用于墙面施工机器人的控制方法及控制系统、处理器与流程

1.本发明涉及建筑机械技术领域，具体地涉及一种用于墙面施工机器人的控制方法及控制系统、处理器。


背景技术：

2.传统的建筑施工操作(例如，抹灰操作、墙面打磨操作等)较依赖人工，对建筑工人的技术水平要求较高，而随着人力成本的上升和建筑工人老龄化趋势的加剧，墙面施工机器人将逐步代替人工进行相应的建筑施工操作。
3.墙面施工机器人在对墙面进行建筑施工操作之前，通常需要先进行调平。现有的墙面施工机器人的调平方法通常是：将固定设置的激光投线仪发射的平行于理想墙面的激光线构成的激光线束面作为调平的参考基准，通过安装在墙面施工机器人上的图像传感器对激光线进行拍照，以进行调平。然而，该方法对墙面施工机器人的使用环境较为苛刻，在光线较亮的环境中，图像传感器往往难以识别出激光投线仪发射的激光线，因此存在环境适应性不高的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种用于墙面施工机器人的控制方法及控制系统、处理器及存储介质，以解决现有技术存在的环境适应性不高的问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种用于墙面施工机器人的控制方法，墙面施工机器人包括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，作业主体上或运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，第一距离检测装置和第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，墙面施工机器人所处的地面上设置有标识物，标识物的高度大于预设高度阈值，控制方法包括：
6.在运动机构朝向标识物运动的过程中，获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置；
7.根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置；
8.控制运动机构运动至目标位置；
9.控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发。
10.在本发明实施例中，根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，包括：在第一距离检测装置与第二距离检测装置关于作业主体的中垂面左右对称的情况下，确定目标位置为第一位置和第二位置之间的中间位置。
11.在本发明实施例中，根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，包括：在第一距离检测装置与第二距离检测装置关于作业主体的中垂面非左右对称的情况下，获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与中垂面的水平距离比值；确定第一位置、第二位置以及水平距离比值确定目标位置。
12.在本发明实施例中，标识物设置于待作业墙面与墙面施工机器人之间的地面上，
作业主体上设置有朝向作业主体的前侧的第三距离检测装置和第四距离检测装置，运动机构包括左右滑轮；获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置之前，还包括：获取第三距离检测装置和第四距离检测装置分别检测到的作业主体与待作业墙面之间的第一距离和第二距离；在第一距离与第二距离的差值不在预设差值范围内的情况下，根据第一距离和第二距离控制左右滑轮的转速，直至差值位于预设差值范围内。
13.在本发明实施例中，运动机构设置有调平电缸，运动机构或作业主体上设置有倾角检测装置；控制方法还包括：获取倾角检测装置检测的运动机构或作业主体的倾角；根据倾角调节调平电缸，直至运动机构或作业主体保持水平。
14.在本发明实施例中，控制方法还包括：在作业主体完成当前道的待作业墙面的作业之后，控制运动机构按照预设换道横移距离运动至下一道的待作业墙面处，其中，预设换道横移距离为每道待作业墙面的宽度与重复作业区域的宽度的差值。
15.在本发明实施例中，墙面施工机器人包括抹灰机器人，作业主体包括喷头和抹灰装置；控制方法还包括：控制喷头对待作业墙面进行喷浆作业，以得到喷浆墙面；控制抹灰装置对喷浆墙面进行抹灰作业。
16.本发明实施例第二方面提供一种处理器，被配置成执行根据上述的用于墙面施工机器人的控制方法。
