CN112008722A - 建筑机器人的控制方法、控制装置及机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑机器人,所述建筑机器人包括:扫描定位传感器、控制器以及安全控制模块。一种建筑机器人的控制方法,所述建筑机器人的控制方法包括:对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。实现自动控制机器人进行安全防护,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制领域,尤其涉及建筑机器人的控制方法、控制装置及机器人。
背景技术
建筑工程(包括化工施工和矿山施工以及其他行业施工)是事故风险较高的行业,政府对建筑安全问题极为重视,并制定了“预防为主、安全第一、综合治理”的安全工作方针。施工安全是各个行业工程建设中所遇到的安全问题。施工安全涵盖了在作业过程中所有的安全问题并且涉及管理、财务及后勤保障等相关内容。然而现有针对房地产施工的机器人依然是半自动需要人工来控制的,并不具备全自动施工能力且缺乏相应的安全控制方法,在运行过程中不能及时自动处理出现的安全事故。
发明内容
本申请实施例通过提供一种建筑机器人的控制方法、控制装置及机器人,旨在解决现有技术中机器人半自动控制需要人工来控制,不具备全自动施工能力且缺乏相应的安全控制方法的问题。
达到了根据安全信号以及控制协议自动进行安全控制的效果。
为实现上述目的,本发明提供一种建筑机器人,所述建筑机器人包括:
扫描定位传感器,用于对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息;
控制器,所述控制器与所述扫描定位传感器信号连接,用于根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图,所述控制器用于根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人移动;
安全控制模块,所述安全控制模块与所述控制器连接,所述安全控制模块用于触发安全控制操作。
可选地,所述安全控制模块包括制动按键以及继电器,所述建筑机器人还包括电源模块,所述电源模块与所述控制器以及所述扫描定位传感器连接,所述继电器连接于所述电源模块与所述控制器以及所述扫描定位传感器之间;在检测到所述制动按键的按压操作时,所述控制器控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
可选地,所述安全控制模块还包括与所述控制器连接的激光雷达传感器、倾角传感器以及压力传感器中的至少一个,所述控制器用于根据所述激光雷达传感器检测到的信号确定所述建筑机器人与障碍物之间的距离;所述倾角传感器用于检测所述建筑机器人的倾斜角度;所述压力传感器设置于所述建筑机器人的底盘的防撞条内。
可选地,所述建筑机器人还包括与所述控制器连接的报警模块。
为实现上述目的,本发明还提供一种建筑机器人的控制方法,所述控制方法包括以下步骤:
对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;
根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;
在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。
可选地,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤包括:
在检测到通过制动按键触发的急停信号时,控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
可选地,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤还包括:
在检测到倾斜角度大于预设角度时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的倾翻报警信息。
可选地,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤还包括:
在检测到防撞条的压力参数大于预设压力参数时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的碰撞报警信息。
可选地,所述根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动的步骤之后还包括:
在检测到进入预设位置时,调整所述建筑机器人的姿势到预设安全姿势;
在调整所述建筑机器人的姿势的过程中,屏蔽激光雷达信号并根据防撞条中压力传感器的压力信号进行安全控制。
为实现上述目的,本发明还提供一种建筑机器人的控制装置,其特征在于,包括急停控制装置、防倾翻控制装置、避障雷达控制装置、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的建筑机器人的控制方法的控制程序,所述处理器执行所述建筑机器人的控制方法的控制程序时实现如上所述的建筑机器人的控制方法。
