[發明專利]一種自主標線檢測機器人系統

在審

• 申請號: 201711372835.X
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107829359A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 賀驥;桂仲成;張憲文;鄧勇軍;王云飛;馬云峰;楊輝
• 申請（專利權）人: 成都圭目機器人有限公司
• 主分類號: E01C23/16
• 分類號: E01C23/16;E01C23/22
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 徐進

技術領域

本發明涉及一種檢測系統，具體說是一種高精度自護標線檢測機器人系統。

背景技術

機場、高速公路上，需要劃分各種指示線來規范交通秩序，比如飛機場中的降落指示線，高速公路上的車道劃分線等。以往這些指示線都是通過人工劃的，基本上每3到6個月就需要維護一次，人工成本較高。

申請號為201611197097 .5的專利申請公開了一種道路交通標線自動劃線車，通過利用人機交互單元、工控機、車體定位單元、步進電機、執行機構及線寬調節單元，實現了劃線車自動劃線功能，達到了節省人力的目的。但是該劃線車還存在以下缺陷：

1）采用GPS定位精度不夠，無法保證小于1cm的誤差。

2）電機控制未采用閉環，劃線速度無法保持精準，影響噴涂質量。

發明內容

本發明的發明目的在于，提出一種高精度的自主式標線機器人系統及標線方法，可有效解決現有技術存在的問題，尤其是在人工劃線無法保證精準度的問題。

本發明由以下技術方案實現：

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、本發明大大提升了機器人系統的自動劃線精度和劃線平穩度，劃線定位誤差小于1cm，因速度變化導致的劃線寬度變化也小于1cm。

2、本發明所述機器人系統可在沒有GPS定位的條件下正常工作，對環境依賴性較低，因而適用范圍更廣

3、本發明自動化程度更高，可以自動劃任意曲線以及虛線。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明基于麥克納姆輪的移動底盤示意圖。

圖3為本發明基于雙主輪、四輔助輪的雙輪驅動方式的移動底盤示意圖。

圖4為本發明基于四主動輪驅動方式的移動底盤示意圖。

圖5為本發明標線噴涂系統的結構示意圖。

圖6為本發明慣導系統和工業相機共同工作邏輯示意圖

圖7為本發明的主控系統的邏輯組成及連接框圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式進一步說明本發明。

根據圖1所示，一種自主標線檢測機器人系統，包括移動底盤、主控系統、導航系統、伸縮機械臂、標線噴涂系統和遠程操作終端；主控系統安裝在移動底盤上，伸縮機械臂安裝在移動底盤后端，導航系統安裝在伸縮機械臂末端；標線噴涂系統包括噴涂控制模塊、料箱、壓力泵和噴嘴，所述噴涂控制模塊、料箱、壓力泵安裝于移動底盤后端，噴嘴設于伸縮機械臂末端，所述噴涂控制模塊分別與壓力泵和主控系統相連；所述噴嘴通過噴漆管和電氣與標線噴涂系統其他部分連接。

所述伸縮機械臂具有一個橫向自由度，其水平移動的方向與移動底盤的移動方向垂直，負責帶動伸縮機械臂末端的導航系統和標線噴涂系統的噴嘴進行精細和快速的調整。

主控系統由一臺工控機及通信接口組成，主要負責獲取導航系統的數據，然后根據當前任務計算各個動力機構的動作，并下發控制指令。主控系統還包含無線收發模塊，可以與遠程控制模塊進行通訊。

遠程操作終端與主控系統無線連接，可以從主控系統讀取上傳數據，獲取機器人當前的各種狀態信息，還可從操作終端下發控制指令給機器人。

所述導航系統包括工業相機及光源，導航系統主要負責識別和規劃路徑，通過工業相機垂直向下拍攝路面，對路面已有標線或繪制好標記的地方進行圖像識別處理，得到標線噴涂系統的噴嘴需要行走的路徑，然后分解到機器人的前進方向、前進速度以及伸縮機械臂的伸出長度進行調整。

優選的，所述導航系統還可包括慣導系統，包含陀螺儀、里程計和加速度計，可通過計算直接輸出機器人的絕對位置與航向角，如此可把噴嘴路徑的控制分成兩個部分，慣導系統可作為機器人整體位姿控制的反饋，精確到厘米級；而工業相機組成的機器視覺導航系統作為伸縮機械臂長度控制的反饋，精確到毫米級。兩者同時工作，可將標線工作的精準度提升到毫米級，動態響應能力也大大提高。

優選的，所述的機器人還可包括環境監控模塊和避障模塊，所述的環境監控模塊和避障模塊分別與主控系統電連接，從而實現標線機器人系統在行進過程中進行自動避障，進一步提高了標線效率。

環境監控模塊由四臺監控相機及視頻服務器組成，在機器人工作的時候可以將機器人周邊環境情況實時采集上傳；避障模塊由2臺激光雷達構成，覆蓋機器人周圍360°的區域，一旦檢測到有障礙物出現，可傳送信號給主控模塊，機器人立刻停止。