17.本发明实施例第三方面提供一种用于墙面施工机器人的控制系统，墙面施工机器人包括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，作业主体或运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，第一距离检测装置和第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，控制系统包括：标识物，设置于墙面施工机器人所处的地面上，标识物的高度大于预设高度阈值；以及根据上述的处理器。
18.本发明实施例第四方面提供一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现根据上述的用于墙面施工机器人的控制方法。
19.上述技术方案，在运动机构朝向标识物运动的过程中，通过获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置，并根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，进而控制运动机构运动至目标位置，并控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发。上述技术方案不需要依赖激光投线仪和图像传感器，且第一距离检测装置和第二距离检测装置均朝向下发射距离检测信号，因此可以避免受到环境中强光的影响，使得墙面施工机器人在较亮环境下仍能稳定精准地完成调平动作，提高了墙面施工机器人的环境适应性，根据第一距离检测装置和第二距离检测装置触发时分别对应的第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，控制运动机构到达该目标位置后再控制作业主体旋转至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发的位置，能够提高墙面施工机器人的调平精度，保障了墙面施工机器人后续的作业质量。
20.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下
面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
22.图1示意性示出了本发明一实施例中用于墙面施工机器人的控制方法的流程示意图；
23.图2示意性示出了本发明一实施例中墙面施工机器人的结构示意图；
24.图3示意性示出了本发明一实施例中墙面施工机器人作业的侧视图；
25.图4示意性示出了本发明一实施例中墙面施工机器人作业的上视图；
26.图5示意性示出了本发明一实施例中墙面施工机器人的工作装置精准调平的示意图；
27.图6示意性示出了本发明一实施例中墙面施工机器人的工作装置精准调平的控制流程示意图；
28.图7示意性示出了本发明一实施例中抹灰机器人的抹灰方法流程示意图；
29.图8示意性示出了本发明一实施例中抹灰机器人喷浆过程中喷头运动轨迹的示意图。
30.附图标记说明
31.100
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工作装置
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200
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底盘
32.300
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升降装置
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400
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回收料仓
33.500
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电控系统
具体实施方式
34.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
35.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
37.图1示意性示出了本发明一实施例中用于墙面施工机器人的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本发明实施例中，提供了一种用于墙面施工机器人的控制方法，墙面施工机器人包括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，作业主体上或运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，第一距离检测装置和第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，墙面施工机器人所处的地面上设置有标识物，标识物的高度大于预设高度阈值，以该控制方法应用于处理器为例进行说明，该控制方法可以包括以下步骤：
