基于滑轨与激光的施工机器人定位方法、装置、设备、存储介质及产品

    专利查询2025-10-08  5


    本技术涉及机器人建造,尤其涉及一种基于滑轨与激光的施工机器人定位方法、装置、设备、存储介质及产品。


    背景技术:

    1、随着机器人现场建造的领域迅速发展,现场定位需求也不短增加。现场建造的设备通常是轻量级的可移动机器人,依赖定位系统达到加工精度。现有的移动机器人定位方案一种是采用基于自动跟踪全站仪,其原理大致如下:建造现场需要放置一台全站仪,而移动机器人的工具末端会装有1~3个棱镜标靶。全站仪实时跟踪并且定位标靶的位置,从而得出移动机器人的空间位置。另一种是通过红外动捕设备,该技术需要再定位现场预先布设至少4台高精度红外相机,实时跟踪定位反光点目标。上述现有的两种方案的成本都较高昂。

    2、因此,如何降低施工机器人定位的成本成为一个亟待解决的技术问题。

    3、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。


    技术实现思路

    1、本技术的主要目的在于提供了一种基于滑轨与激光的施工机器人定位方法、装置、设备、存储介质及产品,旨在解决如何降低施工机器人定位成本的技术问题。

    2、为实现上述目的,本技术提供了一种基于滑轨与激光的施工机器人定位方法,用于基于滑轨与激光的施工机器人定位设备,所述设备包括水平导轨、竖直导轨以及激光接收件,所述水平导轨与所述竖直导轨的滑块上都设有激光发射件,所述竖直导轨上还设有激光测距组件,所述激光发射件发射的光束投射于所述激光接收件的投影面板中心,所述激光接收件固定于待定位施工机器人,所述方法包括以下步骤:

    3、根据所述水平导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第一方向上的位移;

    4、根据所述竖直导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第二方向上的位移;

    5、基于所述激光测距组件,确定所述待定位施工机器人在第三方向上的位移;

    6、根据所述待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置。

    7、在一实施例中,在所述根据所述水平导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第一方向上的位移的步骤之前,还包括:

    8、获取总施工数据;

    9、根据所述总施工数据,确定施工区域的长度数据、宽度数据以及高度数据;

    10、将所述长度数据、所述宽度数据以及所述高度数据中的最大值对应的方向作为所述第三方向。

    11、在一实施例中,所述激光接收件上设有两个投影面板与两个视觉相机,所述视觉相机分别对准所述投影面板,在所述根据所述水平导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第一方向上的位移的步骤之前,所述方法还包括:

    12、在所述激光发射件发射光束后,获取所述视觉相机拍摄的光斑图像;

    13、基于预设图像处理算法,确定所述光斑图像中的光斑在对应的投影面板中的位置;

    14、若所述位置不在所述投影面板的中心,对对应的激光发射件发射的光束进行调整,以使所述光斑在所述投影面板的中心。

    15、在一实施例中,所述激光发射件上设有旋转底座且所述激光发射件发出的光束与对应的导轨运动方向垂直,所述若所述位置不在所述投影面板的中心,对对应的激光发射件发射的光束进行调整,以使所述光斑投影在所述投影面板的中心的步骤,包括:

    16、若所述位置不在所述投影面板的中心,将所述位置与所述投影面板的中心进行对比,确定所述位置相较于所述中心的偏移量;

    17、根据所述偏移量,确定对应的激光发射件的调整角度与调整方向;

    18、基于所述调整角度与所述调整方向,控制所述旋转底座旋转,以使所述光斑投影所述投影面板的中心。

    19、在一实施例中,所述根据所述待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置的步骤,包括:

    20、对所述待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移以及在第三方向上的位移进行几何转换,得到相对水平位置、相对竖直位置以及相对高度位置;

    21、根据所述相对水平位置与所述预设校准变量中的初始水平位置,确定绝对水平位置;

    22、根据所述相对竖直位置与所述预设校准变量中的初始竖直位置,确定绝对竖直位置;

    23、根据所述相对高度位置与所述预设校准变量中的初始高度位置,确定绝对高度位置;

    24、将所述绝对水平位置、所述绝对竖直位置以及所述绝对高度位置作为所述目标位置。

    25、在一实施例中,所述方法还包括:

