一种移动引导装置、划线机器人及运动控制方法与流程

1.本技术涉及建筑施工设备技术领域，具体而言，涉及一种移动引导装置、划线机器人及运动控制方法。


背景技术：

2.目前，建筑和房地产行业发展很快，要求建筑施工向安全、高效、优质的方向发展，同时建筑业中的人工成本呈不断升高的趋势，尤其从事地库车位施工工程中的划车位线作业，还主要以全流程人工操作为主。
3.现有技术中，若要实现自动划线作业，使用自动导航小车(agv，automated guided vehicle)搭载喷涂装置喷涂是一个比较直接的办法，但是由于各种因素的影响，仅依靠导航小车行走的直线度不高，定位精度相对较低。现有一款地库车位划线机器依靠激光雷达导航实现底盘自动行走功能，另外喷涂装置与底盘之间由一个水平xy方向的电动位移滑台连接，利用固定在地面的激光器照射在喷涂装置上的位移传感器(psd，position sensitive detector)，电动位移滑台根据激光照射在激光位移传感器的相对位置补偿调节喷涂装置。这样当底盘存在一点偏航时，喷涂装置依然可以根据位移传感器反馈与激光的位置保持较高直线度的行走，从而保证喷涂车位线的直线度。但是，现有的自动喷涂设备中激光位置与激光雷达定位偏差过大，导致超出喷涂装置调节行程；仅靠激光雷达，自动导航小车停止时角度误差较大，导致自动导航小车移动开始时轨迹偏航较大。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种移动引导装置、划线机器人及运动控制方法，可以实现提高划线作业精度和效率的技术效果。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种移动引导装置，包括移动导航机构、视觉相机组件、激光反射板组件和底座；
6.所述移动导航机构安装在所述底座上；
7.所述视觉相机组件安装在所述移动导航机构；
8.所述激光反射板组件以预设倾斜角度安装在所述移动导航机构，所述激光反射板组件设置于所述视觉相机组件的下方。
9.在上述实现过程中，所述移动导航机构可以是激光雷达导航机构，设置有激光雷达，该移动引导装置通过移动导航机构中的激光雷达实现导航至预定位置，在移动导航机构上增加视觉相机，用于识别激光线，从而在屏蔽激光雷达的导航后，可通过视觉相机来纠正移动引导装置的整体角度；在视觉相机的下方增加激光反射板，以排除不同地面颜色或反光特性带来的差距，稳定视觉识别环境；激光反射板角度面度激光倾斜一定角度可优化激光反射效果，让激光线更明显；从而，通过该移动引导装置，可以实现提高自动划线作业过程中的作业精度和效率的技术效果。
10.进一步地，所述视觉相机组件包括第一视觉相机和第二视觉相机，所述第一视觉
相机和所述第二视觉相机分别安装于所述移动导航机构的两侧。
11.在上述实现过程中，在移动导航机构的两侧分别安装一个视觉相机，以使移动导航机构的两侧均可以识别激光线，从而避免“仅在移动导航机构的一侧视觉相机，导致移动导航机构另一侧识别不到激光线(移动导航机构的遮挡)”的情况发生，增加对激光线的识别效率。
12.进一步地，所述激光反射板组件包括第一激光反射板和第二激光反射板，所述第一激光反射板安装在第一视觉相机的下方，所述第二激光反射板安装在所述第二视觉相机的下方。
13.在上述实现过程中，第一激光反射板与第一视觉相机对应，第二激光反射板与第二视觉相机对应。
14.第二方面，本技术实施例提供了一种划线机器人，所述划线机器人包括喷涂装置、机器人底盘和第一方面任一项所述的移动引导装置；
15.所述移动引导装置还包括导轨，所述导轨固定安装在所述移动导航机构；
16.所述喷涂装置包括本体机构、激光位移传感器组件、光电传感器组件和喷枪，所述本体机构安装在所述导轨，所述喷枪与所述本体机构固定安装，所述激光位移传感器组件、所述光电传感器组件分别安装在所述本体机构；
17.所述移动引导装置安装在所述机器人底盘上。