38.步骤s102，在运动机构朝向标识物运动的过程中，获取第一距离检测装置和第二
距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置。
39.步骤s104，根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置。
40.步骤s106，控制运动机构运动至目标位置。
41.步骤s108，控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发。
42.可以理解，墙面施工机器人为执行墙面施工作业或操作的机械设备，例如，当墙面施工作业为抹灰作业时，墙面施工机器人可以为抹灰机器人。此外，墙面施工作业还可以包括但不限于墙面打磨、墙砖铺贴等类似作业。墙面施工机器人可以包括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，其中，作业主体可以用于执行具体的墙面施工作业，例如可以包括抹灰面板等，运动机构可以用于实现不同方向(如前后左右)的移动和原地转向动作，可以适应各种不同大小的作业空间，例如可以包括底盘等。第一距离检测装置和第二距离检测装置为用来检测距离的设备或装置，例如可以是激光测距传感器或超声波测距传感器等距离测量设备。作业主体上或运动机构上可以设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，可理解地，第一距离检测装置和第二距离检测装置的朝向均向下，也就是说，第一距离检测装置和第二距离检测装置可以朝下发射距离检测信号，第一距离检测装置和第二距离检测装置在检测到距离信号发生突变时触发，例如当距离测量值突变3cm时，第一距离检测装置和第二距离检测装置触发。
43.进一步地，第一距离检测装置和第二距离检测装置可以设置在作业主体或者运动机构的下端面的左右两端，也可以设置在作业主体或者运动机构的左右两侧面上。标识物为起到标识或者参考作用的物体，例如标识方管或者标识圆管等，其设置于墙面施工机器人所处的地面上，标识物的高度大于预设高度阈值，预设高度阈值为预先设置的有一定高度的阈值，其具体数值可以根据实际应用场景设置，例如3cm或5cm等。可理解地，当第一距离检测设备和/或第二距离检测设备发射的距离检测信号(例如，激光信号)到达标识物上时，此时第一距离检测设备和/或第二距离检测设备的检测距离发生突变，从而第一距离检测设备和/或第二距离检测设备触发。第一位置为第一距离检测装置触发时运动机构的位置，第二位置为第二距离检测装置触发时运动机构的位置。目标位置为便于实现调平的运动机构的期望位置或理想位置。
44.具体地，处理器可以控制运动机构承载着作业主体朝向标识物运动，在此运动过程中，若第一距离检测装置和第二距离检测装置在不同时间点触发，即两者非同时触发，则处理器可以获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置，并根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置。进一步地，目标位置的具体确定方法可以根据第一距离检测装置和第二距离检测装置的具体安装位置来选择相应的目标位置确定方法，例如，在一个实施例中，在第一距离检测装置与第二距离检测装置关于作业主体的中垂面左右对称的情况下，处理器可以确定目标位置为第一位置和第二位置之间的中间位置，即，若第一距离检测装置和第二距离检测装置所在的连线与目标作业墙面基本保持平行且第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与作业主体的中垂面的距离相等，则此时运动机构的目标位置为第一位置和第二位置之间的中间位置。在确定了运动机构的目标位置之后，处理器可以控制运动机构运动至该目标位置，并控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发，此处的控制作业主体旋
转可以采用直接控制作业主体旋转的方式，此时运动机构可以保持不动而作业主体可以绕旋转中心旋转，也可以采用通过控制运动机构旋转来间接控制作业主体旋转的方式，即运动机构和作业主体共同旋转的方式。