本发明实施例提供的建筑机器人的控制方法、控制装置及机器人,建筑机器人的控制装置根据扫描定位传感器实时扫描得到的三维位置信息建立导航地图,并根据导航地图以及信息交互模块提供的预设的三维建筑模型控制建筑机器人进行预设的工作,在安全控制模块检测到安全异常信号时,控制器控制建筑机器人进行相应的安全控制并输出相应的报警信息。这样使得建筑机器人可根据实时扫描得到的导航信息以及三位建筑模型自动控制进行预设的工作,在出现安全异常情况时可以及时作出相应的安全控制避免发生安全事故。达到了全自动控制的效果并提高了建筑机器人的安全性。
附图说明
图1为本发明建筑机器人的第一实施例结构示意图;
图2为本发明建筑机器人的第二实施例结构示意图;
图3是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图;
图4为本发明建筑机器人的控制方法第一实施例的流程示意图;
图5为本发明建筑机器人的控制方法第二实施例的流程示意图;
图6为本发明建筑机器人的控制方法第三实施例的流程示意图;
图7为本发明建筑机器人的控制方法第四实施例的流程示意图;
图8为本发明建筑机器人的控制方法第五实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1,图1为本发明建筑机器人的一实施例的结构框图。
所述建筑机器人00包括:扫描定位传感器10,用于对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息;控制器20,所述控制器20与所述扫描定位传感器10信号连接,用于根据所述扫描定位传感器10检测到的三维位置信息建立导航地图,所述控制器20用于根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人00移动;安全控制模块30,所述安全控制模块30与所述控制器20连接,所述安全控制模块30用于触发安全控制操作;电源模块40,所述电源模块40与所述控制器20以及所述扫描定位传感器10连接;报警模块50,所述报警模块50与所述控制器20连接。
本发明的建筑机器人00主要使用在商品房的装修、建筑等环境下。在商品房全户型或者过道执行任务如喷涂、安装墙板、地墙砖铺贴的过程中
建筑机器人00的还包括BIM信息交互模块、底盘运动控制模块、执行控制模块以及安全控制模块30。所述BIM信息交互模块是通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为建筑模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。所述信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息,还包含了非构件对象如空间与运动行为的状态信息。借助所述包含建筑工程信息的三维模型,可大大提高建筑工程的信息集成化程度,这为建筑机器人00提供了一个工程信息交换和共享的平台。在本实施例中主要选择BIM信息交互模块的建筑构建物的三维模型、平面图、尺寸图、飘窗阴阳角等位置信息,以及长宽高相关几何信息,以实现精确喷涂、铺砖、打磨等提供最基本的准确信息。
所述扫描定位传感器10(SLAM)可使得建筑机器人00根据扫描定位传感器10的检测到的信号一边计算自身位置,一边构建环境地图,完成在未知环境下运动时的定位与地图构建,并与BIM信息交互模块提供的建筑模型进行匹配对比,实时扫描地图,识别环境,实现建筑机器人00的全自动化工作,无需再去工作场地进行扫图建图。
所述控制器20包括底盘运动控制模块,底盘运动控制模块可包括底盘运动控制器、底盘伺服电机以及驱动器、运动学算法。底盘的组成不限于差速轮、全向轮等;正运动学模型将得到一系列公式,可以根据四个轮子的速度,计算出底盘的运动状态;而逆运动学模型得到的公式则是可以根据底盘的运动状态解算出四个轮子的速度。需要注意的是,底盘的运动可以用三个独立变量来描述:X轴平动、Y轴平动、yaw轴自转;而轮子的速度也是由四个独立的电机提供的。所以轮子的合理速度是存在某种约束关系的,逆运动学可以得到唯一解,而正运动学中不符合约束关系的方程将无解。所述控制器20还包括执行控制模块,执行控制模块由机器人本体、电池系统、控制系统、末端执行系统组成;其中机器人本体由可以由多个自由度的机械手组成;电池管理系统则由锂电池、充电系统、放电系统、电池管理系统组成;建筑机器人00的控制系统主要包括控制器、总线IO模块和若干个运动模块、电池管理系统、视觉系统、UI人机界面等模块组成,运动模块均包括伺服电机和用于驱动伺服电机的伺服驱动器,部分运动模块实现底盘运动,部分伺服实现本体的运动控制。IO模块用于实现采集数字量IO信号、模拟量输入输出信号;控制器通过RS485与电池管理系统进行通讯,完成电池信息的获取;控制器通过Ethernet与视觉系统进行通讯,启动相机进行拍照并获取视觉系统处理的检测结果。UI人机界面通过Ethernet与控制器20进行通讯,实现控制系统状态信息的显示以及相关操作。
所述安全控制模块30与所述控制器20连接,用于触发安全信号,并将安全异常信号发送至控制器20,控制建筑机器人00进行对应的安全控制操作。
