CN117146842A - 一种建筑施工物料导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种建筑施工物料导航方法和系统，其中方法包括有以下步骤：控制器获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；控制器控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。本申请实施例提供的施工物料导航方法，不仅考虑导航路径最优，同时还考虑到导航路径中物料堆叠摆放结构对物料的卸货的影响，实现了根据物料情况对导航路径的优化。

Description

一种建筑施工物料导航方法及系统

技术领域

本申请属于施工领域的技术领域，尤其涉及一种建筑施工物料导航方法及系统。

背景技术

目前，施工机械在建筑施工中得到了广泛应用。然而，在施工过程中，由于建筑物的复杂性和施工机械的特殊性质，施工物料导航问题一直是一个难题。在现代工程建设中，施工物料的自动化的运用越来越得到广泛应用，然而，在施工机械的操作过程中，如果没有适当的导航规划，将会影响施工效率。目前市场上常见的物料导航规划方式主要考虑的是如何实现最近路径规划，但实际应用中，由于施工物料多样且复杂，即使导航路径最优，但由于物料堆叠摆放，对物料的卸货并不一定是最优方式。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种建筑施工物料导航方法及系统，以解决现有在导航路径最优的情况下，同时解决卸货时操作麻烦的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种建筑施工物料导航方法，包括有以下步骤：

A、控制器获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

B、根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

C、机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

D、控制器控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。

进一步地，所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体为：

B1、根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径；

B2、根据建筑施工物料的物料边界信息对物料大小依次排序并赋值第一信息值；

B3、根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并赋值第二信息值；

B4、计算每个建筑施工物料第一信息值与第二信息值的乘积，选取乘积最大值对应的的建筑施工物料作为导航路径中卸料时间靠后的建筑施工物料进行优先堆叠。

进一步地，所述根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径具体为：

根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并生成对应的导航路径。

进一步地，所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体还包括：

B5、根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置；

B6、根据AGV小车剩余空间信息以及所有已堆叠的建筑施工物料的尺寸更新AGV小车剩余空间信息，执行步骤B1-B4至所述AGV小车剩余空间信息小于剩余任意一个建筑施工物料的物料边界信息；

B7、当导航路径中的送料地点不存在对应的建筑施工物料时，在导航路径中删除上述送料地点，更新导航路径。

进一步地，所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，则生成对应的平行堆叠指令。

进一步地，所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料非平行堆叠，则生成对应的层堆叠指令。

进一步地，所述机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作，具体为：

机械臂在控制器的控制下，根据建筑施工物料进行堆叠的顺序、平行堆叠指令和层堆叠指令夹持建筑施工物料进行堆叠操作。

进一步地，所述物料信息包括建筑施工物料的重量。

进一步地，当所有已堆叠的建筑施工物料的重量超过AGV小车承载重量时，完成物料导航路径规划。

本申请实施例的另一方面提供了一种建筑施工物料导航系统包括有：

AGV小车，设置有机械臂以及控制器；

所述控制器用于获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，并基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

所述控制器还用于根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

所述控制器还用于控制机械臂根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

所述控制器还用于控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过本发明所提供的施工物料导航方法，不仅考虑导航路径最优，同时还考虑到导航路径中物料堆叠摆放结构对物料的卸货的影响，实现了根据物料情况对导航路径的优化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本申请提供的一种建筑施工物料导航方法的示意性流程图；

图2示出了本申请提供的一种建筑施工物料导航方法进一步实施例的示意性流程图；

图3是本发明一实施例提供的一种建筑施工物料导航系统的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种建筑施工物料导航方法，参照图1，包括有以下步骤：

A、控制器获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

建筑施工物料的尺寸反映的是物料的实际尺寸轮廓，而对于一些非规则的物料，例如未包装的非标准形状物料或者物料表面具有曲面、空洞、凹陷等等，需要根据其外部尺寸来确定其占用空间的大小，因此在实际进行堆叠得时候需要参考其物料边界信息。

B、根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

C、机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

D、控制器控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。

进一步地，参照图2，所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体为：

B1、根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径；

此时是默认所有建筑施工物料均需要进行导航和运送。

B2、根据建筑施工物料的物料边界信息对物料大小依次排序并赋值第一信息值；

例如有100个建筑施工物料，首先计算各个物料的体积，即物料边界信息中的长宽高之积，体积越大的物料应该最先堆叠，应当将其设置在底层。假设100个建筑施工物料大小均不相同，则物料体积最大的赋值1，体积最小的赋值100。假设100个建筑施工物料大小存在相同的情况，例如分别有10组不同物料，每一组各10个相同物料，则体积最大的一组中每一个物料的第一信息值赋值为1，依此类推，直至体积最小的一组中每一个物料的第一信息值赋值为10。

B3、根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并赋值第二信息值；

例如有100个建筑施工物料，分别需要运送到导航路径中的10个点，距离最远的送料地点对应的第二信息值赋值为1，然后依次前推，每往前一个送料地点，对应建筑施工物料的第二信息值的赋值加1，则最近的送料地点的建筑施工物料的第二信息值为10。

B4、计算每个建筑施工物料第一信息值与第二信息值的乘积，选取乘积最大值对应的的建筑施工物料作为导航路径中卸料时间靠后的建筑施工物料进行优先堆叠；

根据步骤B2和B3中的第一信息值和第二信息值，第一信息值越小且第二信息值越小则表示物料体积大且运送距离远，适合放置在AGV小车的最底层，应当优先堆叠；而第一信息值越大且第二信息值越大则表示物料体积小且运送距离近，适合放置在AGV小车的最上层。