45.上述用于墙面施工机器人的控制方法，在运动机构朝向标识物运动的过程中，通过获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置，并根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，进而控制运动机构运动至目标位置，并控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发。该控制方法不需要依赖激光投线仪和图像传感器，且第一距离检测装置和第二距离检测装置均朝向下发射距离检测信号，因此可以避免受到环境中强光的影响，使得墙面施工机器人在较亮环境下仍能稳定精准地完成调平动作，提高了墙面施工机器人的环境适应性，根据第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时对应的第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，控制运动机构到达该目标位置后再控制作业主体旋转至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发的位置，能够提高墙面施工机器人的调平精度，保障了墙面施工机器人后续的作业质量。
46.在一个实施例中，根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置，包括：在第一距离检测装置与第二距离检测装置关于作业主体的中垂面非左右对称的情况下，获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与中垂面的水平距离比值；确定第一位置、第二位置以及水平距离比值确定目标位置。
47.可以理解地，此处的第一距离检测装置与第二距离检测装置关于作业主体的中垂面非左右对称的情况指的是第一距离检测装置和第二距离检测装置所在的连线与目标作业墙面基本保持平行且第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与作业主体的中垂面的距离不相等的情形，此时处理器可以获取预先存储的第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与作业主体的中垂面的水平距离比值，从而根据第一位置、第二位置以及该水平距离比值确定运动机构的目标位置，例如，当第一距离检测装置先触发而第二距离检测装置后触发时，若第一距离检测装置和第二距离检测装置分别与该中垂面的水平距离比值为3:5，此时处理器可以确定第一位置与第二位置之间的间隔距离，并确定运动机构在第二位置处开始往后退的距离达到该间隔距离的5/8时，运动机构所在的位置为运动机构的目标位置。
48.在本技术实施例中，考虑了第一距离检测装置和第二距离检测装置不沿作业主体的中垂面对称分布的情况，从而可以根据不同的距离检测装置的位置组合实现墙面施工机器人的灵活调平。
49.在一些实施例中，标识物的长度可以大于第一距离检测装置和第二距离检测装置之间的距离，以便确保在墙面施工机器人的调平过程中，第一距离检测装置和第二距离检测装置能够同时触发。
50.在一个实施例中，标识物设置于待作业墙面与墙面施工机器人之间的地面上，作业主体上设置有朝向作业主体的前侧的第三距离检测装置和第四距离检测装置，运动机构包括左右滑轮；获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置之前，还包括：获取第三距离检测装置和第四距离检测装置分别检测到的作业主体与待作业墙面之间的第一距离和第二距离；在第一距离与第二距离的差值不在
预设差值范围内的情况下，根据第一距离和第二距离控制左右滑轮的转速，直至差值位于预设差值范围内。
51.可以理解，第三距离检测装置和第四距离检测装置朝向作业主体的前侧，可以用来检测墙面施工机器人与墙面的距离，例如可以设置在作业主体的前端面上或者左右两侧的端面上或者上端面上，第三距离检测装置和第四距离检测装置例如可以是超声波测距传感器或者激光测距传感器或者电子罗盘等传感器。运动机构可以包括左右滑轮，即左滑轮和右滑轮，左滑轮和右滑轮的具体数量可以不作限定。待作业墙面为需要进行施工作业的墙面。第一距离为第三距离检测装置检测到的墙面施工机器人与待作业墙面的距离，第二距离为第四距离检测装置检测到的墙面施工机器人与待作业墙面的距离。预设差值范围为预先设置的第一距离与第二距离之间的较小距离差值范围。
52.可理解地，由于待作业墙面往往不平整，故第三距离检测装置和第四距离检测装置所测距离值仅作为墙面施工机器人初步定位参考，即在进行精准调平前先进行粗调平，具体地，处理器在获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置之前，可以先获取第三距离检测装置和第四距离检测装置分别检测到的作业主体与待作业墙面之间的第一距离和第二距离，并比较第一距离和第二距离，在第一距离与第二距离的差值不在预设差值范围内的情况下，处理器可以根据第一距离和第二距离控制左右滑轮的转速，直至两者的差值位于预设差值范围内，再进行精准调平。
