一种自动放线机器人的定位盲区纠偏控制系统的制作方法

文档序号:40585566发布日期:2025-01-07 20:25阅读:47来源:国知局

本发明涉及施工自动放线控制,尤指一种自动放线机器人的定位盲区纠偏控制系统。


背景技术:

1、随着建筑行业的发展和大型项目施工的复杂化,地面标线的精度和效率要求越来越高。在传统施工过程中,人工放线是一种常见的施工准备工作,然而人工放线不仅效率低下,而且容易导致定位误差和重复劳动的增加。

2、现有技术通过自动放线机器人通过激光定位器接收接收预设的数字图纸对地面发射激光点,使放线机器人跟踪发射激光点完成放线工作,然而,现有的自动放线系统仍然面临一些技术挑战,尤其是在放线过程中遇到障碍物(墙体或杂物)遮挡时,机器人无法准确完成放线任务。障碍物的存在不仅会导致机器人失去定位信号,甚至还会导致放线偏差,无法完成复杂环境中的高精度放线操作。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明提供一种自动放线机器人的定位盲区纠偏控制系统,通过跟踪装置、放线机器人与本地局域网控制模块的协同工作,实现了对障碍物区域的自动检测和映射,并通过算法校正放线路径,确保机器人能够在信号遮挡或盲区环境中依然完成精确的放线操作。

2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

3、一种自动放线机器人的定位盲区纠偏控制系统,包括:跟踪装置、放线机器人和本地局域网控制模块,所述跟踪装置和所述放线机器人分别与所述本地局域网控制模块通信连接,所述本地局域网控制模块包括障碍物映射单元、盲区处理单元和放线控制单元;

4、所述跟踪装置用于根据数字图纸预标注的放线坐标对实景地面进行激光信号的逐点发射;

5、所述放线机器人用于通过接收激光信号和接收本地局域网控制模块的控制信号进行逐点移动和喷墨放线;

6、所述障碍物映射单元用于通过记录放线机器人接收激光信号进行移动时激光信号的丢失位置和恢复位置,根据激光信号的丢失位置与恢复位置确定定位盲区,控制放线机器人对障碍物的保持预设恒定距离绕行并记录绕行坐标数据,根据绕行坐标数据绘制障碍物轮廓并对数字图纸进行障碍物映射;

7、所述盲区处理单元用于对完成障碍物映射的数字图纸进行放线坐标校正,得到执行图纸;

8、所述放线控制模块包括接收区放线单元和盲区放线单元,所述接收区放线单元用于在放线机器人可接收到激光信号时控制放线机器人进行喷墨放线;盲区放线单元用于在放线机器人不可接收到激光信号时根据执行图纸控制放线机器人在定位盲区内进行放线操作。

9、进一步地,所述跟踪装置包括跟踪装置本体及设置于装置本体的激光发射器、图像获取装置、校验单元和移动单元;

10、所述激光发射器用于接收数字图纸并根据数字图纸预标注的放线坐标对实景地面进行激光信号的逐点发射;

11、所述图像获取装置用于获取跟踪装置当前方位的图像数据;

12、所属校验单元用于基于卷积神经网络对当前方位的图像数据与数字图纸进行比对验证,计算跟踪装置当前所属方位与数字图纸中标记跟踪装置的轨迹重合度,根据方位重合度发出校验提醒;

13、所述移动单元用于控制装置本体在预设轨道上进行移动。

14、进一步地,所述放线机器人包括载体和设置于载体的激光信号接收装置、测距传感器、喷墨装置、定位装置和移动装置。

15、进一步地,所述记录放线机器人接收激光信号进行移动时激光信号的丢失位置和恢复位置包括:

16、所述放线机器人丢失激光信号时,获取激光信号的丢失位置,通过测距传感器使放线机器人对障碍物保持距离进行避障移动,并获取激光信号的恢复位置。

17、进一步地,所述根据激光信号的丢失位置与恢复位置确定定位盲区包括:

18、根据激光信号的丢失位置与恢复位置分别生成丢失坐标与恢复坐标;

19、对丢失坐标、恢复坐标和跟踪装置分别进行连线得到封闭区域,将封闭区域记录为定位盲区。

20、进一步地,所述控制放线机器人对障碍物的保持预设恒定距离绕行并记录绕行坐标数据,根据绕行坐标数据绘制障碍物轮廓并对数字图纸进行障碍物映射包括以下步骤:

