用于机器人乘梯的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及电梯领域，具体涉及一种机器人乘梯控制系统及方法。


背景技术：

2.随着机器人的技术进步与应用范围的不断拓展，机器人被越来越广泛的应用在各种场景中。在这些应用场景中，常常需要机器人在不同楼层间移动以便实现其预定功能。目前机器人乘梯已经成为电梯领域中的一个研究和应用热点，但其关注焦点主要集中在机器人乘梯时与电梯的交互通信上，对于机器人在乘梯过程中因为诸如通信延迟等原因导致的机器人走失这一问题的研究成果相对较少。针对这一问题，已经出现了若干相关成果：
3.文献1(cn202110390407.x)公开的防止机器人走失的方法包括：接收电梯控制系统发送的电梯的状态信息；若检测到机器人未到达目的楼层且机器人位于电梯之外，则根据电梯的状态信息得到机器人当前所处的第一楼层，并向电梯控制系统发送前往目的楼层的指令，用于指示电梯控制系统控制电梯在到达第一楼层时停下，以使机器人乘坐电梯。
4.文献2(cn202111640681.4)提出：使用机器人自身携带的imu传感器，通过改进的积分测距模型来推测电梯的位移，同时考虑到积分测距模型的精度，将目标楼层分为直接可达楼层与不直接可达楼层，当目标楼层位于不直接可达楼层时，通过楼层分配模块给出的策略可以可靠的到达目标楼层，当出现乘梯异常导致的楼层位置丢失时，楼层重定位模块会给出一种策略让机器人重新找回正确的楼层位置。
5.文献3(cn202210765727.3)公开的机器人的乘梯控制方法包括：响应于接收到携带时间戳的电梯停靠目标楼层信息，将所述时间戳指示的时间信息与当前的实时时间信息进行比对，得到时间差；若所述时间差大于预设时间阈值，则判定电梯当前未停靠于目标楼层；发送呼梯指令，以使电梯基于所述呼梯指令再次停靠目标楼层。本技术可以判断电梯实际是否到达目标楼层，若否，则机器人暂时不执行出梯动作，从而可以避免机器人出错电梯的情况发生。
6.文献4(cn202210785348.0)公开的定位机器人出梯楼层的方法包括：获取机器人的出梯信息，出梯信息携带第一时间戳，第一时间戳用于指示机器人的出梯时间；获取电梯在不同楼层停靠的楼层信息，楼层信息携带第二时间戳，第二时间戳用于指示电梯向机器人发送楼层信息的时间；将第一时间戳分别与各楼层信息携带的第二时间戳进行比对，得到与第一时间戳的时间差在预设时间范围内的目标第二时间戳；将目标第二时间戳对应的楼层信息确定为机器人的出梯楼层。
7.文献1-3虽然能够避免机器人走失或在机器人走失后重新找回，但是都不能在发生机器人走失的第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常。
8.因此，如何在发生机器人走失的第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常就成为一个有待的技术问题。


技术实现要素：

9.本发明要解决的技术问题是如何在发生机器人走失的第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常。
10.为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于机器人乘梯的控制系统，包括：
11.确定单元：根据轿厢内机器人的目的层信息确定至少一个在指定楼层离开轿厢的下梯机器人，根据以所述指定楼层为出发楼层的机器人的呼梯信号确定在所述指定楼层进入轿厢的乘梯机器人；
12.生成单元：用于生成控制所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的控制指令；
13.第一分析单元：根据所述控制指令确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的预定次序；
14.检测单元：用于检测所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢；
15.第二分析单元：根据所述检测单元的检测结果分析并确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢时的实际次序；
16.判断单元：用于判断所述实际次序是否与所述预定次序一致，且当所述实际次序与所述预定次序不一致时，认定机器人乘梯异常。
17.优选地，所述指定楼层同时存在下梯机器人和乘梯机器人；所述控制指令控制所述下梯机器人与所述乘梯机器人彼此相互间隔，形成至少一个下梯机器人组和至少一个乘梯机器人组，所述下梯机器人组至少包含一个下梯机器人，所述乘梯机器人组至少包含一个乘梯机器人。
18.优选地，当存在多个下梯机器人组时，各个下梯机器人组包含的所述下梯机器人数量大致相等；当存在多个乘梯机器人组时，各个乘梯机器人组包含的所述乘梯机器人数量大致相等。
19.优选地，所述第二分析单元按照接收到来自所述检测单元检测到机器人进入或离开轿厢的各条记录，并按照时间顺序将各条记录组合在一起得到所述实际次序。
