喷涂路径控制方法和装置与流程

1.本发明实施例涉及喷涂领域，具体而言，涉及一种喷涂路径控制方法和装置。


背景技术：

2.在喷涂机器人领域中，喷涂机器人需要在目标墙面前调整导航位置和喷涂手臂的角度等来完成喷涂，由于要喷涂的墙面面积通常比较大，因而喷涂机器人需要多次调整底盘位置和手臂等完成喷涂，相关技术中由于机器人要喷涂的图像通常是包含多个颜色的，每个颜色的喷枪要单独走一次喷涂路径，因而整个喷涂流程时间长，线路复杂。
3.由此可知，相关技术中存在喷涂机器人喷涂路径规划复杂喷涂效率低的问题。
4.针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种喷涂路径控制方法和装置，以至少解决相关技术中存在喷涂机器人喷涂路径规划复杂喷涂效率低的问题。
6.根据本发明的一个实施例，提供了一种喷涂路径控制方法，包括：获取待喷涂的图像数据；获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；根据所述待喷涂的图像数据、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，所述喷涂路径为所述喷涂设备移动的路径，所述喷涂动作为所述喷涂设备的机械臂动作。
7.进一步地，根据所述待喷涂的图像数据、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作包括：根据所述待喷涂的图像数据中的图像色彩、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂作业点；根据所述待喷涂的图像数据中的图像色彩和每个喷涂作业点的位置确定每个作业点需喷涂的喷枪颜色和喷涂顺序；根据所述喷涂作业点与所述目标对象的距离确定所述喷涂动作。
8.进一步地，根据所述喷涂作业点与所述目标对象的距离确定所述喷涂动作包括：根据所述喷涂作业点与所述目标对象的距离控制所述喷涂设备的机械臂各个关节的角度，以使所述喷涂设备的喷枪与所述目标对象的垂直距离在预设距离范围内。
9.进一步地，根据所述待喷涂的图像数据中的图像色彩和每个喷涂作业点的位置确定每个作业点需喷涂的喷枪颜色和喷涂顺序包括：在所述待喷涂的图像在当前作业点的喷涂部分仅为第一颜色的情况下，确定喷枪颜色为所述第一颜色；在所述待喷涂的图像在当前作业点的喷涂部分为多个颜色的情况下，确定喷枪颜色为对应的多个颜色的喷枪，根据画面的连续或分离情况确定喷枪顺序。
10.进一步地，根据所述待喷涂的图像数据、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作包括：根据所述待喷涂的图像数据中的图像色彩、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂作业点，且所述喷涂作业点连接形成的喷涂路径不存在重复路径。
11.进一步地，在根据所述待喷涂的图像数据、所述待喷涂的目标对象和所述周围环
境信息生成喷涂路径和喷涂动作之后，所述方法还包括：判断每个喷涂作业点是否存在特殊点标记信息；如果存在，则根据所述特殊点标记信息对所述喷涂路径和所述喷涂动作进行调整。
12.根据本发明的另一个实施例，提供了一种喷涂路径控制装置，包括：第一获取单元，用于获取待喷涂的图像数据；第二获取单元，用于获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；生成单元，用于根据所述待喷涂的图像数据、所述待喷涂的目标对象和所述周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，所述喷涂路径为所述喷涂设备移动的路径，所述喷涂动作为所述喷涂设备的机械臂动作。
13.根据本发明的又一个实施例，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存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
14.根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
15.通过本发明，获取待喷涂的图像数据；获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，喷涂路径为喷涂设备移动的路径，喷涂动作为喷涂设备的机械臂动作，因此，可以解决相关技术中存在的喷涂机器人喷涂路径规划复杂喷涂效率低的问题，达到了提高喷涂机器人的喷涂效率的效果。
附图说明
16.图1是本发明实施例的一种喷涂路径控制方法的移动终端的硬件结构框图；
17.图2是根据本发明实施例的喷涂路径控制方法的流程图；
18.图3是本实施例的app连接设备的示意图；
19.图4是本实施例的手动控制喷涂设备的示意图；
20.图5是本实施例的喷涂设备自动模式工作的示意图；
21.图6是本实施例的特殊点作业和控制测量过程的示意图；
22.图7是本实施例的其他测量类型的示意图；