进一步地，所述根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径具体为：

首先根据送料地点设置一个初始的导航路径，即根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并生成对应的导航路径。

进一步地，参照图2，所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体还包括：

B5、根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置；

所述自适应计算具体为根据物料边界信息判断物料的哪一面作为底面进行放置，通常将长、宽、高的两个最大值对应的边作为底面的边，从而保证物料堆放的稳定性。

B6、根据AGV小车剩余空间信息以及所有已堆叠的建筑施工物料的尺寸更新AGV小车剩余空间信息，执行步骤B1-B4至所述AGV小车剩余空间信息小于剩余任意一个建筑施工物料的物料边界信息；

前面提到需要根据其外部尺寸来确定其占用空间的大小，因此在实际进行堆叠得时候需要参考其物料边界信息；而在计算更新AGV小车剩余空间信息时，由于已堆叠的物料位置是确定的，因此采用实际的建筑施工物料的尺寸来计算，可以得到更准确的空间信息，也提高了空间利用率。

B7、当导航路径中的送料地点不存在对应的建筑施工物料时，在导航路径中删除上述送料地点，更新导航路径；

当AGV空间已经利用完，发现某一个或者某些送料地点没有对应的建筑施工物料时，其导航路径中无需在该点停留，因此可以删除该送料地点，并更新导航路径。例如删除第2送料地点时，第1送料地点与第3送料地点可由之前的折线导航路径更新为直线导航路径。

进一步地，所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，则生成对应的平行堆叠指令。平行堆叠指的是当前AGV小车剩余空间内的上层物料侧面可以有足够的空间放入当前待堆叠的建筑施工物料。

进一步地，所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料非平行堆叠，则生成对应的层堆叠指令。层指的是当前AGV小车剩余空间内的上层物料侧面没有足够的空间放入当前待堆叠的建筑施工物料，而需要继续在上层物料上方进行堆叠。

进一步地，所述机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作，具体为：

机械臂在控制器的控制下，根据建筑施工物料进行堆叠的顺序、平行堆叠指令和层堆叠指令夹持建筑施工物料进行堆叠操作。

进一步地，当相邻操作顺序的建筑施工物料对应的分别为平行堆叠指令和层堆叠指令时，可先操作平行堆叠指令。

进一步地，所述物料信息包括建筑施工物料的重量。

进一步地，当所有已堆叠的建筑施工物料的重量超过AGV小车承载重量时，完成物料导航路径规划。

本申请实施例的另一方面提供了一种建筑施工物料导航系统，参照图3，包括有：

AGV小车，设置有机械臂以及控制器；

所述控制器用于获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，并基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

所述控制器还用于根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

所述控制器还用于控制机械臂根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

所述控制器还用于控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑施工物料导航方法，其特征在于，包括有以下步骤：

A、控制器获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

B、根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

C、机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

D、控制器控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。

2.如权利要求1所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体为：

B1、根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径；

B2、根据建筑施工物料的物料边界信息对物料大小依次排序并赋值第一信息值；

B3、根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并赋值第二信息值；

B4、计算每个建筑施工物料第一信息值与第二信息值的乘积，选取乘积最大值对应的的建筑施工物料作为导航路径中卸料时间靠后的建筑施工物料进行优先堆叠。

3.如权利要求2所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述根据建筑施工物料的送料地点生成导航路径具体为：

根据建筑施工物料的送料地点与当前地点的距离对距离远近依次排序并生成对应的导航路径。

4.如权利要求3所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划，具体还包括：

B5、根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置；

B6、根据AGV小车剩余空间信息以及所有已堆叠的建筑施工物料的尺寸更新AGV小车剩余空间信息，执行步骤B1-B4至所述AGV小车剩余空间信息小于剩余任意一个建筑施工物料的物料边界信息；

B7、当导航路径中的送料地点不存在对应的建筑施工物料时，在导航路径中删除上述送料地点，更新导航路径。

5.如权利要求4所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，则生成对应的平行堆叠指令。

6.如权利要求5所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息自适应计算物料堆叠位置，具体为：

根据AGV小车剩余空间信息以及当前待堆叠的建筑施工物料的物料边界信息计算该建筑施工物料的物料是否与已完成堆叠的建筑施工物料平行堆叠，若当前待堆叠的建筑施工物料与已完成堆叠的建筑施工物料非平行堆叠，则生成对应的层堆叠指令。

7.如权利要求6所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于，所述机械臂在控制器的控制下，根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作，具体为：

机械臂在控制器的控制下，根据建筑施工物料进行堆叠的顺序、平行堆叠指令和层堆叠指令夹持建筑施工物料进行堆叠操作。

8.如权利要求4所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：所述物料信息包括建筑施工物料的重量。

9.如权利要求8所述的一种建筑施工物料导航方法，其特征在于：当所有已堆叠的建筑施工物料的重量超过AGV小车承载重量时，完成物料导航路径规划。

10.一种建筑施工物料导航系统，其特征在于，包括有：

AGV小车，设置有机械臂以及控制器；

所述控制器用于获取建筑施工物料信息，所述物料信息包括建筑施工物料的尺寸、送料地点，并基于建筑施工物料的尺寸信息生成物料边界信息；

所述控制器还用于根据建筑施工物料的物料边界信息和送料地点对AGV小车行走导航路径进行规划；

所述控制器还用于控制机械臂根据导航路径规划信息按照顺序夹持建筑施工物料进行堆叠操作；

所述控制器还用于控制AGV小车根据导航路径导航并控制机械臂完成卸货操作。