53.在本技术实施例中，通过增设朝向作业主体前侧的第三距离检测装置和第四距离检测装置，从而可以根据第三距离检测装置和第四距离检测装置所测距离值初步控制墙面施工机器人的运动朝向，实现粗略地调平，从而可以减少后续精准调平的时间，提高了调平效率。
54.在一个实施例中，运动机构设置有调平电缸，运动机构或作业主体上设置有倾角检测装置；控制方法还包括：获取倾角检测装置检测的运动机构或作业主体的倾角；根据倾角调节调平电缸，直至运动机构或作业主体保持水平。
55.可以理解，调平电缸可以支撑起运动机构从而改变运动机构的高度，其数量可以为多个，例如可以为3个或4个。当运动机构为底盘时，调平电缸可以为底盘调平电缸。倾角检测装置设置在运动机构或者作业主体上，可以用来检测运动机构或者作业主体与水平面的倾斜角度，例如倾角传感器等。
56.具体地，处理器可以获取倾角检测装置检测的运动机构或作业主体的倾角，并根据该倾角调节调平电缸，直至运动机构或作业主体保持水平，例如，当运动机构与水平面未保持基本水平时(例如处于左高右低或者前高后低的倾斜状态)，处理器可以调节该调平电缸以实现对运动机构的调平，从而使得运动机构与水平面保持水平，又或者，当作业主体未与水平面保持基本水平时(例如处于左高右低或者前高后低的倾斜状态)，处理器可以调节该调平电缸以调节运动机构的高度，进而使得作业主体与水平面保持水平。
57.在本技术实施例中，通过检测运动机构或作业主体与水平面的倾斜角度，从而根据该倾斜角度调节调平电缸，可以实现运动机构或作业主体在水平方向上的调平，即根据设置在墙面施工机器人上的倾角检测装置调节墙面施工机器人的姿态至水平状态，从而保障待作业墙面的垂直度，提高了墙面施工机器人的作业效率。
58.在一个实施例中，用于墙面施工机器人的控制方法还包括：在作业主体完成当前
道的待作业墙面的作业之后，控制运动机构按照预设换道横移距离运动至下一道的待作业墙面处，其中，预设换道横移距离为每道待作业墙面的宽度与重复作业区域的宽度的差值。
59.可以理解的是，为了避免每道待作业墙面之间出现漏作业的现象，每道待作业墙面设置有重复作业区域，预设换道横移距离为预先设置的墙面施工机器人在从当前道的待作业墙面换道至下一道的待作业墙面作业所需横向移动的距离，具体为每道待作业墙面的宽度与重复作业区域的宽度的差值，其中每道待作业墙面的宽度和重复作业区域的宽度可以预先设置确定。
60.具体地，作业主体可以按照预定轨迹对每一道待作业墙面进行作业，预定轨迹例如由下至上、由左至右等，在作业主体完成当前道的待作业墙面的作业之后，例如完成当前道的待作业墙面的喷浆作业或抹灰作业，处理器可以控制运动机构按照预设换道横移距离运动至下一道的待作业墙面处，即控制运动机构的横移距离为预设换道横移距离，以便对下一道的待作业墙面进行作业。
61.在本技术实施例中，通过预设换道横移距离，控制墙面施工机器人的运动机构的换道横移距离，可以有效避免每道待作业墙面之间出现漏作业的现象。
62.在一个实施例中，墙面施工机器人包括抹灰机器人，作业主体包括喷头和抹灰装置；用于墙面施工机器人的控制方法还包括：控制喷头对待作业墙面进行喷浆作业，以得到喷浆墙面；控制抹灰装置对喷浆墙面进行抹灰作业。
63.可以理解，抹灰机器人为对墙面进行抹灰操作的机器设备。喷头可以用于进行喷浆作业，抹灰装置可以用于进行抹灰作业，例如抹灰面板。喷浆墙面为完成喷浆作业后的待作业墙面。进一步地，在一些实施例中，喷头可以在驱动装置的作用下左右往复运动，以进行喷浆作业。
64.具体地，处理器可以先控制喷头对待作业墙面进行喷浆作业，从而可以得到喷浆墙面，在完成每一道待作业墙面的喷浆作业之后，处理器再控制抹灰装置对每道喷浆墙面进行抹灰作业。进一步地，在一些实施例中，抹灰作业起始点在喷浆作业起始点附近，抹灰面板能完全覆盖喷浆区域，从而避免漏刮。
65.在本技术实施例中，当墙面施工机器人为抹灰机器人时，通过控制抹灰机器人先进行喷浆作业后进行抹灰作业，可以保障抹灰机器人的抹灰质量。
66.以墙面施工机器人为抹灰机器人为例进行说明，抹灰是指在墙体的表面设置一层砂浆，是建筑施工中的重要环节，施工质量好坏直接影响后续的腻子施工。传统抹灰操作高度依赖人工，对建筑工人的技术水平要求较高，而随着人力成本的上升和建筑工人老龄化趋势的加剧，抹灰机器人将代替人工进行抹灰操作。
67.但由于抹灰施工质量要求很高：墙面的垂直度与平整度在2米范围内普通抹灰偏差均要求小于4mm、高级抹灰偏差均要求小于3mm，对抹灰机器人作业精度提出了更高要求。现有技术在进行抹灰机器人的调平时，通常采用激光投线仪发射的激光线束面作为抹灰面板调平的参考基准，该方案存在使用环境较为苛刻，在较亮的环境下，传感器往往很难识别出该激光，同时激光光束直径随着离光源的距离变化而不断变大，参考精度可能达不到预期。同时，待喷浆/抹灰墙面往往较不平整，若根据传感器与所测的与待喷浆/抹灰墙面的距离来调整抹灰面板的角度，容易出现抹灰面板移动过程各幅抹灰面之间出现高度差以及抹灰面倾斜、凹凸不平的问题。本发明一具体实施例提出了一种用于墙面施工机器人的控制