20.优选地，所述判断单元逐一比较所述预定次序和所述实际次序中的每一条记录，当所有记录均相同时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
21.优选地，当离开轿厢的下梯机器人数量和进入轿厢的乘梯机器人数量不超过进制最大值时，将所述预定次序和所述实际次序定义为下梯机器人或进入轿厢机器人完成下梯或进入轿厢时已经完成下梯或进入轿厢的机器人的累计数量；所述判断单元将各个累计数量设定为对应于所述累计数量的机器人的次序值，然后将各个次序值按照其次序组合在一起得到数据量；当对应于所述实际次序的数据量与对应于所述预定次序的数据量相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
22.优选地，所述判断单元将有机器人进入轿厢设定为第一幅值a、将有机器人离开轿厢设定为第二幅值b，所述实际次序和所述预定次序定义为按第一幅值、第二幅值和相邻两次检测到有机器人进入或离开轿厢的时间间隔绘制的波形，当对应于所述实际次序的波形与对应于所述预定次序的波形相同时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
23.优选地，所述实际次序和所述预定次序定义为包括第一结果和第二结果，所述第一结果为进入轿厢的各个机器人的序号之和，所述第二结果为离开轿厢的各个机器人的序
号之和，所述判断单元分别计算和比较对应于所述实际次序的第一结果与对应于所述预定次序的第一结果以及对应于所述实际次序的第二结果与对应于所述预定次序的第二结果，当两个比较结果均相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
24.优选地，所述控制系统还包括：诊断单元：当所述判定单元判定所述实际次序与所述预定次序不一致时，通过波形比较确定不一致波形对应的所述乘梯机器人组或所述下梯机器人组。
25.优选地，所述生成单元确定电梯轿厢停靠在楼层并完成开门后的时刻，按照机器人的预定次序以及指定时间间隔确定所述下梯机器人和所述乘梯机器人的离开或进入时刻；所述控制指令包含机器人标识及其对应的离开或进入时刻；所述下梯机器人和所述乘梯机器人在所述离开或进入时刻前提前一定量判断是否满足离开或进入轿厢条件，且在满足时实施离开或进入轿厢的动作；所述诊断单元将原本应在所述离开或进入时刻离开轿厢的所述下梯机器人或原本应在所述离开或进入时刻进入轿厢的所述乘梯机器人认定为发生异常的机器人。
26.优选地，所述离开或进入轿厢条件包括如下条件中的一条或多条：
27.条件1、移动路径被阻隔；
28.条件2、当前时刻是否已超过该机器人的所述离开或进入时刻；
29.条件3、轿厢平层误差超过阈值；
30.条件4、机器人处于正确状态。
31.本发明还提供一种用于机器人乘梯的控制方法，所述控制方法将机器人在至少一个指定楼层进入轿厢或离开轿厢的次序作为一种编码信息，通过比较对应于控制指令的预定编码信息与对应于机器人实际进入轿厢或离开轿厢的实际编码信息间的一致性来判断机器人在乘梯过程中是否出现异常。
32.与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：
33.1.能够在发生机器人走失的第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常；
34.2.能够在确定机器人乘梯发生异常后确定具体是哪台机器人出现异常。
附图说明
35.图1是本发明的用于机器人乘梯的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.实施例1
38.如图1所示，本实施例的用于机器人乘梯的控制系统包括：
39.确定单元：根据轿厢内机器人的目的层信息确定至少一个在指定楼层离开轿厢的下梯机器人，根据以所述指定楼层为出发楼层的机器人的呼梯信号确定在所述指定楼层进入轿厢的乘梯机器人；
40.生成单元：用于生成控制所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的控制指令；
41.第一分析单元：根据所述控制指令确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机
器人进入轿厢的预定次序；
42.检测单元：用于检测所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢；
43.第二分析单元：根据所述检测单元的检测结果分析并确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢时的实际次序；
44.判断单元：用于判断所述实际次序是否与所述预定次序一致，且当所述实际次序与所述预定次序不一致时，认定机器人乘梯异常。
45.实施例2
46.本实施例在实施例1的基础上，示例性地限定如下具体实施场景。所述指定楼层同时存在下梯机器人和乘梯机器人；所述控制指令控制所述下梯机器人与所述乘梯机器人彼此相互间隔，形成至少一个下梯机器人组和至少一个乘梯机器人组，所述下梯机器人组至少包含一个下梯机器人，所述乘梯机器人组至少包含一个乘梯机器人。
