基于网格拟合的铺砖位姿计算方法、装置及铺砖机器人制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于网格拟合的铺砖位姿计算方法、装置及铺砖机器人，该方法包括：确定目标铺砖区域的多个已铺设砖块的第一角点坐标信息；根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型；根据所述砖块网格关系模型，以及目标待铺设砖块的砖块信息，确定所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息；根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，确定所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息；所述铺设位姿信息用于指示砖块铺设设备对所述目标待铺设砖块进行铺设。可见，本发明专利技术能够根据已铺设砖块的角点坐标精准计算得到待铺设砖块的坐标信息，以提高后续铺砖的准确度和效率。砖的准确度和效率。砖的准确度和效率。

【技术实现步骤摘要】
基于网格拟合的铺砖位姿计算方法、装置及铺砖机器人


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种基于网格拟合的铺砖位姿计算方法、装置及铺砖机器人。

技术介绍

[0002]随着建设技术的发展，以及工程建设需求的爆发，越来越多的工程建设开始采取智能化的手段来进行，例如铺设砖块的工作已经开始借助铺砖设备来进行。但现有的铺砖技术，一般还是采用人工作业的方式，采用在地上弹墨线、金属定制网格、激光水平仪或人工目测等方式或设备来确保铺设的砖块的对齐，其铺砖效果主要依赖工人的经验与细心程度，效率较低且成本较高。而部分采用铺砖设备进行铺砖的技术，没有考虑到利用已铺设砖块的坐标来自动计算待铺设砖块的坐标，因此其无法实现更加精确的铺砖效果。可见，现有技术存在缺陷，亟待解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于网格拟合的铺砖位姿计算方法、装置及铺砖机器人，能够根据已铺设砖块的角点坐标精准计算得到待铺设砖块的坐标信息，以提高后续铺砖的准确度和效率。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，所述方法包括：
[0005]确定目标铺砖区域的多个已铺设砖块的第一角点坐标信息；
[0006]根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型；
[0007]根据所述砖块网格关系模型，以及目标待铺设砖块的砖块信息，确定所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息；
[0008]根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，确定所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息；所述铺设位姿信息用于指示砖块铺设设备对所述目标待铺设砖块进行铺设。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型，包括：
[0010]根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述砖块网格优化模型对应的模型参数；所述砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同的虚拟砖块之间的角点参数关系；
[0011]根据所述模型参数，确定所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述砖块网格优化模型包括第一砖块网格优化模型和第二砖块网格优化模型；所述根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的砖块网格优化模型，优化计算得到所述砖块网格优化模型对应的模
型参数，包括：
[0013]根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的第一砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述第一砖块网格优化模型对应的最优网格斜率参数；所述第一砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同但间隔不同的虚拟砖块之间的角点参数关系；所述最优网格斜率参数为所述第一砖块网格优化模型限定的所述虚拟砖块的不同边缘的直线关系方程中的斜率参数的优化计算值；
[0014]将所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及所述最优网格斜率参数，输入至预设的第二砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述第二砖块网格优化模型对应的模型参数；所述第二砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同且间隔相同的虚拟砖块之间的角点参数关系；所述第二砖块网格优化模型中限定的所述虚拟砖块的不同边缘的直线关系方程中的斜率参数与所述第一砖块网格优化模型相同。
[0015]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述拟合优化计算为基于最小二乘法拟合的优化计算；和/或，在所述拟合优化的过程中，对残差值大于预设的标准差阈值的角点坐标进行删除；所述标准差阈值为所有角点坐标对应的残差值的标准差的预设倍数；所述预设倍数小于1。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述拟合优化计算为带有权重因子的拟合优化计算；所述权重因子包括中心轴距权重因子和/或方正性权重因子；所述中心轴距权重因子与每一角点坐标信息与所述目标铺砖区域的中心之间的距离成正比；所述方正性权重因子与每一角点坐标信息与其所在的标准正方形的对应角点之间的拟合残差成反比。
[0017]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述确定目标铺砖区域的多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，包括：
[0018]获取由三维相机获取的目标铺砖区域的多个已铺设砖块的三维图像信息；
[0019]根据所述三维图像信息，计算所述多个已铺设砖块在所述三维相机的相机坐标系中的第一三维角点坐标；