方法，可以克服抹灰面板在换道移动过程导致各幅抹灰面之间出现高度差以及抹灰面倾斜、凹凸不平的问题，从而保障机器人抹灰质量。
68.具体地，如图2、3及4所示，抹灰机器人主要由运动机构(包括底盘、升降装置)、工作装置(即作业主体)、电控系统(即处理器或控制器)组成。底盘可以设有4个可独立转向的轮毂电机，通过控制轮子朝向、转动方向，底盘能实现前后左右移动、原地转向，移动灵活，从而适应各种狭小作业空间。此外，底盘底部设有3个调平电缸，三个调平电缸能支撑起机器人，根据安装在机器人上的倾角传感器调节机器人姿态至水平状态，此时升降装置竖直升降，从而保障抹灰墙面的垂直度。升降装置安装在底盘上的滑轨上，能沿底盘前后移动一定的距离d1。升降装置上安装有工作装置，在升降装置的驱动下，工作装置能上下、前后运动。工作装置安装有喷头和抹灰面板，喷头在驱动装置的作用下能左右往复运动，从而进行喷浆、抹灰作业。工作装置上设有旋转铰点o，如图5所示，在另一驱动装置的作用下工作装置可绕铰点o左右旋转一定的角度，从而调整抹灰面板的朝向。工作装置前端面上左右对称设有超声波测距传感器(即第三距离检测装置和第四距离检测装置)，可测量工作装置前端面左右两端与墙的距离。因为待作业墙面往往不平整，故超声波测距传感器所测距离值仅作为机器人初步定位参考。机器人可根据左右超声波测距传感器所测距离值或电子罗盘等传感器初步控制其运动朝向。工作装置的下端面左右对称设有激光测距传感器(即第一距离检测装置和第二距离检测装置)，用于测量工作装置与地面/标识方管(即标识物)的距离。墙面施工机器人基于激光测距传感器对工作装置进行精准调平，让抹灰面板与标识方管平行。详细过程为：如图5所示，当工作装置逐渐靠近墙面时，会有至少一个激光测距传感器发射的激光先射到标识方钢边框，其所测距离值会发生突变(如方管截面边长为3cm，则此时所测距离值会突变约3cm)，记该激光测距传感器触发。如图6所示，通过控制升降装置前后移动、工作装置绕铰点o的角度，使左右两个激光测距传感器同时触发，从而实现抹灰面板与标识方管平行。在一个示例中，激光测距传感器可以优选激光光束直径小的三角量测式激光传感器，确保激光测距传感器触发精度，提高抹灰面板与标识方管平行度。需要说明的是，工作装置进行精准调平动作时，工作装置离地面较近，例如设定距离为10cm～20cm，能极大减少强光的影响，故机器人在较亮的环境下仍能稳定精准的完成抹灰面板调平功能。详细的抹灰方法可以如图7所示，具体步骤如下：
69.第一步：地面布置参考标识：工人根据激光水平仪投射的激光，在靠近墙底的地面水平布置标识方管，测量方管与墙距离d2。
70.第二步：输入相关作业参数：相关参数包括但不限于方管宽度w1、方管与墙距离d2、灰厚度h1、抹灰墙面长度l、抹灰高度h。
71.第三步：机器人自动喷浆作业：机器人基于左右布置在工作装置上的测距传感器，根据工作装置左右两端与墙的距离值，移动至机器人喷浆作业起始点，此时，机器人工作装置前端面与墙近似平行，工作装置左右两端与墙的距离值为d1(根据喷涂施工规范，建议此时喷头离墙距离在150～300mm之间)。工作装置中的喷头在相关驱动装置与机器人横向移动的复合驱动下，按预定轨迹对墙面进行喷浆作业，喷头运动轨迹示例如图8所示。详细地，喷头设置在工作装置中，在喷头驱动电机的驱动下可在工作装置左右往复运动；工作装置安装在升降装置上，可进行升降运动。单道喷浆时机器人不移动，喷头在升降装置和喷头驱动电机驱动下按预设轨迹运动完成本道墙面喷浆。然后机器人进行换道作业：机器人往右
横移距离s1至下一道作业位置后泊车，喷头按预定轨迹完成该道墙面喷浆作业。如此循环往复。待预定喷浆作业墙面完成喷浆后，停止喷浆。需要说明的是，为了避免每道喷浆作业墙面之间出现漏喷现象，每道喷浆作业面存在重复喷浆区域，换道横移距离s1为每道喷浆墙面宽度w2与重复喷浆区域宽度w3的差值。
72.第四步：机器人自动抹灰作业：机器人移动至抹灰作业起始点，机器人工作装置前端面与墙近似平行，工作装置左右两端与墙的距离值为d2，此时抹灰面板离墙距离小于d1，其中d1为升降装置沿底盘前后移动的最大距离，即抹灰面板往前移动最大距离。此外，抹灰作业起始点在喷浆作业起始点附近，抹灰面板能完全覆盖喷浆区域，从而避免漏刮。安装在机器人底盘下的调平电缸伸出一定距离，机器人切换至3个电缸支撑状态，基于安装在机器人上的倾角传感器测量的机器人倾角值，控制调平电缸动作，对机器人底盘进行调平，从而保障抹灰面板竖直升降。机器人基于左右对称布置在工作装置底部的激光测距传感器测量的距离值对工作装置进行精准调平，让抹灰面板与方管平行，且距离为定值。根据预设墙面抹灰厚度h1，机器人驱动抹灰面板前后移动特定距离(d2-h1)，从而控制抹灰厚度。抹灰面板竖直往上刮平浆料，待工作装置运动至墙顶或至指定高度后，再竖直往下运动一段距离从而提高抹灰质量，至此机器人完成一道抹灰作业。然后工作装置在升降装置的驱动下往后移动至最后，抹灰面板脱离墙面，底盘支撑电缸缩回，机器人切换回4轮支撑状态，然后机器人往左/右横移一段距离进行换道，为了避免每道抹灰作业墙面之间出现漏刮现象，每道抹平作业面存在重复抹平区域，换道横移距离s2为抹灰面板长度与重复抹平区域宽度的差值。然后再次进行底盘调平、抹灰面板精准对位、抹灰面板动作，完成下一道抹灰作业，如此循环往复，直至完成待刮墙面的刮平作业。