23.图8是本实施例的喷涂设备的示意图；
24.图9是根据本发明实施例的喷涂路径控制装置的结构框图。
具体实施方式
25.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
26.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
27.本技术实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种喷涂路径控制方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装
置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
28.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的喷涂路径控制方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
29.传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
30.在本实施例中提供了一种喷涂路径控制方法，图2是根据本发明实施例的喷涂路径控制方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
31.步骤s101，获取待喷涂的图像数据；
32.步骤s102，获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；
33.步骤s103，根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，喷涂路径为喷涂设备移动的路径，喷涂动作为喷涂设备的机械臂动作。
34.在上述实施例中，获取待喷涂的图像数据；获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，喷涂路径为喷涂设备移动的路径，喷涂动作为喷涂设备的机械臂动作，因此，可以解决相关技术中存在的喷涂机器人喷涂路径规划复杂喷涂效率低的问题，达到了提高喷涂机器人的喷涂效率的效果。
35.在本实施例中，待喷涂的图像数据可以是要往墙上喷的图案，例如蓝天白云图案，待喷涂的目标对象是墙面或者其他平面，甚至可以是其他不是那么平整的物体的外立面，喷涂的材料可以是油漆，也可以是其他类型的涂料，获取要喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环节信息，这样可以用于规划喷涂设备的喷涂路径和喷涂设备的喷涂动作，为了保证喷涂设备按照规划的喷涂路径和喷涂动作进行喷涂，需要说明的是，喷涂动作包含机械臂的动作，包括关节之间的角度和喷枪的位置等等，规划的路径通常是单行线，这样从待喷涂的目标对象的一边移动到另一边完成整体喷涂，每个点喷涂多个颜色，一次性完成整体喷涂，减少多次重复移动，提高喷涂效率。
36.作为一种可选的实施方式，根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作包括：根据待喷涂的图像数据中的图像色彩、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂作业点；根据待喷涂的图像数据中的图像色彩和每个喷涂
作业点的位置确定每个作业点需喷涂的喷枪颜色和喷涂顺序；根据喷涂作业点与目标对象的距离确定喷涂动作。
37.通过待喷涂的图像中的色彩和目标对象(例如墙)和周围环境信息生成喷涂作业点，例如，喷涂的目标对象是平整的墙壁，周围又没有阻挡和障碍物的话，喷涂作业点是多个距离类似(取决于图案)分散的点，如果喷涂对象不平整或者有障碍物或者旁边还有墙，则喷涂的作业点会是其他类型的点，通过这样的方式可以以最短的路径在每个作业点完成整体喷涂。
38.作为一种可选的实施方式，根据喷涂作业点与目标对象的距离确定喷涂动作包括：根据喷涂作业点与目标对象的距离控制喷涂设备的机械臂各个关节的角度，以使喷涂设备的喷枪与目标对象的垂直距离在预设距离范围内。
39.根据喷涂作业点与目标对象的距离控制机械臂的角度可以是在当前这个作业点能够到的范围内喷涂尽可能多的区域，这样可以减少路线行进和导航的时间，提高喷涂效率，在一个点喷涂尽可能多的区域。
40.作为一种可选的实施方式，根据待喷涂的图像数据中的图像色彩和每个喷涂作业点的位置确定每个作业点需喷涂的喷枪颜色和喷涂顺序包括：在待喷涂的图像在当前作业点的喷涂部分仅为第一颜色的情况下，确定喷枪颜色为第一颜色；在待喷涂的图像在当前作业点的喷涂部分为多个颜色的情况下，确定喷枪颜色为对应的多个颜色的喷枪，根据画面的连续或分离情况确定喷枪顺序。
41.在喷涂设备上通常有多个喷枪，每个喷枪对应不同的颜色，如果待喷涂的图像在当前作业点要喷涂的颜色只有一个颜色，则只需要使用对应颜色的喷枪即可完成喷涂，如果在该作业点的喷涂部分为多个颜色，则需要根据画面情况确定对应的多个颜色的喷枪，根据画面的连续或者离散情况确定喷枪顺序，例如先喷涂蓝色，再喷涂白色部分，再喷涂红色部分等等顺序。