[0020]根据所述多个已铺设砖块的第一三维角点坐标，拟合优化计算得到所述三维角点坐标对应的角点平面方程；
[0021]计算所述角点平面方程的平面坐标系与所述相机坐标系之间的坐标系转换关系；
[0022]根据所述坐标系转换关系，将所述多个已铺设砖块的第一三维角点坐标进行转换计算得到所述多个已铺设砖块在所述平面坐标系的第一角点坐标信息；
[0023]以及，所述根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，确定所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息，包括：
[0024]根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，以及所述坐标系转换关系，转换计算得到所述目标待铺设砖块在所述相机坐标系的第二三维角点坐标；
[0025]根据所述目标待铺设砖块的第二三维角点坐标，计算得到所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息。
[0026]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述根据所述多个已铺设砖块的第一三维角点坐标，拟合优化计算得到所述三维角点坐标对应的角点平面，包括：
[0027]确定角点平面表达方程；
[0028]将所述多个已铺设砖块的第一三维角点坐标代入所述角点平面表达方程，基于光轴权重进行带权拟合计算，以得到所述三维角点坐标对应的角点平面方程；所述光轴权重与每一所述第一三维角点坐标与所述三维相机的相机光轴之间的距离成反比。
[0029]本专利技术实施例第二方面公开了一种基于网格拟合的铺砖位姿计算装置，所述装置包括：
[0030]第一坐标确定模块，用于确定目标铺砖区域的多个已铺设砖块的第一角点坐标信息；
[0031]网格模型优化模块，用于根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型；
[0032]第二坐标确定模块，用于根据所述砖块网格关系模型，以及目标待铺设砖块的砖块信息，确定所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息；
[0033]铺设位姿计算模块，用于根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，确定所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息；所述铺设位姿信息用于指示砖块铺设设备对所述目标待铺设砖块进行铺设。
[0034]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述网格模型优化模块包括：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标铺砖区域的多个已铺设砖块的第一角点坐标信息；根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型；根据所述砖块网格关系模型，以及目标待铺设砖块的砖块信息，确定所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息；根据所述目标待铺设砖块的第二角点坐标信息，确定所述目标待铺设砖块的铺设位姿信息；所述铺设位姿信息用于指示砖块铺设设备对所述目标待铺设砖块进行铺设。2.根据权利要求1所述的基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，其特征在于，所述根据预设的砖块网格优化算法，以及所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，计算得到所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型，包括：根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述砖块网格优化模型对应的模型参数；所述砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同的虚拟砖块之间的角点参数关系；根据所述模型参数，确定所述目标铺砖区域对应的砖块网格关系模型。3.根据权利要求2所述的基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，其特征在于，所述砖块网格优化模型包括第一砖块网格优化模型和第二砖块网格优化模型；所述根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的砖块网格优化模型，优化计算得到所述砖块网格优化模型对应的模型参数，包括：根据所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及预设的第一砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述第一砖块网格优化模型对应的最优网格斜率参数；所述第一砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同但间隔不同的虚拟砖块之间的角点参数关系；所述最优网格斜率参数为所述第一砖块网格优化模型限定的所述虚拟砖块的不同边缘的直线关系方程中的斜率参数的优化计算值；将所述多个已铺设砖块的第一角点坐标信息，以及所述最优网格斜率参数，输入至预设的第二砖块网格优化模型，拟合优化计算得到所述第二砖块网格优化模型对应的模型参数；所述第二砖块网格优化模型用于限定多个呈网格排列的大小相同且间隔相同的虚拟砖块之间的角点参数关系；所述第二砖块网格优化模型中限定的所述虚拟砖块的不同边缘的直线关系方程中的斜率参数与所述第一砖块网格优化模型相同。4.根据权利要求2所述的基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，其特征在于，所述拟合优化计算为基于最小二乘法拟合的优化计算；和/或，在所述拟合优化的过程中，对残差值大于预设的标准差阈值的角点坐标进行删除；所述标准差阈值为所有角点坐标对应的残差值的标准差的预设倍数；所述预设倍数小于1。5.根据权利要求2所述的基于网格拟合的铺砖位姿计算方法，其特征在于，所述拟合优化计算为带有权重因子的拟合优化计算；所述权重因子包括中心轴距权重因子和/或方正性权重因子；所述中心轴距权重因子与每一角点坐标信息与所述目标铺砖区域的中心之间的距离成正比；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄以恺，曹近者，黄舜勇，孙妍，赵争兵，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：