73.此外，用于地面参考的标识方管可以用长的水平尺、带水平仪的靠尺替代，以便水平设置参考标识。
74.本发明实施例提供的用于墙面施工机器人的控制方法，采用地面布置的参考标识-方管边线作为抹灰面板调平参考基准，并采用2个左右对称布置的光束直径小的激光测距传感器近距离识别方管边线，调平精度高，从而克服抹灰面板在换道移动过程导致各幅抹灰面之间出现高度差以及抹灰面倾斜、凹凸不平的问题，保障机器人抹灰质量。该方法相对于现有的基于激光投线仪发射的激光线束面、设备到待作业墙面距离作为抹灰面板调平参考的方案，存在抹灰面板调平精度更高的优点。
75.本发明实施例中用于抹灰面板调平的激光测距传感器布置在工作装置底面，抹灰面板精准调平时，工作装置离地面较近，能极大减少强光的影响，机器人在较亮的环境下仍能稳定精准的完成抹灰面板调平功能，提高了机器人的环境适应性。该控制方法相对于现有的基于激光投线仪发射的激光线束面作为抹灰面板调平参考的方案，存在环境适应性更强的优点。
76.此外，本发明实施例提出的用于墙面施工机器人的控制方法，基于地面参考标识和光束直径小的激光测距传感器的机器人高精度定位、姿态调整的技术方案除了可运用于抹灰机器人外，还可应用于如墙面打磨、墙砖铺贴等类似作业的装置的定位和调姿。
77.本发明实施例还提供了一种处理器，该处理器被配置成执行根据上述实施方式中的用于墙面施工机器人的控制方法。
78.本发明实施例还提供了一种用于墙面施工机器人的控制系统，墙面施工机器人包
括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，作业主体或运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，第一距离检测装置和第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，该控制系统包括：标识物，设置于墙面施工机器人所处的地面上，标识物的高度大于预设高度阈值；以及根据上述实施方式中的处理器。
79.本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现根据上述实施方式中的用于墙面施工机器人的控制方法。
80.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
81.本技术是参照根据本技术实施例的方法、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。
82.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。
83.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。
84.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
85.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
86.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
87.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
88.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种用于墙面施工机器人的控制方法，其特征在于，所述墙面施工机器人包括作业主体和用于承载所述作业主体的运动机构，所述作业主体上或所述运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，所述墙面施工机器人所处的地面上设置有标识物，所述标识物的高度大于预设高度阈值，所述控制方法包括：在所述运动机构朝向所述标识物运动的过程中，获取所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置分别触发时所述运动机构对应的第一位置和第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置确定所述运动机构的目标位置；控制所述运动机构运动至所述目标位置；控制所述作业主体旋转，直至所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置同时触发。