一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法技术

本发明专利技术涉及喷涂机器人技术领域，解决了作业路径点在墙体拐角处易出现其位置穿墙而过以及离墙过近现象的技术问题，尤其涉及一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法，包括以下步骤：S1、获取喷涂机器人沿墙行进作业的全局作业路径点；S2、判断全局作业路径点中的单一作业路径点是否穿墙而过；若是，则对穿墙而过的作业路径点的坐标进行重新计算后进入步骤S3；若否，则进入步骤S3。本发明专利技术能够对喷涂机器人行进作业路径点是否出现穿墙而过以及离墙过近的现象进行判断，并同时对存在该问题的作业路径点进行重新计算其坐标，从而确保作业路径点的有效性，保证喷涂机器人顺利行进至指定位置以及进行墙面喷涂作业。指定位置以及进行墙面喷涂作业。指定位置以及进行墙面喷涂作业。

【技术实现步骤摘要】
一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法


[0001]本专利技术涉及喷涂机器人
，尤其涉及一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法。

技术介绍

[0002]目前建筑装修市场上对于室内的墙面喷涂，采用人力的方式工作效率低下，且涂料中含有大量对人体有害的甲醛和苯等有害化学物质，在此情况下，自动喷涂机器人代替人工喷涂作业应用而生。
[0003]而在全自动控制的喷涂机器人的应用中，喷涂机器人的作业路径规划决定着喷涂作业能否以智能化自动控制进行，而由于建筑物室内环境错综复杂，室内存在较多的拐角以及承重柱等建筑结构，因此，在位于墙体阴阳角位置时，对于该区域墙面所对应的作业路径点容易出现两种以下现象：
[0004]一是喷涂机器人根据户型图所生成的作业路径点在墙体拐角处容易出现穿墙而过的现象，即所计算得出的作业路径点位于墙体的外部；
[0005]二是所生成的作业路径点在墙体拐角处容易出现离墙过近的现象，导致喷涂机器人的机械臂无法伸展而开。
[0006]这两种现象都会导致所生成的作业路径点出现错误，导致喷涂机器人行进至该作业路径点时，存在无法行进至指定位置以及面对墙作业的离墙距离过近的问题，从而造成喷涂机器人无法连续性的对建筑室内墙面进行全自动进行喷涂作业。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法，解决了作业路径点在墙体拐角处易出现其位置穿墙而过以及离墙过近现象的技术问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法，包括以下步骤：
[0009]S1、获取喷涂机器人沿墙行进作业的全局作业路径点；
[0010]S2、判断全局作业路径点中的单一作业路径点是否穿墙而过；
[0011]若是，则对穿墙而过的作业路径点的坐标进行重新计算后进入步骤S3；
[0012]若否，则直接进入步骤S3；
[0013]S3、判断全局作业路径点中的单一作业路径点是否离墙过近；
[0014]若是，则对离墙过近的作业路径点的坐标进行重新计算后进入步骤S4；
[0015]若否，则直接进入步骤S4；
[0016]S4、输出判断结果。
[0017]进一步地，在步骤S2中，具体过程包括以下步骤：
[0018]S21、选取以点A为起始点、点T为拐点的一条边界线AT，并对边界线AT以作业步长
step分割出子线段AB和子线段A2B2；
[0019]S22、判断与子线段A2B2相对应的作业路径点P2是否穿墙而过；
[0020]若是，则进入步骤S23；
[0021]若否，则进入步骤S3；
[0022]S23、重新计算作业路径点P
’2的坐标。
[0023]进一步地，在步骤S22中，具体过程包括以下步骤：
[0024]S221、设起始点A2的坐标为(A2x,A2y)、拐点T的坐标为(Tx,Ty)、作业路径点P2的坐标为(P2x,P2y)、S点的坐标为(Sx,Sy)、J点的坐标为(Jx,Jy)；
[0025]S222、设起始点A2与作业路径点P2构成的线段A2P2所在的直线方程为y1＝k1x1+b1，S点与拐点T构成的线段ST所在的直线方程为y2＝k2x2+b2；
[0026]S223、判断线段A2P2与线段ST是否相交；
[0027]当k1＝k2时，线段A2P2与线段ST平行无交点，则作业路径点P2未穿墙；
[0028]当k1≠k2时，联立线段A2P2所在直线方程y1与线段ST所在直线方程y2求出交点的坐标(x0,y0)；
[0029]若A2x≤x0≤P2x或P2x≤x0≤A2x且Tx≤x0≤Sx或Sx≤x0≤Tx且A2y≤y0≤P2y或P2y≤y0≤A2y且Ty≤y0≤Sy或Sy≤y0≤Ty，线段A2P2与线段ST相交，则作业路径点P2穿墙。
[0030]进一步地，在步骤S23中，具体过程包括以下步骤：
[0031]S231、选取拐点T为起始点，并对边界线TA以作业步长step分割出子线段TA
’2；
[0032]S232、根据起始点T的坐标和作业步长step计算子线段TA
’2中终点A
’2的坐标；
[0033]S233、根据起始点T和终点A
’2的坐标计算与子线段TA
