CN114412187B - 钢筋绑扎机器人的行走避障方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢筋绑扎机器人的行走避障方法及系统，该方法包括如下步骤：提供绑扎点采集装置，让所述绑扎点采集装置在待绑扎的钢筋上行走，并对待绑扎的钢筋进行图像采集；在所述绑扎点采集装置遇到障碍物时，记录所述障碍物的位置并进行标识；在设计钢筋绑扎机器人的行走路径时，避开所标识的障碍物，从而实现钢筋绑扎机器人的行走避障。本发明的行走避障方法利用绑扎点采集装置在待绑扎的钢筋上行走，如此能够准确的识别出待绑扎的钢筋上的障碍物，使得在为钢筋绑扎机器人进行行走路径规划时，能够有效的避开障碍物，保证钢筋绑扎机器人能够顺利的完成绑扎作业，从而提高钢筋绑扎的工作效率。

Description

钢筋绑扎机器人的行走避障方法及系统

技术领域

本发明涉及钢筋绑扎工程技术领域，特指一种钢筋绑扎机器人的行走避障方法及系统。

背景技术

在建筑行业，传统钢筋绑扎依旧采用人工手动操作，大量的钢筋在浇筑混凝土前需要依照工程图纸依次固定，不仅劳动强度大，且施工速度较慢。在高层建筑施工时，通常会根据要求制作钢筋笼，而钢筋笼的箍筋在绑扎过程中，箍筋的绑扎、焊接以及钢筋的切割等工序都是通过人工完成的，工作效率低，人工成本高，绑扎过程繁琐，耗时大。

为解决人工工作量大的问题，现有技术中有一种钢筋绑扎机器人，能够在钢筋上行走并完成钢筋交叉点的绑扎作业，以代替人工作业，提高工作效率。但由于施工现场的实际作业情况与钢筋设计图纸有一定的差别，钢筋绑扎机器人在施工现场进行实际作业时，容易遇到障碍物进而发生卡住，使得钢筋绑扎机器人无法继续行走，从而影响了钢筋绑扎的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种筋绑扎机器人的行走避障方法及系统，解决现有的钢筋绑扎机器人因实际施工环境与设计图纸有差别而容易使得钢筋绑扎机器人遇到障碍物，进而发生卡住现象，从而影响钢筋绑扎的工作效率的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种钢筋绑扎机器人的行走避障方法，包括如下步骤：

提供绑扎点采集装置，让所述绑扎点采集装置在待绑扎的钢筋上行走，并对待绑扎的钢筋进行图像采集；

在所述绑扎点采集装置遇到障碍物时，记录所述障碍物的位置并进行标识；以及

在设计钢筋绑扎机器人的行走路径时，避开所标识的障碍物，从而实现钢筋绑扎机器人的行走避障。

本发明的行走避障方法利用绑扎点采集装置在待绑扎的钢筋上行走，如此能够准确的识别出待绑扎的钢筋上的障碍物，使得在为钢筋绑扎机器人进行行走路径规划时，能够有效的避开障碍物，保证钢筋绑扎机器人能够顺利的完成绑扎作业，从而提高钢筋绑扎的工作效率。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法的进一步改进在于，还包括：

对绑扎点采集装置所采集的图像进行识别以得到钢筋绑扎点的坐标值；

对识别得到的钢筋绑扎点的坐标值进行判断，若钢筋绑扎点的坐标值大于基准值，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法的进一步改进在于，还包括：

所述绑扎点采集装置在行走的过程中，对待绑扎的钢筋进行实时的图像采集；

比对前后帧的采集图像，若前后帧的图像中钢筋所在位置不一致，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法的进一步改进在于，还包括：

提供钢筋绑扎机器人的行走机构，将所述绑扎点采集装置安装在所述行走机构上，并利用所述行走机构在待绑扎的钢筋上行走。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法的进一步改进在于，还包括：

让所述绑扎点采集装置行走遍历每一根待绑扎的钢筋。

本发明还提供了一种钢筋绑扎机器人的行走避障系统，包括：

绑扎点采集装置，用于在待绑扎的钢筋上行走并对待绑扎的钢筋进行图像采集得到图像数据；

障碍物标记单元，与所述绑扎点采集装置连接，用于在绑扎点采集装置遇到障碍物时，记录所述障碍物的位置并进行标识；以及

路径规划单元，与所述障碍物标记单元和所述绑扎点采集装置连接，用于为钢筋绑扎机器人规划行走路径，且在规划行走路径时根据标识的障碍物进行避障。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的进一步改进在于，所述障碍物标记单元还用于对绑扎点采集装置所采集的图像进行识别以得到钢筋绑扎点的坐标值；

对识别的钢筋绑扎点的坐标值进行判断，若钢筋绑扎点的坐标值大于基准值，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的进一步改进在于，所述绑扎点采集装置对待绑扎的钢筋进行实时的图像采集；

