【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑机器人，具体地，涉及一种墙面抹灰机器人行走施工控制系统。
技术介绍
1、墙面抹灰机器人为地面全向移动机器人，底盘具有x、y、yaw三个方向自由度，其中，x方向为横向，y方向为纵向，yaw方向为角度方向。墙面抹灰机器人在房间内以顺时针顺序进行作业，即从机器人本体看向施工墙面时机器人始终向右移动完成施工任务。现有的抹灰机器人采用slam(simultaneous localization and mapping，同步定位与建图)定位进行行走控制，其存在以下问题：
2、1、墙面抹灰机器人需要在半开放式的环境中移动施工，其特点是移动轨迹简单、施工工艺精度要求高。
3、2、在现有slam方案中，单线激光雷达slam精度高、对算力要求低，能够满足上述要求，然而所处施工环境常常伴随地面起伏大的情况，进而引发里程计失真和特征突变的问题，容易导致slam定位不准，甚至定位丢失的情况。
4、3、在工厂、办公楼等非住宅场景，常常还伴随着施工场景的slam定位基准缺失的问题，slam的定位难度高，且在大尺度场景下对激光雷达的测距范围提出了更高的要求。
5、4、为保证抹灰垂平度，抹灰工艺的施工基准为人工布置的激光标线仪，而slam技术以墙面为基准进行定位导航，容易因地图模型相较于环境的偏差导致定位偏差，进而引发自动施工流程断开。
6、5、墙面施工机器人通常工作在相似但不相同的环境中，为了保证导航精度，需要针对每个房间建模和离线规划，机器人操作人员需要确认房间和导入相应地图，且对
7、6、墙面抹灰机器人因为需要时常改变工作的场景且地面环境伴随有灰尘和积水等，无法采用预埋轨道、铺设反光条带、粘贴地面二维码等形式引导agv机器人进行施工。
8、针对上述技术问题，相关技术中并没有提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种墙面抹灰机器人行走施工控制系统。
2、本专利技术提供一种墙面抹灰机器人行走施工控制系统，所述系统包括：
3、施工和移动基准确定模块，用于确定抹灰机器人的施工基准和移动基准，其中，所述移动基准为机器人底盘纵向运动和旋转运动的控制基准；
4、站点基准确定模块，用于以右左/墙作为站点基准，获取抹灰机器人距左/右墙的距离；
5、横梁/天花板高度获取模块，用于获取在机器人当前位置处，机器人宽度投影范围内与待施工墙面垂直的顶部横梁/天花板的高度信息；
6、横梁边界获取模块，用于获取左/右移一个机器人宽度的位置处，机器人宽度投影范围内顶部横梁的左边界和右边界位置信息；
7、抹灰规划模块，根据顶部横梁/天花板的高度信息控制当前抹灰高度，并根据抹灰机器人距左/右墙的距离、顶部横梁的左边界和右边界的位置信息进行下一抹的规划。
8、可选地，所述施工和移动基准确定模块确定抹灰机器人的施工基准和移动基准的过程包括：
9、通过面相机感知激光标线仪发射的激光线获取rgb图像；
10、将所述rgb图像转换为hsv图像；
11、依据激光线成像绿色、高亮、高饱和度的特点，在h、s、v三个维度对所述hsv图像进行图片二值化；
12、通过直线拟合获取激光线在图片上的位置和角度；
13、以激光线在纵向上相对于图片中心的偏移量δ作为抹灰机器人的纵向运动控制基准；
14、以激光线相对于图片横向的角度θ作为抹灰机器人的旋转运动控制基准。
15、可选地，所述站点基准确定模块确定抹灰机器人的站点基准的过程包括：
16、获取左/右墙的激光雷达点云数据；
17、对所述点云数据进行直通滤波；
18、对滤波后的点云数据进行直线拟合；
19、判断拟合后的直线斜率是否在误差允许范围内与机器人x轴平行；
20、若在误差允许范围之内，则输出抹灰机器人距左/右墙的距离；若不在误差允许范围之内，则排除所用过的拟合点并继续进行拟合，直到点云数量小于设置的最小拟合点数仍无法拟合满足要求的直线，则报警提取失败。
21、可选地，抹灰机器人在站点间移动过程中，进行机器人到站点基准的绝对距离防撞和距离突变异常检测。
22、可选地，所述站点基准确定模块采用包括但不限于激光雷达、点激光、毫米波雷达和超声波传感器中的任意一种可进行距离测量的传感器。
23、可选地，所述横梁/天花板高度获取模块获取与待施工墙面垂直的顶部横梁/天花板的高度信息的过程包括：
24、获取与待施工墙面垂直的顶部横梁点云数据；
25、在笛卡尔坐标系下，对所述顶部横梁点云数据在机器人当前位置处，机器人宽度投影范围进行直通滤波；
26、利用滤波后的数据进行直线/平面拟合，所拟合直线/平面的法向量与重力方向在误差范围内平行；
27、重复直线/平面拟合的步骤，直到无法再拟合新的直线/平面，取其中高度最小的直线/平面作为顶部横梁/天花板的高度。
28、可选地，所述横梁边界获取模块获取与待施工墙面垂直的顶部横梁边界信息的过程包括：
29、获取与待施工墙面垂直的顶部横梁点云数据；
30、在笛卡尔坐标系下，对所述顶部横梁点云数据在左/右移一个机器人宽度的位置处，机器人宽度投影范围内进行直通滤波；