’2相对应的作业路径点P
’2的坐标；
[0034]S234、根据作业路径点P
’2的坐标计算喷涂机器人在作业路径点P
’2作业的姿态
[0035]进一步地，在步骤S232中，具体过程包括以下步骤：
[0036]S2321、设起始点T的坐标为(x
T
,y
T
)和点A2的坐标为
[0037]S2322、根据起始点T的坐标(x
T
,y
T
)和点A2的坐标计算起始点T到终点A
’2之间的向量以及向量的模长
[0038]S2323、根据向量和模长计算向量的单位向量
[0039]S2324、根据单位向量和作业步长step得出终点A
’2的坐标为
[0040]进一步地，在步骤S233中，具体过程包括以下步骤：
[0041]S2331、设与子线段TA
’2相对应的作业路径点为P
’2，线段TP
’2与线段TA
’2的夹角为θ
’2，令|TA
’2|＝step，step为作业步长；|P
’2D
’2|＝dist，为喷涂机器人面对墙作业的离墙距离；|TD
’2|＝left_dist，left_dist为喷涂机器人左手喷涂作业离墙的最大距离；
[0042]S2332、在子线段TA
’2上取一点C
’2，令|TC
’2|＝|TP
’2|；
[0043]S2333、通过线段TP
’2与线段TA
’2的夹角为θ
’2计算作业路径点P
’2在以起始点T为
原点的局部坐标系下的坐标值；
[0044]S2334、通过坐标变换矩阵计算作业路径点P
’2在以O点为原点的原始坐标系下的实际坐标，实际坐标即为作业路径点P
’2的坐标。
[0045]进一步地，在步骤S3中，具体过程包括以下步骤：
[0046]S31、设作业路径点P3的坐标为(P3x,P3y)、端点T的坐标为(Tx,Ty)、端点S的坐标为(Sx,Sy)；
[0047]S32、设线段ST所在的直线方程为A
S
x+B
S
y+C
S
＝0，作业路径点P3到线段ST所在直线垂线的垂足点H的坐标为(Hx,Hy)；
[0048]S33、分别计算作业路径点P3到线段ST本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取喷涂机器人沿墙行进作业的全局作业路径点；S2、判断全局作业路径点中的单一作业路径点是否穿墙而过；若是，则对穿墙而过的作业路径点的坐标进行重新计算后进入步骤S3；若否，则直接进入步骤S3；S3、判断全局作业路径点中的单一作业路径点是否离墙过近；若是，则对离墙过近的作业路径点的坐标进行重新计算后进入步骤S4；若否，则直接进入步骤S4；S4、输出判断结果。2.根据权利要求1所述的沿墙行进作业路径点的判断方法，其特征在于：在步骤S2中，具体过程包括以下步骤：S21、选取以点A为起始点、点T为拐点的一条边界线AT，并对边界线AT以作业步长step分割出子线段AB和子线段A2B2；S22、判断与子线段A2B2相对应的作业路径点P2是否穿墙而过；若是，则进入步骤S23；若否，则进入步骤S3；S23、重新计算作业路径点P
’2的坐标。3.根据权利要求2所述的沿墙行进作业路径点的判断方法，其特征在于：在步骤S22中，具体过程包括以下步骤：S221、设起始点A2的坐标为(A2x，A2y)、拐点T的坐标为(Tx，Ty)、作业路径点P2的坐标为(P2x，P2y)、S点的坐标为(Sx，Sy)、J点的坐标为(Jx，Jy)；S222、设起始点A2与作业路径点P2构成的线段A2P2所在的直线方程为y1＝k1x1+b1，S点与拐点T构成的线段ST所在的直线方程为y2＝k2x2+b2；S223、判断线段A2P2与线段ST是否相交；当k1＝k2时，线段A2P2与线段ST平行无交点，则作业路径点P2未穿墙；当k1≠k2时，联立线段A2P2所在直线方程y1与线段ST所在直线方程y2求出交点的坐标(x0，y0)；若A2x≤x0≤P2x或P2x≤x0≤A2x且Tx≤x0≤Sx或Sx≤x0≤Tx且A2y≤y0≤P2y或P2y≤y0≤A2y且Ty≤y0≤Sy或Sy≤y0≤Ty，线段A2P2与线段ST相交，则作业路径点P2穿墙。4.根据权利要求2所述的沿墙行进作业路径点的判断方法，其特征在于：在步骤S23中，具体过程包括以下步骤：S231、选取拐点T为起始点，并对边界线TA以作业步长step分割出子线段TA
’2；S232、根据起始点T的坐标和作业步长step计算子线段TA
’2中终点A
’2的坐标；S233、根据起始点T和终点A
’2的坐标计算与子线段TA
’2相对应的作业路径点P
’2的坐标；S234、根据作业路径点P
’2的坐标计算喷涂机器人在作业路径点P
’2作业的姿态5.根据权利要求4所述的沿墙行进作业路径点的判断方法，其特征在于：在步骤S232中，具体过程包括以下步骤：
S2321、设起始点T的坐标为(x
T
，y
T
)和点A2的坐标为S2322、根据起始点T的坐标(x
T
，y
T
)和点A2的坐标计算起始点T到终点A
’2之间的向量以及向量的模长S2323、根据向量和模长计...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶继超，张文全，江坤，汪志龙，张胜利，
申请(专利权)人：安徽同湃特机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：