47.当存在多个下梯机器人组时，各个下梯机器人组包含的所述下梯机器人数量大致相等；当存在多个乘梯机器人组时，各个乘梯机器人组包含的所述乘梯机器人数量大致相等。
48.所述第二分析单元按照接收到来自所述检测单元检测到机器人进入或离开轿厢的各条记录，并按照时间顺序将各条记录组合在一起得到所述实际次序。所述判断单元逐一比较所述预定次序和所述实际次序中的每一条记录，当所有记录均相同时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。各条记录例如采用“序号-乘入”或者“序号-离开”的形式。
49.所述检测单元为用于检测电梯轿厢内负载的称量装置，输出称量结果。
50.第二分析单元接收并分析来自检测单元的检测结果，并且当称量装置输出的检测结果增大时认定为有机器人进入轿厢，当称量装置输出的检测结果减小时认定为有机器人离开轿厢。需要指出的是，这里的增加量或减小量应当位于阈值1与阈值2之间，阈值1应当足够大使得功能滤掉检测结果中因干扰等引起的小波动，阈值2应当小于机器人的最小重量，并且阈值1小于阈值2。
51.比如：当前上行电梯停靠在5楼且完成开门，此时轿厢内有a、b、c和d四台机器人，其中的b、c和d的目的层为5楼，即要在5楼离开轿厢，5楼层站上有e、f和g三台机器人要进入电梯轿厢上行。生成单元生成的控制指令使得各台机器人进入/离开轿厢的预定次序为：1-b、2-e、3-c、4-f、5-d、6-g。根据称量装置输出的检测结果，分析单元经分析可以认定：1-进入、2-离开、3-进入、4-离开、5-进入、6-离开，其中
“‑”
前的数字为序号、
“‑”
后的文字是指该序号的机器人是进入轿厢还是离开轿厢。每一个x-进入/离开被作为一条记录，该对应于5楼的所有记录(1-进入、2-离开、3-进入、4-离开、5-进入、6-离开)按照序号组合在一起即得到实际次序：进入、离开、进入、离开、进入、离开。同理可以得到预定次序。当一起正常时，机器人b、c和d以及机器人e、f和g按照各自的指令完成进出轿厢后，分析单元得到的实际次序应当是进入、离开、进入、离开、进入、离开，由于预定次序也是进入、离开、进入、离开、进入、离开，因此判断单元判定二者一致。
52.显然，本实施例中的控制系统主要是针对在某个楼层有多台机器人需要进出轿厢时，利用各台进入轿厢或离开轿厢这两个不同的可能动作，将其组合起来形成一种编码，然后通过比较该编码的实际值与预定值是否一致实现对机器人乘梯是否出现异常的监测。
53.实施例3
54.本实施例在实施例1的基础上，预定次序和实际次序的具体形式作进一步的说明。
55.由于在实施例2中对于形如进入、离开、进入、离开、进入、离开这种对于次序的表现形式，在比较实际次序与预定次序是否一致时不是十分方便。为此，提出以下替代形式，并且以下形式并不限定指定楼层同时存在下梯机器人和乘梯机器人，指定楼层可以仅有下梯机器人或乘梯机器人：
56.形式1、当离开轿厢的下梯机器人数量和进入轿厢的乘梯机器人数量不超过进制最大值时，将所述预定次序和所述实际次序定义为下梯机器人或进入轿厢机器人完成下梯或进入轿厢时已经完成下梯或进入轿厢的机器人的累计数量；
57.所述判断单元将各个累计数量设定为对应于所述累计数量的机器人的次序值，然后将各个次序值按照其次序组合在一起得到数据量；
58.当对应于所述实际次序的数据量与对应于所述预定次序的数据量相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
59.例如对于实施例1中的示例，当采用16进制时，其单个数字的最大值为f，显然是超过了需要进入轿厢或离开轿厢的机器人数量，因此满足要求。例如，进入机器人的映射关系为：直接将序号作为进入机器人的次序值；离开机器人的映射关系为：将f与序号的差作为离开机器人的次序值。这样即可得到对应于预定次序和实际次序的两组次序值，可以将每组次序值的整体看作是一个数据量，比较数据量是否相等。
60.形式2、所述判断单元将有机器人进入轿厢设定为第一幅值a(如1)、将有机器人离开轿厢设定为第二幅值b(0)，所述实际次序和所述预定次序定义为按第一幅值、第二幅值和相邻两次检测到有机器人进入或离开轿厢的时间间隔绘制的波形，当对应于所述实际次序的波形与对应于所述预定次序的波形相同时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。该时间间隔可以是一个指定的固定值，也可以是平均值，还可以是相邻两次检测到有机器人进入或离开轿厢的时间间隔的实际时长。
61.形式3、所述实际次序和所述预定次序定义为包括第一结果和第二结果，所述第一结果为进入轿厢的各个机器人的序号之和，所述第二结果为离开轿厢的各个机器人的序号之和，所述判断单元分别计算和比较对应于所述实际次序的第一结果与对应于所述预定次序的第一结果以及对应于所述实际次序的第二结果与对应于所述预定次序的第二结果，当两个比较结果均相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。