所述建筑机器人00还包括与所述控制器20连接的报警模块50,用于输出与安全异常信号对应的报警信息,所述报警信息可设置为文字信息或图像信息或音频信息的形式。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人00设置有扫描定位传感器10、控制器20、安全控制模块30以及报警模块50。扫描定位传感器10可对周围建筑物进行实时扫描以得到三维位置信息,控制器20可根据三维位置信息建立导航地图并根据导航地图以及预设的三维建筑模型控制建筑机器人00运动,安全控制模块30可用于触发安全操作并将安全异常信号发送至控制器20,报警模块50可用于输出报警信息。这样使得建筑机器人00可通过扫描定位传感器10、控制器20、安全控制模块30以及报警模块50自动控制进行预设的工作,并在出现安全异常情况时可以及时作出相应的安全控制避免发生安全事故。达到了全自动控制的效果并提高了建筑机器人00的安全性。
参照图2,图2为本发明建筑机器人00的第二实施例的结构示意图。所述安全控制模块30包括制动按键以及继电器34,所述建筑机器人00还包括电源模块40,所述电源模块40与所述控制器20以及所述扫描定位传感器10连接,所述继电器34连接于所述电源模块40与所述控制器20以及所述扫描定位传感器10之间;在检测到所述制动按键的按压操作时,所述控制器20控制所述继电器34断开,以对所述控制器20以及所述扫描定位传感器10断电。制动按键位于急停安全控制模块30中,急停安全控制模块30负责所有硬件安全信号的处理,采用双急停回路设计,通过设置制动按键以及继电器34模块来实现紧急停止,可选地,通过远程无线连接终端设备来控制继电器34来实现紧急停止。在本实施例中,机器人在自动控制模式或手动控制模式运行过程中,若急停按钮被按下或接收到无线连接的远程终端的急停指令,则控制器20控制继电器34模块改变内部输入状态,所述继电器34模块输出瞬时断开,进而造成主回路断开,电源开路,机器人停机。同时将对应的急停报警信息至控制器20以及报警模块50,控制器20收到急停信息,立刻切换任务,停止当前的执行任务,报警模块50输出急停报警信息。
进一步地,所述安全控制模块30还包括与所述控制器20连接的激光雷达传感器33、倾角传感器31以及压力传感器32中的至少一个,所述控制器20用于根据所述激光雷达传感器33检测到的信号确定所述建筑机器人00与障碍物之间的距离;所述倾角传感器31用于检测所述建筑机器人00的倾斜角度;所述压力传感器32设置于所述建筑机器人00的底盘的防撞条内。
所述激光雷达传感器33用于建筑机器人00在室内设备防撞以及区域监测。在机器人运行过程中,激光雷达传感器33可根据激光遇到障碍物后反射回来的时间,计算障碍物的相对距离。激光光束可以准确测量视场中建筑物轮廓边沿与建筑机器人00间的相对距离,这些建筑物的轮廓信息组成建筑物的点云(目标外观表面的点数据集合),根据点云绘制出的三维环境地图的精度可达到厘米级别,因而提高了测量精度。建筑机器人00根据三维环境地图、扫描定位传感器10得到的三维位置信息将室内空间划分为不同空间区域,不同空间区域对应预设的任务,预设的任务对应预设的安全距离,如喷涂、铺砖、打磨等任务分别对应不同的预设安全距离。激光雷达传感器33检测到机器人所处的空间区域时,输出对应的组合避障信息到控制器20,所述组合避障信息包括预设的任务以及对应的预设安全距离,控制器20收到组合避障信息,立刻切换对应的操作任务,停止当前的执行任务,并上报避障报警信息。
所述倾角传感器31用于实现防倾翻安全控制功能。建筑机器人00在自动控制模式下,防倾翻安全控制功能无法被屏蔽。在通过扫描定位传感器10检测到处于上坡或下坡时,倾角传感器31实时检测机器人底盘相对于地面的倾斜角度。在检测到所述倾斜角度大于预设角度时,输出倾翻安全异常信号到控制器20,控制器20控制机器人停止继续运动与操作,并上报倾翻报警信息至安全控制系统以及报警模块50。可选地,在手动模式下可选择屏蔽防倾翻安全控制功能,手动操作使机器人回到安全位置。
所述压力传感器32设置于机器人底盘周边的防撞条内。在压力传感器32检测到压力参数大于预设压力参数时,发送碰撞安全异常信号到控制器20,控制器20切断底盘动力电源,并上报碰撞报警信息至安全控制系统以及报警模块50。
可选地,所述安全控制模块30还包括安全监测限位开关,在检测到工作范围超出预设范围时,所述限位开关被触发,并发送限位安全异常信号至控制器20,控制器20控制机器人停止执行操作任务。可选地,所述安全控制模块30还包括硬件安全传感器,在检测到机器人的执行机构的运动位置超出预设位置时,切换操作任务并上报报警信息。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人00的安全控制模块30设置有用于实现紧急停止安全控制的制动按键与继电器34,用于实现避障安全控制功能的激光雷达传感器33,用于实现方碰撞安全控制功能的压力传感器32以及用于实现防倾翻安全控制功能的倾角传感器31。这样使得建筑机器人00可根据安全控制模块30内的制动按键与继电器34、激光雷达传感器33、压力传感器32以及倾角传感器31检测到的安全信号实现自动控制机器人进行安全防护,提高了建筑机器人00的自动化以及安全性能。
作为一种实现方式,建筑机器人的控制装置可以如图3所示。
