然无法解出操作指令，则控制器向管理系统发出报修请求。

在机械臂2执行操作指令之后，摄像头31拍摄电梯楼层按键盘的照片，控制器通过图像识别技术确定目标按键是否被点亮。如果未被点亮，则控制器控制操作臂2再重复按一次，如果连续三次不成功，则控制器向管理系统发出报修请求。

机械臂2按电梯按钮成功后，摄像头31拍摄电梯的楼层指示屏，控制器通过图像处理中的数字识别技术提取出电梯指示屏所显示的数字，得到电梯所在的楼层信息。同时，激光雷达传感器32监控电梯门的开关状态，待电梯到达目的楼层且电梯门开启后，控制器控制轮式底盘车4移动使机器人离开电梯。

上述可能的实现方式之一和可能的实现方式之二都基于如图6所示的机器人。本发明还提供如图7所示的机器人，可以实现如下可能的实现方式三。

可能的实现方式之三

图7为本发明实施例提供的另一种可行的机器人外部结构示意图，与图6类似，其区别在于图7中采集单元为深度摄像头和摄像头，在本实现方式中称为深度摄像头32和摄像头31。由于深度摄像头32本质上是一种特殊的摄像头，可选的，将其设置在机器人整体靠上的位置有助于扩大深度摄像头32的视角。

在图7所示的机器人中，除了采集单元的具体实现方式不同外，其它部件的实现方式都较为类似，因此，在预设有操作点的情况下，以图7所示的机器人为基础的乘坐电梯的方法与可能的实现方式之一类似，本发明实施例对此不再赘述。

可能的实现方式之四

在没有预设操作点的情况下，以图7所示的机器人为基础的乘坐电梯的方法与可能的实现方式之二类似，区别在于，图7所示的机器人的控制器可以通过深度摄像头32测量周围的环境并对比电梯三维模型，确定机器人相对于电梯的位置，进而获得目标按键相对于机器人的相对位置坐标。其余步骤可参考可能的实现方式之二，本发明实施例对此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种智能装置，该智能装置包括控制器和机械臂，控制器和机械臂电连接；控制器用于：根据目的楼层确定目标按键；根据目标按键获取操作指令；将操作指令发送至机械臂；操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成；机械臂用于根据操作指令按下目标按键。操作指令根据目标按键相对于智能装置的相对位置坐标生成，因此可以根据操作指令控制机械臂按下目标按键，在整个乘坐电梯的过程中，智能装置并没有与电梯之间发生信息交互，其整个操作过程更加类似于人们日常使用电梯的方式。因此，采用本发明实施例所提供的乘坐电梯的方法及智能装置，便可以无需对电梯进行改造就能实现智能装置自动乘坐电梯。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能装置，其特征在于，包括：控制器和机械臂；

所述控制器和所述机械臂电连接；

所述控制器用于：

根据目的楼层确定目标按键；根据所述目标按键获取操作指令；将所述操作指令发送至所述机械臂；所述操作指令根据所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标生成；

所述机械臂用于根据所述操作指令按下所述目标按键。

2.如权利要求1所述的智能装置，其特征在于，所述智能装置还包括移动单元和采集单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器在根据目的楼层确定目标按键时，具体用于：

通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标；

根据所述智能装置的位置坐标和预设操作点的位置坐标，生成移动指令并发送至所述移动单元；

所述移动单元，用于根据所述移动指令移动至所述预设操作点；

所述控制器还用于：

调用所述预设操作点对应所述目标按键的操作指令并发送至所述机械臂。

3.如权利要求1所述的智能装置，其特征在于，所述智能装置还包括移动单元和采集单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器在根据目的楼层确定目标按键时，具体用于：

通过所述采集单元确定所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标；

根据所述相对位置坐标判断所述智能装置与所述目标按键之间的距离是否超出所述机械臂的最大操作范围；

若否，则根据所述相对位置坐标生成操作指令；

若是，则控制所述移动单元移动至所述机械臂的最大操作范围之内后，所述控制器再次通过所述采集单元获取所述目标按键相对于所述智能装置的相对位置坐标，并根据再次获取的所述相对位置坐标生成操作指令。

4.如权利要求1所述的智能装置，其特征在于，所述智能装置还包括采集单元和移动单元；所述移动单元和所述采集单元分别与所述控制器电连接；

所述控制器还用于：

获取所述采集单元拍摄的所述电梯的当前楼层信息图像；

根据所述当前楼层信息图像，确定所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层时控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯，或，确定所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层时控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯。

5.如权利要求4所述的智能装置，其特征在于，所述控制器在根据所述当前楼层信息图像，确定所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层时控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯，或，确定所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层时控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯时，具体用于：

获取所述采集单元监测所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息；

在所述电梯当前所在楼层为所述目的楼层，且所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制所述移动单元使所述智能装置移动出所述电梯；

或，所述控制器在所述电梯当前所在楼层为所述智能装置所在楼层且所述智能装置与所述电梯的电梯门之间的距离信息变化时，控制所述移动单元使所述智能装置进入所述电梯。

6.如权利要求2所述的智能装置，其特征在于，所述控制器在通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标时，具体用于：

获取所述采集单元测量的所述智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息；所述至少三个点中至少存在两个点分布于所述电梯内壁的两个相邻侧壁；

根据预设的工作地图和所述智能装置距离电梯内壁至少三个点的距离信息确定所述智能装置在所述预设空间位置坐标系中的位置坐标。

7.如权利要求2所述的智能装置，其特征在于，所述控制器在通过所述采集单元采集的距离信息确定所述智能装置在预设空间位置坐标系中的位置坐标时，具体用于：

根据所述采集单元发送的扫描信息生成局部地图；所述扫描信息是所述采集单元扫描周围环境得到的；

根据所述局部地图和预设的工作地图之间的匹配关系确定所述智能装置的位置坐标。

8.如权利要求7所述的智能装置，其特征在于，所述控制器还用于：

判断所述位置坐标与所述电梯的位置坐标之间的距离是否超过预设距离；

若是，则所述控制器根据所述工作地图通过所述移动单元导航至所述预设距离之内，并再次通过所述采集单元确定所述智能装置的位置坐标。

9.如权利要求1所述的智能装置，其特征在于，还包括用于承载货物的储物单元。

10.如权利要求1至9任一项所述的智能装置，其特征在于，所述采集单元包括摄像头，以及，激光雷达传感器和/或深度摄像头。