62.实施例4
63.本实施例在前述实施例的基础上，对判断单元判定预定次序与实际次序不一致时的后续处理作进一步的说明。
64.控制系统还包括：
65.诊断单元：当所述判定单元判定所述实际次序与所述预定次序不一致时，对发生异常的机器人人进行诊断。
66.当采用了实施例2中的形式2时，如果判定单元判定所述实际次序与所述预定次序不一致，则可以通过波形比较确定不一致波形对应的所述乘梯机器人组或所述下梯机器人组。
67.这里需要指出的是，由于没有时间信息，因此诊断结果仅能确定是哪个机器人组中的机器人出现异常。当出现异常的机器人组中有多台机器人时，不能进一步诊断出具体
是哪一台机器人在乘梯(进入轿厢或离开轿厢)过程中出现了异常。
68.实施例5
69.本实施例在前述实施例的基础上，对判断单元判定预定次序与实际次序不一致时的后续处理作进一步的说明。
70.本实施例中，控制系统还包括：
71.诊断单元：当所述判定单元判定所述实际次序与所述预定次序不一致时，对发生异常的机器人进行诊断。
72.所述生成单元确定电梯轿厢停靠在楼层并完成开门后的时刻，按照机器人的预定次序以及指定时间间隔确定所述下梯机器人和所述乘梯机器人的离开或进入时刻；
73.所述控制指令包含机器人标识及其对应的离开或进入时刻；
74.所述下梯机器人和所述乘梯机器人在所述离开或进入时刻前提前一定量判断是否满足离开或进入轿厢条件，且在满足时实施离开或进入轿厢的动作；
75.所述诊断单元将原本应在所述离开或进入时刻离开轿厢的所述下梯机器人或原本应在所述离开或进入时刻进入轿厢的所述乘梯机器人认定为发生异常的机器人。
76.离开或进入轿厢条件包括如下条件中的一条或多条：
77.条件1、移动路径被阻隔；
78.条件2、当前时刻是否已超过该机器人的所述离开/进入时刻；
79.条件3、轿厢平层误差超过阈值；
80.条件4、机器人处于正确状态(如送货机器人，其执行送货时应当已经携带有待送货物)。
81.实施例6
82.本实施例提供一种用于机器人乘梯的控制方法，该方法可以应用前述实施1至5的控制系统来实现。
83.所述控制方法具体如下：
84.当在某个指定楼层上有多个机器人进入轿厢或离开轿厢时，控制系统通常会分别针对各个机器人生成对应的控制指令，并根据这些控制指令对各台机器人进行控制，使得轿内和层站的机器人通过移动完成进入或离开轿厢的动作，所有机器人的这些动作组合在一起形成了机器人进出轿厢的队列。由于机器人的动作包含有进入和离开两种取值，将这些取值按照其在队列中的次序进行排列，就形成了一个特定的取值队列，这个取值队列事实上就形成了一种包含有对应于轿厢内机器人在该指定楼层离开轿厢或层站机器人进入轿厢的编码信息。
85.当机器人在乘梯(包括进入轿厢和离开轿厢)过程中因故出现异常(如因通信延迟而未能及时执行移动动作，不满足移动条件等)而未能执行响应动作时，对应的编码信息必然也会随之发生变化。因此，通过比较由控制指令构成的编码信息(相当于前述实施例中的预定次序)与实际的编码信息(相当于前述实施例中的实际次序)是否一致，就可以实现对机器人乘梯是否出现异常的监测。本实施例的控制方法正是基于上述原理，通过分析对应于控制指令的编码信息和对应于机器人的实际移动动作的编码信息，比较二者是否一致来判断机器人在乘梯过程中是否出现异常。
86.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对
本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于机器人乘梯的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：确定单元：根据轿厢内机器人的目的层信息确定至少一个在指定楼层离开轿厢的下梯机器人，根据以所述指定楼层为出发楼层的机器人的呼梯信号确定在所述指定楼层进入轿厢的乘梯机器人；生成单元：用于生成控制所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的控制指令；第一分析单元：根据所述控制指令确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的预定次序；检测单元：用于检测所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢；第二分析单元：根据所述检测单元的检测结果分析并确定所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢时的实际次序；判断单元：用于判断所述实际次序是否与所述预定次序一致，且当所述实际次序与所述预定次序不一致时，认定机器人乘梯异常。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述指定楼层同时存在下梯机器人和乘梯机器人；所述控制指令控制所述下梯机器人与所述乘梯机器人彼此相互间隔，形成至少一个下梯机器人组和至少一个乘梯机器人组，所述下梯机器人组至少包含一个下梯机器人，所述乘梯机器人组至少包含一个乘梯机器人。