18.在上述实现过程中，通过喷涂装置实现自动划线喷涂作业，通过机器人底盘实现移动功能，通过移动引导装置可将划线机器人导航至预定位置；在划线机器人进行划线作业过程中，移动引导装置的激光雷达导航不参与工作，激光雷达仅引导划线机器人至指定位置；作业过程中，划线机器人的喷涂装置通过激光位移传感器组件实现移动喷涂，即喷涂装置跟随激光线移动，机器人底盘移动引导装置跟随喷涂装置移动，从而划线机器人移动仅依靠激光线引导，不会发生激光雷达和激光线定位两种定位方式偏差过大而发生冲突。
19.进一步地，所述激光位移传感器组件包括第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器安装在所述本体机构的前端，所述第二激光位移传感器安装在所述本体机构的侧端。
20.在上述实现过程中，第一激光位移传感器和第二激光位移传感器分别安装在本体机构的前端和侧端，使喷涂装置可以接收前方或测方的激光线，实现激光线引导。
21.进一步地，所述光电传感器组件包括第一光电传感器组件和第二光电传感器组件，所述第一光电传感器组件与所述第一激光位移传感器固定安装在所述本体机构的前端，所述第二光电传感器组件与所述第二激光位移传感器固定安装在所述本体机构的侧端。
22.进一步地，所述第一光电传感器组件、所述第二光电传感器组件分别包括两个光电传感器。
23.在上述实现过程中，光电传感器两两位一组分别安装在喷涂装置的正面和侧面，一组的两个光电传感器组成“或门”信号输出方式，即只要其中一个光电传感器受到激光照射，该组传感器就可以输出一个信号，该信号用来控制喷枪的开启和关闭。
24.进一步地，所述移动引导装置通过所述底座安装在所述机器人底盘。
25.第三方面，本技术实施例提供了一种运动控制方法，应用于第二方面任一项所述
的划线机器人，所述运动控制方法包括：
26.通过激光位移传感器组件接收激光线，控制所述喷涂装置跟随所述激光线移动；
27.控制所述机器人底盘跟随所述喷涂装置移动。
28.在上述实现过程中，在划线机器人的作业过程中，移动引导装置的激光雷达导航不参与工作，喷涂装置跟随激光线移动，机器人底盘/移动引导装置跟随喷涂装置移动，实现二级跟随的控制方法；从而，利用二级跟随的控制方法，机器人底盘的纠偏响应速度适中，保证了喷涂装置可以灵敏、快速的跟随激光移动，可保证喷涂装置喷涂的喷涂线是直线。
29.进一步地，在所述通过激光位移传感器组件接收激光线，控制所述喷涂装置跟随所述激光线移动的步骤之前，还包括：
30.所述视觉相机组件通过激光反射板组件接收所述激光线，摆正所述机器人底盘，以使所述划线机器人的车身方向与所述激光线平行。
31.在上述实现过程中，在喷涂装置开始喷涂作业前，通过视觉相机组件和激光反射板组件摆正划线机器人的车身方向，提高划线作业精度。
32.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本技术实施例提供的划线机器人的结构示意图；
36.图2为本技术实施例提供的划线机器人的结构俯视示意图；
37.图3为本技术实施例提供的喷涂装置的结构示意图；
38.图4为本技术实施例提供的一种运动控制方法的流程示意图；
39.图5为本技术实施例提供的另一种运动控制方法的流程示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
42.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
43.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