31、利用滤波后的数据进行直线/平面拟合，所拟合直线/平面的法向量与重力方向在误差范围内平行；
32、重复直线/平面拟合的步骤，直到无法再拟合新的直线/平面，取其中高度最小的直线/平面作为顶部横梁/天花板的高度，根据高度最小的直线/平面，确定顶部横梁的左边界和右边界的位置信息。
33、可选地，在顶部无横梁的情况下，所述抹灰规划模块以左/右墙为基准进行抹灰规划，如图6所示，以右墙为基准进行抹灰规划，在每次更换墙面时，结合在每个站点下的最大墙面施工宽度dmax、最小墙面施工宽度dmin、且dmin<dmax<2*dmin，两抹之间重合宽度即接茬宽度s和机器人距左/右墙距离dwall进行整面墙的站点规划，并拆分单站点抹灰宽度，包括：
34、设定ntemp＝floor(dwall/(dmax-s))；
35、抹数n＝dwall-dmax*ntemp>dmin？ntemp+2:ntemp+1；
36、若n>2，则前n-2抹的宽度为dmax，横移距离为dmax-s，最后两抹宽度为(dwall-(n-3)*(dmax-s))/2，横移距离为(dwall-(n-3)*(dmax-s))/2-s；
37、若n＝2，则第一抹宽度为dmax，第二抹宽度为dwall，横移距离为dwall-s；
38、若n＝1，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述施工和移动基准确定模块确定抹灰机器人的施工基准和移动基准的过程包括：
3.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述站点基准确定模块确定抹灰机器人的站点基准的过程包括：
4.根据权利要求3所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，抹灰机器人在站点间移动过程中，进行机器人到站点基准的绝对距离防撞和距离突变异常检测。
5.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述站点基准确定模块采用激光雷达、点激光、毫米波雷达和超声波传感器中的任意一种可进行距离测量的传感器。
6.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述横梁/天花板高度获取模块获取与待施工墙面垂直的顶部横梁/天花板的高度信息的过程包括：
7.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述横梁边界获取模块获取与待施工墙面垂直的
8.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，在顶部无横梁的情况下，所述抹灰规划模块以左/右墙为基准进行抹灰规划，在每次更换墙面时，结合在每个站点下的最大墙面施工宽度、最小墙面施工宽度、接茬宽度和机器人距左/右墙距离进行整面墙的站点规划，并拆分单站点抹灰宽度。
9.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，在顶部有横梁的情况下，所述抹灰规划模块以左/右墙和横梁位置信息为基准进行抹灰规划，根据当前横梁/天花高度规划当前位置的抹灰高度，结合在每个站点下的最大墙面施工宽度、最小墙面施工宽度、接茬宽度、横梁左边界位置、横梁右边界位置和机器人距左/右墙距离进行下一工作站点的规划。
...【技术特征摘要】
1.一种墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述施工和移动基准确定模块确定抹灰机器人的施工基准和移动基准的过程包括：
3.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述站点基准确定模块确定抹灰机器人的站点基准的过程包括：
4.根据权利要求3所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，抹灰机器人在站点间移动过程中，进行机器人到站点基准的绝对距离防撞和距离突变异常检测。
5.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述站点基准确定模块采用激光雷达、点激光、毫米波雷达和超声波传感器中的任意一种可进行距离测量的传感器。
6.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人行走施工控制系统，其特征在于，所述横梁/天花板高度获取模块获取与待施工墙面垂直的顶...
【专利技术属性】
技术研发人员：高旭峰，吴华，陈益，吴栋，吴美霞，梁衍学，
申请(专利权)人：上海蔚建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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