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，当存在多个下梯机器人组时，各个下梯机器人组包含的所述下梯机器人数量大致相等；当存在多个乘梯机器人组时，各个乘梯机器人组包含的所述乘梯机器人数量大致相等。4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述第二分析单元按照接收到来自所述检测单元检测到机器人进入或离开轿厢的各条记录，并按照时间顺序将各条记录组合在一起得到所述实际次序。5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述判断单元逐一比较所述预定次序和所述实际次序中的每一条记录，当所有记录均相同时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，当离开轿厢的下梯机器人数量和进入轿厢的乘梯机器人数量不超过进制最大值时，将所述预定次序和所述实际次序定义为下梯机器人或进入轿厢机器人完成下梯或进入轿厢时已经完成下梯或进入轿厢的机器人的累计数量；所述判断单元将各个累计数量设定为对应于所述累计数量的机器人的次序值，然后将各个次序值按照其次序组合在一起得到数据量；当对应于所述实际次序的数据量与对应于所述预定次序的数据量相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。7.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述判断单元将有机器人进入轿厢设定为第一幅值a、将有机器人离开轿厢设定为第二幅值b，所述实际次序和所述预定次序定义为按第一幅值、第二幅值和相邻两次检测到有机器人进入或离开轿厢的时间间隔绘制的波形，当对应于所述实际次序的波形与对应于所述预定次序的波形相同时，判定所述
实际次序与所述预定次序一致。8.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述实际次序和所述预定次序定义为包括第一结果和第二结果，所述第一结果为进入轿厢的各个机器人的序号之和，所述第二结果为离开轿厢的各个机器人的序号之和，所述判断单元分别计算和比较对应于所述实际次序的第一结果与对应于所述预定次序的第一结果以及对应于所述实际次序的第二结果与对应于所述预定次序的第二结果，当两个比较结果均相等时，判定所述实际次序与所述预定次序一致。9.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：诊断单元：当所述判定单元判定所述实际次序与所述预定次序不一致时，通过波形比较确定不一致波形对应的所述乘梯机器人组或所述下梯机器人组。10.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述生成单元确定电梯轿厢停靠在楼层并完成开门后的时刻，按照机器人的预定次序以及指定时间间隔确定所述下梯机器人和所述乘梯机器人的离开或进入时刻；所述控制指令包含机器人标识及其对应的离开或进入时刻；所述下梯机器人和所述乘梯机器人在所述离开或进入时刻前提前一定量判断是否满足离开或进入轿厢条件，且在满足时实施离开或进入轿厢的动作；所述诊断单元将原本应在所述离开或进入时刻离开轿厢的所述下梯机器人或原本应在所述离开或进入时刻进入轿厢的所述乘梯机器人认定为发生异常的机器人。11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述离开或进入轿厢条件包括如下条件中的一条或多条：条件1、移动路径被阻隔；条件2、当前时刻是否已超过该机器人的所述离开或进入时刻；条件3、轿厢平层误差超过阈值；条件4、机器人处于正确状态。12.一种用于机器人乘梯的控制方法，其特征在于，所述控制方法将机器人在至少一个指定楼层进入轿厢或离开轿厢的次序作为一种编码信息，通过比较对应于控制指令的预定编码信息与对应于机器人实际进入轿厢或离开轿厢的实际编码信息间的一致性来判断机器人在乘梯过程中是否出现异常。

技术总结
本发明公开一种用于机器人乘梯的控制系统，包括：确定下梯机器人或乘梯机器人的确定单元；用于生成控制下梯机器人离开轿厢以及乘梯机器人进入轿厢的控制指令的生成单元；确定预定次序的第一分析单元；用于检测所述下梯机器人离开轿厢以及所述乘梯机器人进入轿厢的检测单元；确定实际次序的分析单元；用于判断所述实际次序是否与所述预定次序一致，以及认定机器人乘梯异常的判断单元。本发明的用于机器人乘梯的控制系统能够在发生机器人走失的第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常。第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常。第一时间及早地监测到机器人乘梯发生了异常。


技术研发人员：陈玉东
受保护的技术使用者：上海三菱电梯有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/23