本發(fā)明涉及施工自動放線控制，尤指一種自動放線機(jī)器人的定位盲區(qū)糾偏控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和大型項(xiàng)目施工的復(fù)雜化，地面標(biāo)線的精度和效率要求越來越高。在傳統(tǒng)施工過程中，人工放線是一種常見的施工準(zhǔn)備工作，然而人工放線不僅效率低下，而且容易導(dǎo)致定位誤差和重復(fù)勞動的增加。

2、現(xiàn)有技術(shù)通過自動放線機(jī)器人通過激光定位器接收接收預(yù)設(shè)的數(shù)字圖紙對地面發(fā)射激光點(diǎn)，使放線機(jī)器人跟蹤發(fā)射激光點(diǎn)完成放線工作，然而，現(xiàn)有的自動放線系統(tǒng)仍然面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在放線過程中遇到障礙物(墻體或雜物)遮擋時，機(jī)器人無法準(zhǔn)確完成放線任務(wù)。障礙物的存在不僅會導(dǎo)致機(jī)器人失去定位信號，甚至還會導(dǎo)致放線偏差，無法完成復(fù)雜環(huán)境中的高精度放線操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種自動放線機(jī)器人的定位盲區(qū)糾偏控制系統(tǒng)，通過跟蹤裝置、放線機(jī)器人與本地局域網(wǎng)控制模塊的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了對障礙物區(qū)域的自動檢測和映射，并通過算法校正放線路徑，確保機(jī)器人能夠在信號遮擋或盲區(qū)環(huán)境中依然完成精確的放線操作。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種自動放線機(jī)器人的定位盲區(qū)糾偏控制系統(tǒng)，包括：跟蹤裝置、放線機(jī)器人和本地局域網(wǎng)控制模塊，所述跟蹤裝置和所述放線機(jī)器人分別與所述本地局域網(wǎng)控制模塊通信連接，所述本地局域網(wǎng)控制模塊包括障礙物映射單元、盲區(qū)處理單元和放線控制單元；

4、所述跟蹤裝置用于根據(jù)數(shù)字圖紙預(yù)標(biāo)注的放線坐標(biāo)對實(shí)景地面進(jìn)行激光信號的逐點(diǎn)發(fā)射；

5、所述放線機(jī)器人用于通過接收激光信號和接收本地局域網(wǎng)控制模塊的控制信號進(jìn)行逐點(diǎn)移動和噴墨放線；

6、所述障礙物映射單元用于通過記錄放線機(jī)器人接收激光信號進(jìn)行移動時激光信號的丟失位置和恢復(fù)位置，根據(jù)激光信號的丟失位置與恢復(fù)位置確定定位盲區(qū)，控制放線機(jī)器人對障礙物的保持預(yù)設(shè)恒定距離繞行并記錄繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)繪制障礙物輪廓并對數(shù)字圖紙進(jìn)行障礙物映射；

7、所述盲區(qū)處理單元用于對完成障礙物映射的數(shù)字圖紙進(jìn)行放線坐標(biāo)校正，得到執(zhí)行圖紙；

8、所述放線控制模塊包括接收區(qū)放線單元和盲區(qū)放線單元，所述接收區(qū)放線單元用于在放線機(jī)器人可接收到激光信號時控制放線機(jī)器人進(jìn)行噴墨放線；盲區(qū)放線單元用于在放線機(jī)器人不可接收到激光信號時根據(jù)執(zhí)行圖紙控制放線機(jī)器人在定位盲區(qū)內(nèi)進(jìn)行放線操作。

9、進(jìn)一步地，所述跟蹤裝置包括跟蹤裝置本體及設(shè)置于裝置本體的激光發(fā)射器、圖像獲取裝置、校驗(yàn)單元和移動單元；

10、所述激光發(fā)射器用于接收數(shù)字圖紙并根據(jù)數(shù)字圖紙預(yù)標(biāo)注的放線坐標(biāo)對實(shí)景地面進(jìn)行激光信號的逐點(diǎn)發(fā)射；