所述障碍物标记单元用于比对前后帧的采集图像，若前后帧的图像中钢筋所在位置不一致，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的进一步改进在于，所述绑扎点采集装置安装在钢筋绑扎机器人的行走机构上，利用所述行走机构在待绑扎的钢筋上行走。

本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的进一步改进在于，所述绑扎点采集装置行走遍历每一根待绑扎的钢筋。

附图说明

图1为本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法的流程图。

图2为本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种钢筋绑扎机器人的行走避障方法及系统，用于实现钢筋绑扎机器人行走避障，预先对钢筋作业环境中的障碍物进行准确的识别，在规划钢筋绑扎机器人的行走机器人的行走路径时，避开障碍物，从而确保钢筋绑扎机器人能够顺利的完成钢筋绑扎作业，避免发生卡住的现象，提升钢筋绑扎的效率。下面结合附图对本发明钢筋绑扎机器人的行走避障方法系统进行说明。

参阅图2，显示了本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统的系统图。下面结合图2，对本发明钢筋绑扎机器人的行走避障系统进行说明。

如图2所示，本发明的钢筋绑扎机器人的行走避障系统，包括绑扎点采集装置21、障碍物标记单元22以及路径规划单元23，绑扎点采集装置21用于在待绑扎的钢筋上行走并对待绑扎的钢筋进行图像采集得到图像数据；障碍物标记单元22与绑扎点采集装置21连接，并接收绑扎点采集装置21采集得到的图像数据，障碍物标记单元22用于在绑扎点采集装置21遇到障碍物时，记录障碍物的位置并进行标识；路径规划单元23与障碍物标记单元22和绑扎点采集装置21连接，该路径规划单元用于为钢筋绑扎机器人规划行走路径，且在规划行走路径时根据标识的障碍物进行避障，从而确保规划的行走路径能够避开障碍物，使得钢筋绑扎机器人能够顺利的完成钢筋的绑扎作业。

现有的钢筋绑扎机器人在进行路径规划时，通常是根据钢筋施工图纸进行设计的，比如可用钢筋施工图纸进行三维建模，再根据绑扎位置点进行路径的规划，并未考虑钢筋绑扎的施工现场的障碍物情况。而本发明的钢筋绑扎机器人的行走避障系统，在规划路径时，是在绑扎点采集装置对实际的钢筋绑扎作业环境进行采集的基础上进行设计的，一方面钢筋绑扎作业点的位置准确，能够提高钢筋绑扎机器人的绑扎作业效率，另一方面通过绑扎点采集装置在钢筋上行走，对钢筋表面的情况进行了遍历，能够提前准确的预知障碍物的位置，从而行走路径可避开障碍物，保证钢筋绑扎机器人能够顺利的完成钢筋绑扎作业。

在本发明的一种具体实施方式中，障碍物标记单元22还用于对绑扎点采集装置21所采集的图像进行识别以得到钢筋绑扎点的坐标值；

对识别的钢筋绑扎点的坐标值进行判断，若钢筋绑扎点的坐标值大于基准值，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

当钢筋的表面有障碍物时，比如钢筋的表面有凸起，绑扎点采集装置在经过该障碍物时，其采集的图像会发生抖动，从而抖动时采集的图像上的坐标值与正常平稳行走时采集的图像的坐标值不同，通常在抖动情况下采集的图像上的钢筋绑扎点的坐标值会有竖向坐标值，而平稳行走时采集的图像上的钢筋绑扎点的坐标值中的竖向坐标值为0。

较佳地，绑扎点采集装置上设置有定位模块，通过定位模块可实时采集绑扎点采集装置的位置信息。在控制绑扎点采集装置进行行走时，由于预先不知道待绑扎的钢筋的位置信息，故而无法预先为绑扎点采集装置提供行走路径。待绑扎的钢筋网包括横纵向交错设置的钢筋，将绑扎点采集装置放置在一条位于顶部的钢筋(可以是横向钢筋，也可以是纵向钢筋)上，通过定位模块采集该绑扎点采集装置的位置信息，进而让绑扎点采集装置沿着该钢筋向前移动，从而通过定位模块能够得到该钢筋上所有位置点的位置信息。将定位模块采集的初始位置信息中的竖向坐标值作为基准值，利用该基准值对障碍物进行判断。

在本发明的一种具体实施方式中，绑扎点采集装置21对待绑扎的钢筋进行实时的图像采集；

障碍物标记单元22用于比对前后帧的采集图像，若前后帧的图像中钢筋所在位置不一致，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

较佳地，绑扎点采集装置21为摄像头，通过摄像头对待绑扎的钢筋进行视频拍摄形成视频数据，之后对视频数据中的每一帧的图像进行分析，若绑扎点采集装置遇到障碍物，则其拍摄的视频会发生抖动，这样前后帧的图像中的钢筋位置会不一致，如此通过钢筋位置的不同能够判断得到绑扎点采集装置21遇到障碍物。

在本发明的一种具体实施方式中，当绑扎点采集装置无法继续移动时，则判断该绑扎点采集装置遇到障碍物，通过绑扎点采集装置上的定位模块获得当前位置信息，并将当前位置信息标记为障碍物。此时需要人工借入，帮助绑扎点采集装置进行越障。