本发明实施例方案涉及的是建筑机器人的控制装置,建筑机器人的控制装置包括处理器101,例如CPU,存储器102,通信总线103、急停控制装置104、防倾翻控制装置105、避障雷达控制装置106。其中,通信总线103用于实现这些组件之间的连接通信。
存储器102可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatilememory),例如磁盘存储器。如图3所示,存储器103中可以包括建筑机器人的控制装置的控制程序;而处理器101可以用于调用存储器102中存储的建筑机器人的控制装置的控制程序,并执行以下操作:
对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;
根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;
在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。
进一步地,处理器101可以用于调用存储器102中存储的建筑机器人的控制装置的控制程序,并执行以下操作:
在检测到通过制动按键触发的急停信号时,控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
进一步地,处理器101可以用于调用存储器102中存储的建筑机器人的控制装置的控制程序,并执行以下操作:
在检测到倾斜角度大于预设角度时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的倾翻报警信息。
进一步地,处理器101可以用于调用存储器102中存储的建筑机器人的控制装置的控制程序,并执行以下操作:
在检测到防撞条的压力参数大于预设压力参数时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的碰撞报警信息。
进一步地,处理器101可以用于调用存储器102中存储的建筑机器人的控制装置的控制程序,并执行以下操作:
在检测到进入预设位置时,调整所述建筑机器人的姿势到预设安全姿势;
在调整所述建筑机器人的姿势的过程中,屏蔽激光雷达信号并根据防撞条中压力传感器的压力信号进行安全控制。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人的控制装置根据扫描定位传感器实时扫描得到的三维位置信息建立导航地图,并根据导航地图以及信息交互模块提供的预设的三维建筑模型控制建筑机器人进行预设的工作,在安全控制模块检测到安全异常信号时,控制器控制建筑机器人进行相应的安全控制并输出相应的报警信息。这样使得建筑机器人可根据实时扫描得到的导航信息以及三位建筑模型自动控制进行预设的工作,在出现安全异常情况时可以及时作出相应的安全控制避免发生安全事故。达到了全自动控制的效果并提高了建筑机器人的安全性。
基于上述建筑机器人的控制装置的硬件构架,提出本发明建筑机器人的控制方法的实施例。
参照图4,图4为本发明建筑机器人的控制方法第一实施例,所述建筑机器人的控制方法应用于如上述的建筑机器人的控制方法包括:
步骤S10、对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;
扫描定位传感器实时扫描周边环境并计算定位自身位置信息得到所述三维位置信息,并通过BIM信息交互模块提供的三维建筑模型进行匹配以实时构建导航地图。
步骤S20、根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;
所述预设的三维建筑模型根据BIM信息交互模块提供。
步骤S30、在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。
本实施例中建筑机器人的控制方法可以被配置在建筑机器人的控制装置中,建筑机器人的控制装置可以设置在服务器中,也可以设置在建筑机器人的CPU中,本发明实施例对此不作限制。本发明实施例的执行主体,在硬件上可以设置为服务器或者建筑机器人的控制器,在软件上可以例如为服务器或者建筑机器人的微型控制器中的相关的后台服务,对此不作限制。
本发明实施例中的建筑机器人配置有扫描定位传感器、控制器、安全控制模块以及报警模块,其中,机器人通过扫描定位传感器对机器人所在的空间进行实时扫描以得到所述空间的三维位置信息,并根据所述三维信息建立导航地图。控制器根据导航地图与预设的三维建筑模型控制执行机构进行喷涂、铺砖以及打磨等工作。建筑机器人设置有安全控制模块,可检测安全信号如倾角信号、压力信号以及激光雷达信号等,在检测到安全异常信号时,将安全异常信号发送至控制器以及报警模块,控制建筑机器人进行相应的安全控制以及发送相应的报警信息。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人的控制装置根据扫描定位传感器实时扫描得到的三维位置信息建立导航地图,并根据导航地图以及信息交互模块提供的预设的三维建筑模型控制建筑机器人进行预设的工作,在安全控制模块检测到安全异常信号时,控制器控制建筑机器人进行相应的安全控制并输出相应的报警信息。这样使得建筑机器人可根据实时扫描得到的导航信息以及三位建筑模型自动控制进行预设的工作,在出现安全异常情况时可以及时作出相应的安全控制避免发生安全事故。达到了全自动控制的效果并提高了建筑机器人的安全性。