    26、实时采集当前环境数据,对所述当前环境数据进行预处理,得到预处理环境数据,其中,所述预处理包括去噪处理、异常值过滤处理以及平滑处理中的一种或多种;

    27、基于所述预处理环境数据,构建环境变化模型;

    28、基于所述环境变化模型,确定所述目标位置的误差源与误差程度;

    29、基于所述误差源与误差程度,生成补偿策略;

    30、基于所述补偿策略,调整设备参数。

    31、此外,为实现上述目的,本技术还提出一种基于滑轨与激光的施工机器人定位装置,所述基于滑轨与激光的施工机器人定位装置包括:

    32、第一位移确定模块,用于根据所述水平导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第一方向上的位移;

    33、第二位移确定模块,用于根据所述竖直导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第二方向上的位移;

    34、第三位移确定模块,用于基于所述激光测距组件,确定所述待定位施工机器人在第三方向上的位移;

    35、目标位置确定模块,用于根据所述待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置。

    36、此外,为实现上述目的,本技术还提出一种基于滑轨与激光的施工机器人定位设备,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于滑轨与激光的施工机器人定位程序,所述基于滑轨与激光的施工机器人定位程序配置为实现如上文所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。

    37、此外,为实现上述目的,本技术还提出一种存储介质,所述存储介质上存储有基于滑轨与激光的施工机器人定位程序,所述基于滑轨与激光的施工机器人定位程序被处理器执行时实现如上文所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。

    38、此外,为实现上述目的,本技术还提出一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。

    39、本技术根据水平导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第一方向上的位移;根据竖直导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第二方向上的位移;基于激光测距组件,确定待定位施工机器人在第三方向上的位移;根据待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置。本技术通过使用水平导轨、竖直导轨和激光测距组件,实现了施工机器人在三维空间中的高精度定位,导轨和激光测距组件的成本远低于现有技术中的自动跟踪全站仪和红外动捕设备,显著降低了成本。


    技术特征:

    1.一种基于滑轨与激光的施工机器人定位方法,用于基于滑轨与激光的施工机器人定位设备,其特征在于,所述设备包括水平导轨、竖直导轨以及激光接收件,所述水平导轨与所述竖直导轨的滑块上都设有激光发射件,所述竖直导轨上还设有激光测距组件,所述激光发射件发射的光束投射于所述激光接收件的投影面板中心,所述激光接收件固定于待定位施工机器人,所述方法包括:

    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据所述水平导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第一方向上的位移的步骤之前,还包括:

    3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述激光接收件上设有两个投影面板与两个视觉相机,所述视觉相机分别对准所述投影面板,在所述根据所述水平导轨的滑块的位移,确定所述待定位施工机器人在第一方向上的位移的步骤之前,所述方法还包括:

    4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述激光发射件上设有旋转底座且所述激光发射件发出的光束与对应的导轨运动方向垂直,所述若所述位置不在所述投影面板的中心,对对应的激光发射件发射的光束进行调整,以使所述光斑投影在所述投影面板的中心的步骤,包括:

    5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置的步骤,包括:

    6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    7.一种基于滑轨与激光的施工机器人定位装置,其特征在于,所述装置包括:

    8.一种计算机设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于滑轨与激光的施工机器人定位程序,所述基于滑轨与激光的施工机器人定位程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。

    9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有基于滑轨与激光的施工机器人定位程序,所述基于滑轨与激光的施工机器人定位程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。

    10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于滑轨与激光的施工机器人定位方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及机器人建造技术领域,尤其涉及一种基于滑轨与激光的施工机器人定位方法、装置、设备、存储介质及产品。该方法根据水平导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第一方向上的位移;根据竖直导轨的滑块的位移,确定待定位施工机器人在第二方向上的位移;基于激光测距组件,确定待定位施工机器人在第三方向上的位移;根据待定位施工机器人在第一方向上的位移、在第二方向上的位移、在第三方向上的位移以及预设初始校准变量,确定目标位置。该方法通过使用水平导轨、竖直导轨和激光测距组件,实现了施工机器人在三维空间中的高精度定位,导轨和激光测距组件的成本远低于现有技术中的自动跟踪全站仪和红外动捕设备,显著降低了成本。

    技术研发人员:袁烽,高肖帆
    受保护的技术使用者:同济大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-31345.html

    最新回复(0)