42.作为一种可选的实施方式，根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作包括：根据待喷涂的图像数据中的图像色彩、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂作业点，且喷涂作业点连接形成的喷涂路径不存在重复路径。
43.为了最大程度节省导航时间，提高喷涂效率，简化喷涂路径，根据待喷涂的图像数据中的图像色彩、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成的喷涂作业点所形成的喷涂路径是不重复的，从一个方向按顺序移动到另一个方向，这样在每个喷涂点把所有要喷涂的画面都喷涂完成，无需重复多次喷涂不同的颜色。
44.作为一种可选的实施方式，在根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作之后，判断每个喷涂作业点是否存在特殊点标记信息；如果存在，则根据特殊点标记信息对喷涂路径和喷涂动作进行调整。
45.每个喷涂作业点的特殊点标记信息可以是预先人工录入的，也可以是喷涂过程中获取的，例如其他喷涂设备在操作过程中生成的避障等注意事项形成的特殊点标记信息等，如果有，则根据标记信息对喷涂路径和喷涂动作进行调整，需要说明的是，喷涂动作涉及到机械臂各个关节之间的配合，各个关节的角度和位置需要精确确定，以实现喷枪距离墙面在合适的位置，不太近也不太远，确保最佳的喷涂效果。
46.本实施例还提供了一种具体实施方式，下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行说明。
47.图3是本实施例的app连接设备的示意图，如图3所示，用户在对设备上电之后，下位机进入设备初始化，完成喷涂导航，主控各自初始化及对接，各端(用户端，上位机，下位机)完成网络连接，其中用户端可以是app，用户通过操作app可以向上位机发送指令，上位机接入默认ap，app进入手动操作页面，上位机获取设备信息，下位机向上位机上报状态报文，上位机显示当前设备基本信息；完成连接过程，这个过程可以作为设备绑定配对过程。
48.图4是本实施例的手动控制喷涂设备的示意图，用户通过app操作进入遥控模式，选择遥控方式后，上位机发送“按键方向指令”给下位机，下位机执行移动指令，并将设备状态反馈给上位机，上位机通过摇杆指令控制下位机执行移动指令，下位机反馈设备状态给上位机，上位机反馈给app侧并显示状态，用户可以看到状态。
49.图5是本实施例的喷涂设备自动模式工作的示意图，如图5所示，用户从app控制进入自动模式场景后，设定喷涂项目名称，选择图纸输入比例尺后，上位机向导航模块发送传图指令，导航模块执行收徒后，根据比例尺将图片格式dwg转化成png格式，规划路径点坐标，向上位机发送栅格图后，在app上显示栅格图，规划坐标点，上位机生成作业点脚本，喷涂主控设备完成初始化，发送为请求导航和设备状态给导航模块，导航模块接收到“设备正常”状态后转发给上位机，上位机返回给app端显示设备待机正常，用户点击启动测量后，上位机向导航模块发送启示点规划点脚本报文，导航模块复位导航状态，完成位姿初始化，喷涂主控设备(也即喷涂设备)检测导航状态后，进入正常点作业过程，导航模块向喷涂主控设备发送剩余点报文，发送定位成功可导航状态，喷涂主控设备发送请求导航指令给导航模块，导航模块发送“导航中”的状态给喷涂设备，喷涂设备发送已知导航指令给导航模块，导航模块启动单点自动导航任务，向喷涂设备发送到达目标点，无特殊点标志，喷涂设备返回未请求导航指令，喷涂设备执行喷涂作业，导航模块向上位机发送设备状态后执行下个目标点的导航任务，直至喷涂设备判断剩余点为0之后，返回作业完成状态指令，导航模块返回作业完成状态给上位机，上位机记录本次作业并在app展示作业完成状态信息。
50.图6是本实施例的特殊点作业和控制测量过程的示意图，如图6所示，在一些特殊点作业中，导航模块发送定位成功可导航状态给喷涂设备，喷涂设备返回请求导航指令，导航模块发送导航中状态后，单点自动导航任务，喷涂设备返回发送已知导航指令，导航模块再次发送到达目标点，特殊点标记后，喷涂设备返回未请求导航指令，喷涂设备执行车体挪移，喷涂作业，车体挪移，喷涂作业，导航模块向上位机发送设备状态后，执行下个目标点导航任务。
51.在控制测量过程中，用户可以在app客户端手动操控，如果用户在app点击了暂停，则上位机向导航模块发送暂停指令，导航模块转发给喷涂设备，并处理导航暂停指令，喷涂设备处理暂停操作指令后，执行暂停操作，向导航模块发送设备暂停状态，导航模块转发至上位机，上位机的暂停按钮变成继续，如果用户点击了继续，则上位机向导航模块发送恢复指令，导航模块转发给喷涂设备后处理“恢复导航”过程，喷涂设备处理恢复操作并向导航模块发送设备状态，导航模块向上位机反馈“busy/作业恢复”，上位机将“继续”按钮变为“暂停”，导航模块继续执行导航。
