一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点计算方法技术

本发明专利技术涉及喷涂机器人技术领域，解决了现有技术中缺少对于喷涂机器人沿墙作业路径点自动计算规划的技术问题，尤其涉及一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点计算方法，包括以下步骤：S1、获取室内平面户型图，并根据室内平面户型图设定喷涂机器人的作业起始点；S2、根据作业起始点的指定方向依次提取室内平面户型图中的若干个拐点；S3、依次对作业起始点至若干个拐点进行连线得到第一连续线段，并按照固定的作业步长将第一连续线段分割为若干个子线段。本发明专利技术能够自动生成喷涂机器人沿墙行进的作业路径点，能够保证室内户型平面图内的每一个角落都能正常进行喷涂作业，消除了人工操作带来的作业误差，确保喷涂机器人的连续性喷涂作业。作业。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计算方法


[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计算方法。

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，在现有技术中，对于喷涂机器人的作业路径规划主要是通过工作人员计算完成，即根据测绘建筑物的室内墙面位置以及相关参数进行确定沿墙作业路径点。
[0004]然而在现实中，由于室内待喷涂墙面的面积较大，在测绘以及计算过程不仅耗时耗力，而且人工计算存在诸多外界影响因素，因此得到的作业路径点容易出现错误以及误差现象，容易导致喷涂机器人在执行喷涂作业时无法保持连续性，同时容易存在墙面喷涂出现无法覆盖全面以及遗漏部分区域的现象。

技术实现思路

[0005]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计算方法，解决了现有技术中缺少对于喷涂机器人沿墙作业路径点自动计算规划的技术问题。
[0006]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计算方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、获取室内平面户型图，并根据室内平面户型图设定喷涂机器人的作业起始点；
[0008]S2、根据作业起始点的指定方向依次提取室内平面户型图中的若干个拐点；
[0009]S3、依次对作业起始点至若干个拐点进行连线得到第一连续线段，并按照固定的作业步长将第一连续线段分割为若干个子线段；
[0010]S4、依次计算与每一个子线段相对应的作业路径点。
[0011]进一步地，在步骤S4中，依次计算每一个子线段的作业路径点，具体过程包括以下步骤：
[0012]S41、从第一连续线段中选取以点A为起始点、点T为拐点的一条边界线AT，并对边界线AT以作业步长分割出子线段AB；
[0013]S42、在室内平面户型图中设定一个以O点为原点的原始坐标系，以起始点A为原点的局部坐标系，以喷涂机器人自身为原点的喷涂机器人坐标系；
[0014]S43、根据起始点A的坐标和作业步长step计算子线段AB中终点B的坐标；
[0015]S44、根据起始点A和终点B的坐标计算与子线段AB相对应的作业路径点P的坐标；
[0016]S45、以终点B作为下一个子线段的起始点依次重复计算，直至选取出的边界线AT
被分割完全得到与每一个子线段相对应的作业路径点。
[0017]进一步地，在步骤S43中，具体过程包括以下步骤：
[0018]S431、设定拐点T的坐标为(x
T
，y
T
)、起始点A的坐标为(x
A
，y
A
)；
[0019]S432、根据拐点T的坐标(x
T
，y
T
)和起始点A的坐标(x
A
，y
A
)计算起始点A到拐点T之间的向量以及向量的模长
[0020]S433、根据向量和模长计算向量的单位向量
[0021]S434、根据单位向量和作业步长step得出终点B的坐标(x
B
，y
B
)。
[0022]进一步地，在步骤S44中，具体过程包括以下步骤：
[0023]S441、设与子线段AB相对应的作业路径点为P，线段AP与子线段AB的夹角为θ，令|AB|＝step，step为作业步长；|PD|＝dist，dist为喷涂机器人面对墙作业的离墙距离；|AD|＝step/2，则点P为与子线段AB相对应的作业路径点；
[0024]S442、在子线段AB上取一点C，令|AC|＝|AP|；
[0025]S443、通过线段AP与线段AD的夹角θ计算作业路径点P在以起始点A为原点的局部坐标系下的坐标值；
[0026]S444、通过坐标变换矩阵计算作业路径点P在以0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的坐标。
[0027]进一步地，在步骤S443中，具体过程包括：
[0028]令Ax与Ay分别表示起始点A在以0为原点的原始坐标系下的坐标值，Bx与By分别表示终点B在以0为原点的原始坐标系下的坐标值；
[0029]则，作业路径点P在以起始点A为原点的局部坐标系下的坐标值(P
A
x，P
A
y)为：
[0030]P
A
x＝|AC|*cosθ
[0031]P
A
y＝|AC|*sinθ
[0032]上式中，|AC|＝|AP|。
[0033]进一步地，在步骤S4之后还包括步骤S5：
[0034]计算喷涂机器人在作业路径点作业的姿态。
[0035]进一步地，在步骤S5中，具体过程包括：
[0036]根据起始点A在以0为原点的原始坐标系下的坐标值以及终点B在以0为原点的原始坐标系下的坐标值计算姿态θ
P
；
[0037]若Ax＝Bx且Ay＞By，则姿态θ
P
＝π/2；
[0038]若Ax＝Bx且Ay＜By，则姿态θ
P
＝
‑
π/2；
[0039]若Ax≠Bx，则姿态θ
P
＝atan2(Ay
‑
By,Ax
‑
Bx)。
[0040]进一步地，在步骤S5之后还包括：
[0041]S6、判断分割的若干个子线段的作业路径点是否计算完全；
[0042]若是，则对当前拐点与下一拐点连线得到第二连续线段并按照固定的作业步长进行分割为若干个子线段，随后进入步骤S7；
[0043]若否，则返回至步骤S4；
[0044]S7、判断当前拐点是否为倒数第二个拐点；
[0045]若是，则对分割的若干个子线段计算作业路径点；
[0046]若否，则返回至步骤S4；
[0047]S8、输出全局的作业路径点。
[0048]借由上述技术方案，本专利技术提供了一种喷涂机器人沿墙行进作业路径点计算方法，至少具备以下有益效果：
[0049]1、本专利技术所提供的计算方法能够自动计算出喷涂机器人沿墙作业的作业路径点，用户只需要输入室内户型平面图，就可以计算出喷涂机器人在该室内户型平面图中沿墙喷涂作业的作业路径点，能够保证室内户型平面图内的每一个角落都能正常进行喷涂作业，消除了人工操作带来的作业误差，确保喷涂机器人的连续性喷涂作业。
[0050]2、本专利技术能够自动生成喷涂机器人沿墙行进的作业路径点，同时得到沿墙作业路径点的准确坐标，并消除计算过程中本文档来自技高网...