45.本技术实施例提供了一种移动引导装置、划线机器人及运动控制方法，可以应用于划线作业中，如车位的划线作业；该移动引导装置通过移动导航机构中的激光雷达实现导航至预定位置，在移动导航机构上增加视觉相机，用于识别激光线，从而在屏蔽激光雷达的导航后，可通过视觉相机来纠正移动引导装置的整体角度；在视觉相机的下方增加激光反射板，以排除不同地面颜色或反光特性带来的差距，稳定视觉识别环境；激光反射板角度面度激光倾斜一定角度可优化激光反射效果，让激光线更明显；从而，通过该移动引导装置，可以实现提高自动划线作业过程中的作业精度和效率的技术效果。
46.请参见图1，图1为本技术实施例提供的划线机器人的结构示意图，该划线机器人包括喷涂装置10、机器人底盘20和移动引导装置30。
47.示例性地，移动引导装置30包括移动导航机构31、视觉相机组件32、激光反射板组件33和底座34。
48.示例性地，移动导航机构31安装在底座34上，移动导航机构31设置有激光雷达。
49.示例性地，激光雷达(laser radar)是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。移动引导装置30通过装备激光雷达，实现自动导航功能，能够沿规定的导航路径行驶，称为具有安全保护以及各种移载功能的运输车，即agv。
50.示例性地，视觉相机组件32安装在移动导航机构31。
51.示例性地，在移动引导装置30上增加视觉相机，用于识别激光线；从而，在通过激光雷达将移动引导装置30导航至预定位置，且屏蔽激光雷达的导航后，通过视觉相机可调整移动引导装置30的整体角度，将移动引导装置30摆正。其中，激光线由激光发射装置提供，激光发射装置固定安装在移动引导装置30的作业场地上；通过设置激光线，可以使移动引导装置30沿激光线的方向移动。
52.示例性地，在通过视觉相机来纠正移动引导装置的整体角度的过程中，通过移动引导装置上的视觉相机识别激光线，获得移动引导装置的中轴线相对于激光线的偏转角度，进而在喷涂作业开始前纠正移动引导装置的整体角度，即调整移动引导装置的中轴线与激光线互相平行或垂直。
53.示例性地，激光反射板组件33以预设倾斜角度安装在移动导航机构31，激光反射板组件33设置于视觉相机组件32的下方。
54.示例性地，在视觉相机组件32的下方增加激光反射板，可排除不同地面颜色或反光特性带来的差距，稳定视觉识别环境；激光反射板角度面度激光倾斜一定角度，可以优化激光反射效果，让激光线更明显。通过增加激光发射板组件33，提高视觉相机的识别效率。
55.在一些实施方式中，移动导航机构31可以是激光雷达导航机构，设置有激光雷达，该移动引导装置30通过移动导航机构31中的激光雷达实现导航至预定位置，在移动导航机构31上增加视觉相机，用于识别激光线，从而在屏蔽激光雷达的导航后，可通过视觉相机来纠正移动引导装置30的整体角度；在视觉相机的下方增加激光反射板，以排除不同地面颜色或反光特性带来的差距，稳定视觉识别环境；激光反射板角度面度激光倾斜一定角度可优化激光反射效果，让激光线更明显；从而，通过该移动引导装置，可以实现提高自动划线作业过程中的作业精度和效率的技术效果。
56.需要注意的是，移动导航机构31采用激光雷达仅是一种实施例方式，移动导航机构31还可以选择其它导航方式，此处不作限定。
57.请参见图2，图2为本技术实施例提供的划线机器人的结构俯视示意图。
58.示例性地，视觉相机组件32包括第一视觉相机321和第二视觉相机322，第一视觉相机321和第二视觉相机322分别安装于移动导航机构31的两侧。
59.示例性地，在移动导航机构31的两侧分别安装一个视觉相机，以使移动导航机构31的两侧均可以识别激光线，增加对激光线的识别效率。
60.示例性地，激光反射板组件33包括第一激光反射板331和第二激光反射板332，第一激光反射板331安装在第一视觉相机321的下方，第二激光反射板332安装在第二视觉相机322的下方。
61.示例性地，第一激光反射板331与第一视觉相机321对应，第二激光反射板332与第二视觉相机322对应。
62.示例性地，结合图1至图2，本技术实施例提供的划线机器人包括喷涂装置10、机器人底盘20和移动引导装置30；移动引导装置30还包括导轨35，导轨35固定安装在移动导航机构31。