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和所述第二位置确定所述运动机构的目标位置，包括：在所述第一距离检测装置与所述第二距离检测装置关于所述作业主体的中垂面左右对称的情况下，确定所述目标位置为所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和所述第二位置确定所述运动机构的目标位置，包括：在所述第一距离检测装置与所述第二距离检测装置关于所述作业主体的中垂面非左右对称的情况下，获取所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置分别与所述中垂面的水平距离比值；确定所述第一位置、所述第二位置以及所述水平距离比值确定所述目标位置。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述标识物设置于待作业墙面与所述墙面施工机器人之间的地面上，所述作业主体上设置有朝向作业主体的前侧的第三距离检测装置和第四距离检测装置，所述运动机构包括左右滑轮；所述获取所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置分别触发时所述运动机构对应的第一位置和第二位置之前，还包括：获取所述第三距离检测装置和所述第四距离检测装置分别检测到的所述作业主体与所述待作业墙面之间的第一距离和第二距离；在所述第一距离与所述第二距离的差值不在预设差值范围内的情况下，根据所述第一距离和所述第二距离控制所述左右滑轮的转速，直至所述差值位于所述预设差值范围内。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述运动机构设置有调平电缸，所述运动机构或所述作业主体上设置有倾角检测装置；所述控制方法还包括：获取所述倾角检测装置检测的所述运动机构或所述作业主体的倾角；根据所述倾角调节所述调平电缸，直至所述运动机构或所述作业主体保持水平。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述作业主体完成当前道的待作业墙面的作业之后，控制所述运动机构按照预设换道横移距离运动至下一道的待作业墙面处，其中，所述预设换道横移距离为每道待作业墙面的宽度与重复作业区域的宽度的差值。7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述墙面施工机器人包括抹灰机器
人，所述作业主体包括喷头和抹灰装置；所述控制方法还包括：控制所述喷头对待作业墙面进行喷浆作业，以得到喷浆墙面；控制所述抹灰装置对所述喷浆墙面进行抹灰作业。8.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至7中任意一项所述的用于墙面施工机器人的控制方法。9.一种用于墙面施工机器人的控制系统，其特征在于，所述墙面施工机器人包括作业主体和用于承载所述作业主体的运动机构，所述作业主体或所述运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，所述第一距离检测装置和所述第二距离检测装置在检测到距离发生突变时触发，所述控制系统包括：标识物，设置于所述墙面施工机器人所处的地面上，所述标识物的高度大于预设高度阈值；以及根据权利要求8所述的处理器。10.一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储程序或指令，其特征在于，所述程序或所述指令被处理器执行时实现根据权利要求1至7中任意一项所述的用于墙面施工机器人的控制方法。

技术总结
本发明实施例提供一种用于墙面施工机器人的控制方法及控制系统、处理器，属于建筑机械技术领域。墙面施工机器人包括作业主体和用于承载作业主体的运动机构，作业主体上或运动机构上设置有朝向向下的第一距离检测装置和第二距离检测装置，墙面施工机器人所处的地面上设置有标识物，该控制方法包括：在运动机构朝向标识物运动的过程中，获取第一距离检测装置和第二距离检测装置分别触发时运动机构对应的第一位置和第二位置；根据第一位置和第二位置确定运动机构的目标位置；控制运动机构运动至目标位置；控制作业主体旋转，直至第一距离检测装置和第二距离检测装置同时触发。本发明实施例可以提高墙面施工机器人的环境适应性。性。性。


技术研发人员：付玲 尹莉 成海平 罗仙亿 佘玲娟 刘硕
受保护的技术使用者：中联重科股份有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/10/6