11、所述圖像獲取裝置用于獲取跟蹤裝置當(dāng)前方位的圖像數(shù)據(jù)；

12、所屬校驗(yàn)單元用于基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對當(dāng)前方位的圖像數(shù)據(jù)與數(shù)字圖紙進(jìn)行比對驗(yàn)證，計算跟蹤裝置當(dāng)前所屬方位與數(shù)字圖紙中標(biāo)記跟蹤裝置的軌跡重合度，根據(jù)方位重合度發(fā)出校驗(yàn)提醒；

13、所述移動單元用于控制裝置本體在預(yù)設(shè)軌道上進(jìn)行移動。

14、進(jìn)一步地，所述放線機(jī)器人包括載體和設(shè)置于載體的激光信號接收裝置、測距傳感器、噴墨裝置、定位裝置和移動裝置。

15、進(jìn)一步地，所述記錄放線機(jī)器人接收激光信號進(jìn)行移動時激光信號的丟失位置和恢復(fù)位置包括：

16、所述放線機(jī)器人丟失激光信號時，獲取激光信號的丟失位置，通過測距傳感器使放線機(jī)器人對障礙物保持距離進(jìn)行避障移動，并獲取激光信號的恢復(fù)位置。

17、進(jìn)一步地，所述根據(jù)激光信號的丟失位置與恢復(fù)位置確定定位盲區(qū)包括：

18、根據(jù)激光信號的丟失位置與恢復(fù)位置分別生成丟失坐標(biāo)與恢復(fù)坐標(biāo)；

19、對丟失坐標(biāo)、恢復(fù)坐標(biāo)和跟蹤裝置分別進(jìn)行連線得到封閉區(qū)域，將封閉區(qū)域記錄為定位盲區(qū)。

20、進(jìn)一步地，所述控制放線機(jī)器人對障礙物的保持預(yù)設(shè)恒定距離繞行并記錄繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)繪制障礙物輪廓并對數(shù)字圖紙進(jìn)行障礙物映射包括以下步驟：

21、控制放線機(jī)器人向所述定位盲區(qū)移動，并通過距離傳感器實(shí)時獲取距離參數(shù)；

22、預(yù)設(shè)恒定距離標(biāo)準(zhǔn)值，若距離參數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)恒定距離標(biāo)準(zhǔn)值時，控制放線機(jī)器人保持預(yù)設(shè)恒定距離標(biāo)準(zhǔn)值與障礙物繞行；

23、實(shí)時記錄放線機(jī)器人的位置坐標(biāo)，生成繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)序列；

24、根據(jù)繞行坐標(biāo)數(shù)據(jù)序列，通過曲線擬合算法，繪制障礙物的輪廓線；

25、在障礙物的輪廓線中均勻提取若干個點(diǎn)位坐標(biāo)，所述點(diǎn)位坐標(biāo)的提取數(shù)量與障礙物的輪廓線總長等比；

26、基于提取的若干個點(diǎn)位坐標(biāo)對數(shù)字圖紙進(jìn)行障礙物映射標(biāo)記。

27、進(jìn)一步地，所述對完成障礙物映射的數(shù)字圖紙進(jìn)行放線坐標(biāo)校正包括對數(shù)字圖紙進(jìn)行障礙物映射標(biāo)記后，對數(shù)字圖紙中與障礙物重合的預(yù)標(biāo)注的放線坐標(biāo)進(jìn)行邏輯刪除。

28、進(jìn)一步地，所述在放線機(jī)器人不可接收到激光信號時根據(jù)執(zhí)行圖紙控制放線機(jī)器人在定位盲區(qū)內(nèi)進(jìn)行放線操作包括：

29、s1、根據(jù)下一待放線噴墨的放線坐標(biāo)選擇轉(zhuǎn)向次數(shù)最少的定位盲區(qū)進(jìn)入點(diǎn)位；

30、s2、控制放線機(jī)器人到達(dá)所述進(jìn)入點(diǎn)位并進(jìn)行定位校準(zhǔn)；

31、s3、控制放線機(jī)器人從所述進(jìn)入點(diǎn)位進(jìn)入定位盲區(qū)并根據(jù)執(zhí)行圖紙中的放線坐標(biāo)進(jìn)行放線噴墨；

