【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体为一种用于垂面作业机器人的地图建立方法。
技术介绍
1、在无人车进行大面积垂面工程作业时，如清洗建筑外墙或对大型油罐进行防腐喷涂，精准的定位和地图构建是关键。目前，有两种主流的机器人地图构建和定位方法。
2、第一种方法是基于测距传感器和里程计的自主学习。这种方法需要机器人经过长时间的探索和数据收集，构建出栅格地图，并确定自己在地图上的位置。这种方法虽然精度高，但自主学习过程耗时较长。
3、第二种方法则是直接获取带有gps标志的数字地图，再结合机器人上的gps定位信息，确定机器人在地图上的位置。这种方法虽然在地图定位上相对直观，但在实际应用中，垂直面路径在地图上的显示可能不够直观，这增加了人机交互规划路径和校准误差的难度。
4、因此，急需一种用于垂面作业机器人的地图建立方法。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，包括：
5、s101、垂面作业机器人通过摄像头拍照获得作业垂面的投影平面及所述垂面作业机器人在所述作业垂面的位置；
6、s102、在所述投影平面上建立左上角为原点，水平方向为x，垂直方向为y轴的坐标平面；
7、s103
8、s104、当作业垂面为规则的圆柱曲面时，基于圆柱曲面投影，建立机器人积极坐标与地图坐标的换算方法，圆柱面两端投影的横向(x)坐标转换误差放大，精度低，需要根据精度要求设定地图横向边界；
9、s105、基于以上坐标转换方法，可在垂面地图上规划机器人航路，并转换为机体坐标指令发送，实现垂面作业机器人的导航和自动作业功能。
10、优选的，所述垂面作业机器人搭载有地面站软件和摄像头，所述摄像头和作业面保持固定距离。
11、优选的，所述s103具体包括：
12、s1031、根据应用逻辑要求确定垂面作业机器人的定位精度，定位精度决定了地图的精度，即投影平面的单位像素代表的实际距离，进而决定了相机距离、照片分辨率大小、变焦焦距范围，定位精度越高，地图上的坐标越准确，如定位精度要求为0.01m,对应照片上4个像素，典型作业面积(视场)10m×8m，那么相机的最低分辨率应为(10/0.01*4)*(8/0.01*4)＝1280万像素，根据公式
13、
14、其中，f为焦距，wd为工作距离，h和w分别为靶面尺寸的高和宽，fov为视野范围，由相机的靶面尺寸参数及对应焦距，可得其工作距离，如h20变焦相机靶面尺寸为7.6mm×5.7mm，变焦范围6.83-119.94mm，取焦距为20mm时，对应的工作距离为20*10/7.6＝26.3m，当固定工作距离为26.3m后，可增大焦距进一步增加照片像素距离分辨率，从而增加地图定位精度；也可适当缩小焦距，从而增加地图尺寸；
15、s1032、根据设定的投影平面尺寸和作业面尺寸，及计算获得的工作距离，使用激光测距仪或超声波传感器测距，得到摄像头放置位置，测量投影平面和作业面的尺寸，与计算相一致；
16、s1033、建立地图，设定投影平面和工作面上的坐标系，建立投影和坐标变换算法，
17、s1034、确定当前机器人在投影平面上的坐标，根据投影关系及机器人的定位系统类型，将该坐标转换为机器人的定位数据，用于定位和导航。
18、优选的，所述s104具体包括：
19、s1041、垂面作业机器人对作业面定距运动，圆柱作业面情况下，在投影平面建立坐标系，以底边中心为原点o0，面向圆柱中心水平向右为w轴，垂直向上为h轴，取其中一点a(w,h)，需要将设定的照片中投影平面坐标(w,h)，转换为圆柱以圆心为原点的极坐标(r,θ,h)，其中r为圆柱底面半径，为保证正负号一致性，θ为cd(与投影面平行)为极轴时对应的极角，则有w＝rcosθ，在r已知(定距运动)情况下，可建立(w,h)到(θ,h)的坐标映射关系；
20、s1042、将(w,h)到(w’,h’)的运动过程转换为所述垂面作业机器人的机体坐标(右前上)目标位置，当垂面作业机器人机头方向始终指向圆心c情况下，其目标位置为(r(θ’-θ),0,h’-h),其中θ’和θ分别为w和w’对应坐标。
21、优选的，所述s105具体包括：
22、s1051、路径规划，在垂面地图上，根据作业需求和环境信息，规划出机器人从起点到终点的最优或次优路径；
23、s1052、坐标转换，将规划出的路径坐标从地图坐标系转换为机器人机体坐标系；
24、s1053、生成指令，根据转换后的机体坐标位置，生成机器人运动的控制指令，这些指令包括机器人的移动速度、旋转角度和姿态调整，以确保机器人能够按照规划的路径准确移动；
25、s1054、发送指令，通过无线通信或有线连接，将生成的指令发送给机器人控制系统，控制系统接收到指令后，会根据指令调整机器人的运动状态，使其沿着规划的路径移动；
26、s1055、实时监控与调整，在机器人执行作业过程中，需要实时监控机器人的位置、姿态和运动状态，以及环境变化情况，如果发现机器人偏离规划路径或遇到障碍物等情况，需要及时调整指令或重新规划路径，以确保机器人能够顺利完成作业任务。
27、(三)有益效果
28、本专利技术提供了一种用于垂面作业机器人的地图建立方法。具备以下有益效果：
29、1、本方案构建数字地图之后仅在修正飞控(车控)磁罗盘偏差时需要再次拍照；
30、2、本方案建立地图不受限于gps精度，通过调整摄像头到作业面距离，调整(选择)照片分辨率，可实现高精度定位和导航；
31、3、本方案地图及机器人轨迹与人眼视效一致性高，人机交互方便，航路规划、障碍点设置便捷。
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1.一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，所述S101具体包括：所述垂面作业机器人搭载有地面站软件和摄像头，所述摄像头和作业面保持固定距离。
3.根据权利要求1所述的一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，所述S103具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，所述S104具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，所述S105具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于垂面作业机器人的地图建立方法，其特征在于，所述s101具体包括：所述垂面作业机器人搭载有地面站软件和摄像头，所述摄像头和作业面保持固定距离。
3.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，张玉恒，杜光辉，苏敏，赵仕杰，蒋涛，
申请(专利权)人：浙江易数智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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