【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计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取室内平面户型图，并根据室内平面户型图设定喷涂机器人的作业起始点；S2、根据作业起始点的指定方向依次提取室内平面户型图中的若干个拐点；S3、依次对作业起始点至若干个拐点进行连线得到第一连续线段，并按照固定的作业步长将第一连续线段分割为若干个子线段；S4、依次计算与每一个子线段相对应的作业路径点。2.根据权利要求1所述的沿墙行进作业路径点计算方法，其特征在于：在步骤S4中，依次计算每一个子线段的作业路径点，具体过程包括以下步骤：S41、从第一连续线段中选取以点A为起始点、点T为拐点的一条边界线AT，并对边界线AT以作业步长分割出子线段AB；S42、在室内平面户型图中设定一个以O点为原点的原始坐标系，以起始点A为原点的局部坐标系，以喷涂机器人自身为原点的喷涂机器人坐标系；S43、根据起始点A的坐标和作业步长step计算子线段AB中终点B的坐标；S44、根据起始点A和终点B的坐标计算与子线段AB相对应的作业路径点P的坐标；S45、以终点B作为下一个子线段的起始点依次重复计算，直至选取出的边界线AT被分割完全得到与每一个子线段相对应的作业路径点。3.根据权利要求2所述的沿墙行进作业路径点计算方法，其特征在于：在步骤S43中，具体过程包括以下步骤：S431、设定拐点T的坐标为(x
T
，y
T
)、起始点A的坐标为(x
A
，y
A
)；S432、根据拐点T的坐标(x
T
，y
T
)和起始点A的坐标(x
A
，y
A
)计算起始点A到拐点T之间的向量以及向量的模长S433、根据向量和模长计算向量的单位向量S434、根据单位向量和作业步长step得出终点B的坐标(x
B
，y
B
)。4.根据权利要求2所述的沿墙行进作业路径点计算方法，其特征在于：在步骤S44中，具体过程包括以下步骤：S441、设与子线段AB相对应的作业路径点为P，线段AP与子线段AB的夹角为θ，令|AB|＝step，step为作业步长；|PD|＝dist，dist为喷涂机器人面对墙...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶继超，张文全，江坤，汪志龙，黄生，
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：