52.图7是本实施例的其他测量类型的示意图，在主动停止测量流程中，用户点击了停
止后，上位机提示用户是否停止作业进程，用户点击确认停止后，上位机向导航模块发送终止指令，导航模块转发给喷涂设备，并处理“导航终止”，喷涂设备处理“作业终止”，导航模块复位，喷涂设备复位并向导航模块发送设备状态，导航模块转发“设备待机空闲”给上位机，上位机界面控制按钮恢复待测量状态。
53.在正常测量结束流程中，导航模块确认所有喷涂点完成后，向喷涂设备发送“复位指令”，导航模块完成复位，喷涂设备完成复位后，导航模块向上位机反馈自动测量完成后再次复位，向上位机反馈“设备待机空闲”，节目控制按钮恢复待测量状态，恢复初始状态，app上按钮切换显示。
54.在导航异常情况时，导航模块检测到导航失败，向喷涂设备发送导航失败状态，喷涂设备返回设备故障状态，导航模块转发设备故障状态给上位机，导航模块记录并复位，上位机向app提示故障，app上显示故障提醒，方便用户及时获知异常情况，具体的，该异常情况可以是文字提醒也可以是图片、声音等类型的提示消息，接着上位机恢复初始状态。
55.在喷涂出现异常时，喷涂设备检测到异常后向导航模块发送设备故障状态消息，导航模块转发给上位机，喷涂设备记录并复位设备，上位机在app上显示提示消息，提示故障，上位机恢复初始状态，通过这样的方案，在出现异常时，及时发出提示信息，能够方便用户了解异常情况，排查异常，提高喷涂效率。
56.图8是本实施例的喷涂设备的示意图，如图8所示，该设备底部设置有轮子，可以根据导航指令向各个方向移动，导航模块设置在该喷涂设备上，可以是底盘处，也可以是设备上的其他位置处，导航模块可以通过激光雷达实现运动底盘的自我定位和导航，驱动运动底盘在喷涂场景中，进行无人运动和作业，在导航和喷涂过程中可以检测周围障碍物，防止碰触，并且，能够根据喷涂的内容和效果要求，精准控制目标点的位置，以控制喷头距离墙面的距离，满足喷漆的漆量要求，实现最佳的喷漆效果。
57.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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的方法。
58.在本实施例中还提供了一种喷涂路径控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
59.图9是根据本发明实施例的喷涂路径控制装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
60.第一获取单元10，用于获取待喷涂的图像数据；第二获取单元20，用于获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；生成单元30，用于根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，喷涂路径为喷涂设备移动的路径，喷涂动作为喷涂设备的机械臂动作。
61.该实施例通过第一获取单元10，用于获取待喷涂的图像数据；第二获取单元20，用
于获取待喷涂的目标对象和喷涂设备的周围环境信息；生成单元30，用于根据待喷涂的图像数据、待喷涂的目标对象和周围环境信息生成喷涂路径和喷涂动作，其中，喷涂路径为喷涂设备移动的路径，喷涂动作为喷涂设备的机械臂动作，可以解决相关技术中存在的喷涂机器人喷涂路径规划复杂喷涂效率低的问题，达到了提高喷涂机器人的喷涂效率的效果。
62.需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
63.本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
64.在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-only memory，简称为rom)、随机存取存储器(random access memory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
65.本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
66.在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
67.本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
68.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
69.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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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。