[發明專利]天花作業機器人以及作業方法

有效

• 申請號: 202110313645.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113070887B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王祺鑫;賀軍;康杰
• 申請（專利權）人: 廣東博智林機器人有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/00;B25J19/02;E04F21/18
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 唐菲

1.一種天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述天花作業機器人包括行走底盤、天花作業裝置、底盤激光雷達、頂部激光雷達和控制裝置，所述天花作業裝置設于所述行走底盤上，所述底盤激光雷達安裝于所述行走底盤，所述行走底盤、所述底盤激光雷達、所述頂部激光雷達均與所述控制裝置電連接；

所述作業方法包括：

定位步驟：在天花板標注作業點P，通過所述頂部激光雷達收集天花板的數據信息，控制裝置根據所接收的天花板數據信息構建天花環境二維地圖，控制裝置將作業點P在所述天花環境二維地圖中的坐標映射到底盤環境二維地圖中，得到作業點P在所述底盤環境二維地圖中的坐標(x’,y’)；

導航到位步驟：通過所述底盤激光雷達收集地面的數據信息，所述控制裝置根據所接收的地面數據信息結合預設的底盤環境二維地圖引導所述行走底盤行走，以使所述天花作業機器人向作業點P移動，使用所述頂部激光雷達實時校對所述底盤激光雷達的數據信息，當所述底盤激光雷達檢測到所述行走底盤移動至所述底盤環境二維地圖中的坐標(x’,y’)，且所述頂部激光雷達檢測到所述天花作業裝置移動至所述天花環境二維地圖中的坐標時，判定所述天花作業機器人準確到達作業點P；

作業步驟：在所述頂部激光雷達引導下，所述天花作業裝置在作業點P進行天花作業。

2.根據權利要求1所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述定位步驟還包括：

設定N個作業點，N個作業點分別為P1、P2……Pn，重復進行S1定位步驟，得到作業點P1、P2……Pn在底盤環境二維地圖中的坐標。

3.根據權利要求2所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述定位步驟還包括：

作業順序設定步驟：設定天花作業機器人依次到達作業點P1、P2……Pn并進行天花作業。

4.根據權利要求3所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，

在執行所述導航到位步驟移動至作業點Pi之前，所述作業方法還包括判斷步驟：

判斷i是否小于等于n，若i小于等于n，重復進行所述導航到位步驟和所述作業步驟；若i大于n，判定作業完成。

5.根據權利要求1所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述定位步驟之前還包括頂部激光雷達外參標定步驟,所述頂部激光雷達外參標定步驟包括：

天花作業機器人移動并記錄輪式里程計數據與頂部激光雷達數據；

根據天花作業機器人的結構參數獲取頂部激光雷達相對于天花作業機器人的車體坐標系原點的位置，并建立頂部激光雷達與車體坐標系之間的變換矩陣T。

6.根據權利要求5所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述頂部激光雷達外參標定步驟還包括：

使用變換矩陣T與輪式里程計數據拼接頂部激光雷達的點云數據，以點云數據中每個點的K近鄰誤差作為優化目標，對變換矩陣T進形優化計算，得到優化后的變換矩陣T’。

7.根據權利要求1所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述定位步驟之前還包括頂部激光雷達傾角校平步驟，所述頂部激光雷達傾角校平步驟包括：

在頂部激光雷達上加裝慣性傳感器；

通過慣性傳感器讀取橫滾角與俯仰角，并配合慣性傳感器對頂部激光雷達進行校平，使所述橫滾角和所述俯仰角歸零。

8.一種天花作業機器人，用于執行如權利要求1-7中任一項所述的天花作業機器人的作業方法，其特征在于，所述天花作業機器人包括行走底盤、天花作業裝置、底盤激光雷達、頂部激光雷達和控制裝置，所述天花作業裝置設于所述行走底盤上，所述底盤激光雷達安裝于所述行走底盤，所述行走底盤、所述底盤激光雷達、所述頂部激光雷達均與所述控制裝置電連接，所述底盤激光雷達用于收集地面的數據信息，所述頂部激光雷達用于收集天花板的數據信息，控制裝置用于根據所接收的地面數據信息結合預設的底盤環境二維地圖引導所述行走底盤行走，還用于根據所接收的天花板數據信息構建天花環境二維地圖。