21、控制放线机器人向所述定位盲区移动,并通过距离传感器实时获取距离参数;

22、预设恒定距离标准值,若距离参数达到预设恒定距离标准值时,控制放线机器人保持预设恒定距离标准值与障碍物绕行;

23、实时记录放线机器人的位置坐标,生成绕行坐标数据序列;

24、根据绕行坐标数据序列,通过曲线拟合算法,绘制障碍物的轮廓线;

25、在障碍物的轮廓线中均匀提取若干个点位坐标,所述点位坐标的提取数量与障碍物的轮廓线总长等比;

26、基于提取的若干个点位坐标对数字图纸进行障碍物映射标记。

27、进一步地,所述对完成障碍物映射的数字图纸进行放线坐标校正包括对数字图纸进行障碍物映射标记后,对数字图纸中与障碍物重合的预标注的放线坐标进行逻辑删除。

28、进一步地,所述在放线机器人不可接收到激光信号时根据执行图纸控制放线机器人在定位盲区内进行放线操作包括:

29、s1、根据下一待放线喷墨的放线坐标选择转向次数最少的定位盲区进入点位;

30、s2、控制放线机器人到达所述进入点位并进行定位校准;

31、s3、控制放线机器人从所述进入点位进入定位盲区并根据执行图纸中的放线坐标进行放线喷墨;

32、s4、实时获取放线机器人的当前位置,并利用卡尔曼滤波算法对当前位置信息进行预测和校正;

33、s4、在定位盲区每完成一次直线放线喷墨后,控制放线机器人暂停放线喷墨并离开定位盲区,重新执行s1。

34、进一步地,所述s1包括以下步骤:

35、通过dijkstra算法计算各定位盲区的可行进入点位,并基于转向次数和路径长度参数进行权重评估;

36、根据权重评估结果,选择转向次数最少且路径最短的定位盲区进入点位。

37、本发明的有益效果在于:本发明通过障碍物映射单元实现障碍物的轮廓确定。当放线机器人在工作过程中接收激光信号时,如果遇到障碍物导致信号丢失,记录信号丢失位置和恢复位置。障碍物映射单元利用这两个位置,通过连线确定障碍物的初步区域。为了更准确地确定障碍物的轮廓,系统控制放线机器人绕障碍物保持预设的恒定距离进行移动。在绕行过程中,机器人通过测距传感器实时采集障碍物周围的坐标数据。这些数据被用于精确绘制障碍物的轮廓线,并映射到数字图纸上。通过获取障碍物的外围数据点,系统能够绘制出障碍物的真实形状和大小。在障碍物轮廓确定后,通过盲区处理单元进一步确保放线机器人在信号盲区内的操作准确性。对于那些因障碍物完全遮挡而形成的信号盲区,系统根据之前获取的障碍物轮廓,对数字图纸中的放线坐标进行校正。这确保了放线机器人能够依据修正后的图纸,在无法接收激光信号的盲区内继续执行精准的放线任务。通过该步骤,机器人不再依赖外部激光信号,而是根据已校正的坐标执行放线操作,纠正了信号盲区内的放线误差。通过设置dijkstra算法并结合转向次数和路径长度参数的加权计算,系统能够在障碍物映射完成后为放线机器人生成造成误差最少的下一定位盲区进入点,确保其在定位盲区执行放线喷墨的同时保持最短路径和最少的转向次数,极大减少误差叠加。在每次完成盲区内或绕障区域的放线操作后,放线机器人会返回到预定的校准点,通过获取当前位置信息与原始坐标系进行比对,确认机器人当前位置与理想位置之间的偏差。通过这一校准步骤,系统能够在长时间作业后修正可能出现的误差累积,确保后续放线的准确性。例如,机器人在绕障完成后,返回校准点时会基于之前采集的坐标点与全局坐标系重新对齐,通过卡尔曼滤波算法对偏差进行调整,确保放线操作持续保持高精度。此校准功能特别重要,因为在长距离或复杂地形的作业中,任何小的偏差都会累积并影响整体的放线精度,因此每次关键节点后的校准能够有效减小误差,并确保整个放线过程的一致性和精确性。

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