63.示例性地，喷涂装置10包括本体机构11、激光位移传感器组件12、光电传感器组件13和喷枪14，本体机构11安装在导轨35，喷枪14与本体机构11固定安装，激光位移传感器组件12、光电传感器组件13分别安装在本体机构11；移动引导装置30安装在机器人底盘20上。
64.示例性地，通过喷涂装置10实现自动划线喷涂作业，通过机器人底盘20实现移动功能，通过移动引导装置30可将划线机器人导航至预定位置；在划线机器人进行划线作业过程中，移动引导装置30的激光雷达导航不参与工作，激光雷达仅引导划线机器人至指定位置；作业过程中，划线机器人的喷涂装置10通过激光位移传感器组件12实现移动喷涂，即喷涂装置10跟随激光线移动，机器人底盘20/移动引导装置30跟随喷涂装置10移动，从而划线机器人移动仅依靠激光线引导，不会发生激光雷达和激光线定位两种定位方式偏差过大而发生冲突。
65.示例性地，光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电
池等。分析了光电器件的性能、特性曲线。
66.请参见图3，图3为本技术实施例提供的喷涂装置的结构示意图。
67.示例性地，激光位移传感器组件12包括第一激光位移传感器121和第二激光位移传感器122，第一激光位移传感器121安装在本体机构11的前端，第二激光位移传感器122安装在本体机构11的侧端。
68.示例性地，第一激光位移传感器121和第二激光位移传感器122分别安装在本体机构11的前端和侧端，使喷涂装置可以接收前方或测方的激光线，实现激光线引导。
69.示例性地，光电传感器组件13包括第一光电传感器组件131和第二光电传感器组件132，第一光电传感器组件131与第一激光位移传感器121固定安装在本体机构11的前端，第二光电传感器组件132与第二激光位移传感器122固定安装在本体机构11的侧端。
70.示例性地，第一光电传感器组件131、第二光电传感器组件132分别包括两个光电传感器。
71.示例性地，光电传感器两两一组、分别安装在喷涂装置10的正面和侧面，一组的两个光电传感器组成“或门”信号输出方式，即只要其中一个光电传感器受到激光照射，该组传感器就可以输出一个信号，该信号用来控制喷枪14的开启和关闭；可选地，同一组的两个光电传感器可以是横向并排或竖向并排的安装方式，也可以选择其他安装凡是，此处不作限定。
72.示例性地，移动引导装置30通过底座34安装在机器人底盘20。
73.请参见图4，图4为本技术实施例提供的一种运动控制方法的流程示意图，该运动控制方法应用于图1至图3所示的划线机器人，该运动控制方法包括如下步骤：
74.s100：通过激光位移传感器组件接收激光线，控制喷涂装置跟随激光线移动；
75.s200：控制机器人底盘跟随喷涂装置移动。
76.示例性地，在划线机器人的作业过程中，移动引导装置的激光雷达导航不参与工作，喷涂装置跟随激光线移动，机器人底盘/移动引导装置跟随喷涂装置移动，实现二级跟随的控制方法；从而，利用二级跟随的控制方法，机器人底盘的纠偏响应速度适中，保证了喷涂装置可以灵敏、快速的跟随激光移动，可保证喷涂装置喷涂的喷涂线是直线。
77.请参见图5，图5为本技术实施例提供的另一种运动控制方法的流程示意图。
78.示例性地，在s100：通过激光位移传感器组件接收激光线，控制喷涂装置跟随激光线移动的步骤之前，还包括：
79.s101：视觉相机组件通过激光反射板组件接收激光线，摆正机器人底盘，以使划线机器人的车身方向与激光线平行。
80.示例性地，在喷涂装置开始喷涂作业前，通过视觉相机组件和激光反射板组件摆正划线机器人的车身方向，提高划线作业精度。
81.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