32、s4、實(shí)時獲取放線機(jī)器人的當(dāng)前位置，并利用卡爾曼濾波算法對當(dāng)前位置信息進(jìn)行預(yù)測和校正；

33、s4、在定位盲區(qū)每完成一次直線放線噴墨后，控制放線機(jī)器人暫停放線噴墨并離開定位盲區(qū)，重新執(zhí)行s1。

34、進(jìn)一步地，所述s1包括以下步驟：

35、通過dijkstra算法計算各定位盲區(qū)的可行進(jìn)入點(diǎn)位，并基于轉(zhuǎn)向次數(shù)和路徑長度參數(shù)進(jìn)行權(quán)重評估；

36、根據(jù)權(quán)重評估結(jié)果，選擇轉(zhuǎn)向次數(shù)最少且路徑最短的定位盲區(qū)進(jìn)入點(diǎn)位。

37、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過障礙物映射單元實(shí)現(xiàn)障礙物的輪廓確定。當(dāng)放線機(jī)器人在工作過程中接收激光信號時，如果遇到障礙物導(dǎo)致信號丟失，記錄信號丟失位置和恢復(fù)位置。障礙物映射單元利用這兩個位置，通過連線確定障礙物的初步區(qū)域。為了更準(zhǔn)確地確定障礙物的輪廓，系統(tǒng)控制放線機(jī)器人繞障礙物保持預(yù)設(shè)的恒定距離進(jìn)行移動。在繞行過程中，機(jī)器人通過測距傳感器實(shí)時采集障礙物周圍的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被用于精確繪制障礙物的輪廓線，并映射到數(shù)字圖紙上。通過獲取障礙物的外圍數(shù)據(jù)點(diǎn)，系統(tǒng)能夠繪制出障礙物的真實(shí)形狀和大小。在障礙物輪廓確定后，通過盲區(qū)處理單元進(jìn)一步確保放線機(jī)器人在信號盲區(qū)內(nèi)的操作準(zhǔn)確性。對于那些因障礙物完全遮擋而形成的信號盲區(qū)，系統(tǒng)根據(jù)之前獲取的障礙物輪廓，對數(shù)字圖紙中的放線坐標(biāo)進(jìn)行校正。這確保了放線機(jī)器人能夠依據(jù)修正后的圖紙，在無法接收激光信號的盲區(qū)內(nèi)繼續(xù)執(zhí)行精準(zhǔn)的放線任務(wù)。通過該步驟，機(jī)器人不再依賴外部激光信號，而是根據(jù)已校正的坐標(biāo)執(zhí)行放線操作，糾正了信號盲區(qū)內(nèi)的放線誤差。通過設(shè)置dijkstra算法并結(jié)合轉(zhuǎn)向次數(shù)和路徑長度參數(shù)的加權(quán)計算，系統(tǒng)能夠在障礙物映射完成后為放線機(jī)器人生成造成誤差最少的下一定位盲區(qū)進(jìn)入點(diǎn)，確保其在定位盲區(qū)執(zhí)行放線噴墨的同時保持最短路徑和最少的轉(zhuǎn)向次數(shù)，極大減少誤差疊加。在每次完成盲區(qū)內(nèi)或繞障區(qū)域的放線操作后，放線機(jī)器人會返回到預(yù)定的校準(zhǔn)點(diǎn)，通過獲取當(dāng)前位置信息與原始坐標(biāo)系進(jìn)行比對，確認(rèn)機(jī)器人當(dāng)前位置與理想位置之間的偏差。通過這一校準(zhǔn)步驟，系統(tǒng)能夠在長時間作業(yè)后修正可能出現(xiàn)的誤差累積，確保后續(xù)放線的準(zhǔn)確性。例如，機(jī)器人在繞障完成后，返回校準(zhǔn)點(diǎn)時會基于之前采集的坐標(biāo)點(diǎn)與全局坐標(biāo)系重新對齊，通過卡爾曼濾波算法對偏差進(jìn)行調(diào)整，確保放線操作持續(xù)保持高精度。此校準(zhǔn)功能特別重要，因?yàn)樵陂L距離或復(fù)雜地形的作業(yè)中，任何小的偏差都會累積并影響整體的放線精度，因此每次關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)后的校準(zhǔn)能夠有效減小誤差，并確保整個放線過程的一致性和精確性。