参照图5,图5为本发明建筑机器人的控制方法第二实施例,基于第一实施例,所述步骤S30包括:
步骤S31、在检测到通过制动按键触发的急停信号时,控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
建筑机器人可设置有机械制动按键,在紧急情况下可选择手动触发制动按键,在触发制动按键时,制动按键对应的继电器内部逻辑检测到输入状态改变,输出瞬间断开,导致与继电器相连的控制器线圈失电,从而导致电源开路,建筑机器人停机,同时将急停报警信息输入到控制器模块以及报警模块,控制建筑机器人停止执行任务并上报急停报警信息。可选地,建筑机器人的制动按键也可设置在远程无线连接的终端,在紧急情况下可通过远程终端控制建筑机器人急停。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人可通过触发机械制动按键或远程终端的制动按键,导致继电器断开,从而导致电源开路,使得建筑机器人紧急停机同时上报急停报警信息,实现了对建筑机器人进行紧急停止安全防护的效果,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
参照图6,图6为本发明建筑机器人的控制方法第三实施例,基于第一或第二实施例,所述步骤S30还包括:
步骤S32、在检测到倾斜角度大于预设角度时,控制所述机器人停止运动;
步骤S33、通过所述报警模块输出所述机器人的倾翻报警信息。
建筑机器人设置有倾角传感器,在自动模式下防倾翻检测功能无法屏蔽,可实时检测建筑机器人底盘平面与地面的倾斜角度。在检测到底盘平面与地面的倾斜角度大于预设角度时,将倾翻信号发送至控制器并将倾翻报警信息发送至报警模块,从而控制建筑机器人停止运动及停止执行任务并输出倾翻报警信息。进一步地,在手动模式下可选择屏蔽建筑机器人的倾角报警功能,手动控制机器人回到安全位置。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人可通过倾角传感器实时检测建筑机器人底盘平面与地面的倾斜角度,在检测到倾斜角度大于预设角度时,控制机器人停止运动及停止执行任务并输出倾翻报警信息。并且,在手动模式下可选择屏蔽倾翻检测功能手动进行调整。这样使得建筑机器人可自动控制防止倾翻从而实现对建筑机器人的防倾翻安全保护,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
参照图7,图7为本发明建筑机器人的控制方法第四实施例,基于第一或第二或第三实施例,所述步骤S30还包括:
步骤S34、在检测到防撞条的压力参数大于预设压力参数时,控制所述机器人停止运动;
步骤S35、通过所述报警模块输出所述机器人的碰撞报警信息。
建筑机器人底盘周围设置有防撞条,防撞条内部设置有压力传感器,可实时检测压力参数,可选地,建筑机器人的执行机构也设置有压力传感器和激光传感器,压力传感器可检测硬件碰撞压力信号,激光传感器可测得建筑机器人与障碍物之间的相对距离,在检测到压力参数大于预设压力参数和/或与障碍物的相对距离值小于预设距离值时,将碰撞信号发送至控制器并将碰撞报警信息发送至报警模块,从而控制建筑机器人停止运动及停止执行任务并输出碰撞报警信息。
在本发明实施例提供的技术方案中,建筑机器人设置有压力传感器和激光传感器,可实时检测防碰撞安全信号如压力参数与激光测得的距离值。这样使得建筑机器人可根据压力参数以及与障碍物的相对距离值,对建筑机器人进行防碰撞安全控制,实现了建筑机器人自动进行安全碰撞安全防护控制,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
参照图8,图8为本发明建筑机器人的控制方法第五实施例,基于第一或第二或第三或第四实施例,所述步骤S20之后还包括:
步骤S40、在检测到进入预设位置时,调整所述建筑机器人的姿势到预设安全姿势;
步骤S50、在调整所述建筑机器人的姿势的过程中,屏蔽激光雷达信号并根据防撞条中压力传感器的压力信号进行安全控制。
建筑机器人四周设置有激光雷达传感器,避障雷达安全信号的处理是通过路径协议控制的,所述路径协议根据激光雷达检测到与障碍物的相对距离、BIM信息交互模块的三维建筑信息以及扫描定位传感器得到的三维位置信息生成。在检测到建筑机器人进入预设位置如进出房间时或即将从过道进入卧室或从卧室回到过道或客厅或其他房间进行施工时或在将要经过横梁或吊顶,发送组合避障信息到控制器,控制建筑机器人调整执行机构的姿势到预设安全姿势,再允许机器人通过。在调整姿势的过程中,可选择屏蔽激光雷达信号并根据建筑机器人防撞条内的压力传感器来进行防碰撞安全控制。可选地,在进出门或经过横梁时,若路径协议失效,则根据执行机构的安全信号进行安全控制,如在检测到硬件防撞压力参数大于预设压力参数和/或与障碍物的相对距离值小于预设距离值时,则控制建筑机器人停止运动。