82.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意
适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
83.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
84.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种移动引导装置，其特征在于，包括移动导航机构、视觉相机组件、激光反射板组件和底座；所述移动导航机构安装在所述底座上；所述视觉相机组件安装在所述移动导航机构；所述激光反射板组件以预设倾斜角度安装在所述移动导航机构，所述激光反射板组件设置于所述视觉相机组件的下方。2.根据权利要求1所述的移动引导装置，其特征在于，所述视觉相机组件包括第一视觉相机和第二视觉相机，所述第一视觉相机和所述第二视觉相机分别安装于所述移动导航机构的两侧。3.根据权利要求2所述的移动引导装置，其特征在于，所述激光反射板组件包括第一激光反射板和第二激光反射板，所述第一激光反射板安装在第一视觉相机的下方，所述第二激光反射板安装在所述第二视觉相机的下方。4.一种划线机器人，其特征在于，所述划线机器人包括喷涂装置、机器人底盘和权利要求1至3任一项所述的移动引导装置；所述移动引导装置还包括导轨，所述导轨固定安装在所述移动导航机构；所述喷涂装置包括本体机构、激光位移传感器组件和喷枪，所述本体机构安装在所述导轨，所述喷枪与所述本体机构固定安装，所述激光位移传感器组件安装在所述本体机构；所述移动引导装置安装在所述机器人底盘上。5.根据权利要求4所述的划线机器人，其特征在于，所述激光位移传感器组件包括第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，所述第一激光位移传感器安装在所述本体机构的前端，所述第二激光位移传感器安装在所述本体机构的侧端。6.根据权利要求5所述的划线机器人，其特征在于，所述喷涂装置还包括光电传感器组件，所述光电传感器组件包括第一光电传感器组件和第二光电传感器组件，所述第一光电传感器组件与所述第一激光位移传感器固定安装在所述本体机构的前端，所述第二光电传感器组件与所述第二激光位移传感器固定安装在所述本体机构的侧端。7.根据权利要求6所述的划线机器人，其特征在于，所述第一光电传感器组件、所述第二光电传感器组件分别包括两个光电传感器。8.根据权利要求4所述的划线机器人，其特征在于，所述移动引导装置通过所述底座安装在所述机器人底盘。9.一种运动控制方法，其特征在于，应用于权利要求4至8任一项所述的划线机器人，所述运动控制方法包括：通过激光位移传感器组件接收激光线，控制所述喷涂装置跟随所述激光线移动；控制所述机器人底盘跟随所述喷涂装置移动。10.根据权利要求9所述的运动控制方法，其特征在于，在所述通过激光位移传感器组件接收激光线，控制所述喷涂装置跟随所述激光线移动的步骤之前，还包括：所述视觉相机组件通过激光反射板组件接收所述激光线，摆正所述机器人底盘，以使所述划线机器人的车身方向与所述激光线平行。

技术总结
本申请实施例提供一种移动引导装置、划线机器人及运动控制方法，涉及建筑施工设备技术领域。该移动引导装置包括移动导航机构、视觉相机组件、激光反射板组件和底座；所述移动导航机构安装在所述底座上，所述移动导航机构设置有激光雷达；所述视觉相机组件安装在所述移动导航机构；所述激光反射板组件以预设倾斜角度安装在所述移动导航机构，所述激光反射板组件设置于所述视觉相机组件的下方。该移动引导装置可以实现提高划线作业精度和效率的技术效果。效果。效果。


技术研发人员：刘斌 贾玉涛 刘春涨 梁圣豪 杨锦生
受保护的技术使用者：广东博智林机器人有限公司
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2023/9/23