在本发明的一种具体实施方式中，障碍物的大小与钢筋绑扎机器人的通过率有关，当障碍物大于一设定尺寸时，钢筋绑扎机器人无法越过该障碍物，当障碍物小于设定尺寸时，钢筋绑扎机器人能够越过该障碍物。

提供设定尺寸的障碍物，将该设定尺寸的障碍物置于钢筋上，并让绑扎点采集装置经过该设定尺寸的障碍物，并对绑扎点采集装置经过该设定尺寸的障碍物的图像进行识别分析，得到绑扎点的坐标值中的竖向坐标值，将该竖向坐标值作为基准值进行障碍物的判断。或者对绑扎点采集装置经过该设定尺寸的障碍物时采集的前后帧图像进行分析，得到前后帧图像中钢筋之间的距离，将该距离作为基准值进行判断，若后续得到的距离大于该基准值，则判断遇到了障碍物。

在本发明的一种具体实施方式中，绑扎点采集装置安装在钢筋绑扎机器人的行走机构上，利用该行走机构在待绑扎的钢筋上行走。

进一步地，绑扎点采集装置行走遍历每一根待绑扎的钢筋。

绑扎点采集装置对待绑扎的钢筋进行了遍历，得到了待绑扎的钢筋的位置信息以及绑扎点的位置信息，还得到了障碍物的位置信息，如此可根据实际得到的位置信息对钢筋绑扎机器人的路径进行规划，且规划得到的路径能够避开障碍物，确保钢筋绑扎机器人能够顺利的进行绑扎作业。

本发明还提供了一种钢筋绑扎机器人的行走避障方法，下面对该钢筋绑扎机器人的行走避障方法进行说明。

如图1所示，本发明的钢筋绑扎机器人的行走避障方法，包括如下步骤：

执行步骤S11，提供绑扎点采集装置，让绑扎点采集装置在待绑扎的钢筋上行走，并对待绑扎的钢筋进行图像采集；接着执行步骤S12；

执行步骤S12，在绑扎点采集装置遇到障碍物时，记录障碍物的位置并进行标识；接着执行步骤S13；

执行步骤S13，在设计钢筋绑扎机器人的行走路径时，避开所标识的障碍物，从而实现钢筋绑扎机器人的行走避障。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的行走避障方法还包括：

对绑扎点采集装置所采集的图像进行识别以得到钢筋绑扎点的坐标值；

对识别得到的钢筋绑扎点的坐标值进行判断，若钢筋绑扎点的坐标值大于基准值，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的行走避障方法还包括：

绑扎点采集装置在行走的过程中，对待绑扎的钢筋进行实时的图像采集；

比对前后帧的采集图像，若前后帧的图像中钢筋所在位置不一致，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的行走避障方法还包括：

提供钢筋绑扎机器人的行走机构，将绑扎点采集装置安装在行走机构上，并利用行走机构在待绑扎的钢筋上行走。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的行走避障方法还包括：

让绑扎点采集装置行走遍历每一根待绑扎的钢筋。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种钢筋绑扎机器人的行走避障系统，其特征在于，包括：

绑扎点采集装置，用于在待绑扎的钢筋上行走并对待绑扎的钢筋进行图像采集得到图像数据；

障碍物标记单元，与所述绑扎点采集装置连接，用于在绑扎点采集装置遇到障碍物时，记录所述障碍物的位置并进行标识；以及

路径规划单元，与所述障碍物标记单元和所述绑扎点采集装置连接，用于为钢筋绑扎机器人规划行走路径，且在规划行走路径时根据标识的障碍物进行避障；

所述障碍物标记单元还用于对绑扎点采集装置所采集的图像进行识别以得到钢筋绑扎点的坐标值；

对识别的钢筋绑扎点的坐标值进行判断，若钢筋绑扎点的坐标值大于基准值，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物；

当钢筋的表面有障碍物时，绑扎点采集装置经过该障碍物时所采集的图像会发生抖动，从而采集的图像上的坐标值与正常平稳行走时采集的图像的坐标值不同，在抖动情况下采集的图像上的钢筋绑扎点的坐标值会有竖向坐标值，平稳行走时采集的图像上的钢筋绑扎点的坐标值中的竖向坐标值为0；

所述绑扎点采集装置对待绑扎的钢筋进行实时的图像采集；

所述障碍物标记单元用于比对前后帧的采集图像，若前后帧的图像中钢筋所在位置不一致，则判断得到绑扎点采集装置遇到障碍物。

2.如权利要求1所述的钢筋绑扎机器人的行走避障系统，其特征在于，所述绑扎点采集装置安装在钢筋绑扎机器人的行走机构上，利用所述行走机构在待绑扎的钢筋上行走。

3.如权利要求1所述的钢筋绑扎机器人的行走避障系统，其特征在于，所述绑扎点采集装置行走遍历每一根待绑扎的钢筋。