在本实施例提供的技术方案中,建筑机器人通过路径协议,在检测到进入预设位置时,控制建筑机器人调整执行机构的姿势到预设安全姿势以通过所述预设位置,在调整姿势的过程中可根据碰撞条的碰撞安全信号实现防碰撞安全控制,在完成自动进出门功能的同时,进行防碰撞安全控制。若建筑机器人的路径协议失效则还可根据执行机构的硬件防撞压力信号以及激光测距信号进行安全控制。这样使得建筑机器人采用多重安全防护措施可实现对建筑机器人以及周围建筑的防碰撞安全防护,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
为实现上述目的,本发明还提供一种建筑机器人的控制装置,其特征在于,包括急停控制装置、防倾翻控制装置、避障雷达控制装置、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的建筑机器人的控制方法的控制程序,所述处理器执行所述建筑机器人的控制方法的程序时实现如上所述的建筑机器人的控制方法。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发
明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种建筑机器人,其特征在于,所述建筑机器人包括:
扫描定位传感器,用于对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息;
控制器,所述控制器与所述扫描定位传感器信号连接,用于根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图,所述控制器用于根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人移动;
安全控制模块,所述安全控制模块与所述控制器连接,所述安全控制模块用于触发安全控制操作。
2.如权利要求1所述的建筑机器人,其特征在于,所述安全控制模块包括制动按键以及继电器,所述建筑机器人还包括电源模块,所述电源模块与所述控制器以及所述扫描定位传感器连接,所述继电器连接于所述电源模块与所述控制器以及所述扫描定位传感器之间;在检测到所述制动按键的按压操作时,所述控制器控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
3.如权利要求1所述的建筑机器人,其特征在于,所述安全控制模块还包括与所述控制器连接的激光雷达传感器、倾角传感器以及压力传感器中的至少一个,所述控制器用于根据所述激光雷达传感器检测到的信号确定所述建筑机器人与障碍物之间的距离;所述倾角传感器用于检测所述建筑机器人的倾斜角度;所述压力传感器设置于所述建筑机器人的底盘的防撞条内。
4.如权利要求1所述的建筑机器人,其特征在于,所述建筑机器人还包括与所述控制器连接的报警模块。
5.一种建筑机器人的控制方法,其特征在于,所述建筑机器人的控制方法应用于如权利要求1-4任一项所述的建筑机器人的控制方法包括:
对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;
根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;
在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。
6.如权利要求5所述的建筑机器人的控制方法,其特征在于,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤包括:
在检测到通过制动按键触发的急停信号时,控制所述继电器断开,以对所述控制器以及所述扫描定位传感器断电。
7.如权利要求5所述的建筑机器人的控制方法,其特征在于,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤还包括:
在检测到倾斜角度大于预设角度时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的倾翻报警信息。
8.如权利要求5所述的建筑机器人的控制方法,其特征在于,所述在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作的步骤还包括:
在检测到防撞条的压力参数大于预设压力参数时,控制所述机器人停止运动;
通过所述报警模块输出所述机器人的碰撞报警信息。
9.如权利要求5所述的建筑机器人的控制方法,其特征在于,所述根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动的步骤之后还包括:
在检测到进入预设位置时,调整所述建筑机器人的姿势到预设安全姿势;
在调整所述建筑机器人的姿势的过程中,屏蔽激光雷达信号并根据防撞条中压力传感器的压力信号进行安全控制。
10.一种建筑机器人的控制装置,其特征在于,包括急停控制装置、防倾翻控制装置、避障雷达控制装置、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的建筑机器人的控制方法的控制程序,所述处理器执行所述建筑机器人的控制方法的控制程序时实现权利要求5-9任一所述的建筑机器人的控制方法。
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