[发明专利]一种自主标线检测机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统，具体说是一种高精度自护标线检测机器人系统。

背景技术

机场、高速公路上，需要划分各种指示线来规范交通秩序，比如飞机场中的降落指示线，高速公路上的车道划分线等。以往这些指示线都是通过人工划的，基本上每3到6个月就需要维护一次，人工成本较高。

申请号为201611197097 .5的专利申请公开了一种道路交通标线自动划线车，通过利用人机交互单元、工控机、车体定位单元、步进电机、执行机构及线宽调节单元，实现了划线车自动划线功能，达到了节省人力的目的。但是该划线车还存在以下缺陷：

1）采用GPS定位精度不够，无法保证小于1cm的误差。

2）电机控制未采用闭环，划线速度无法保持精准，影响喷涂质量。

发明内容

本发明的发明目的在于，提出一种高精度的自主式标线机器人系统及标线方法，可有效解决现有技术存在的问题，尤其是在人工划线无法保证精准度的问题。

本发明由以下技术方案实现：

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明大大提升了机器人系统的自动划线精度和划线平稳度，划线定位误差小于1cm，因速度变化导致的划线宽度变化也小于1cm。

2、本发明所述机器人系统可在没有GPS定位的条件下正常工作，对环境依赖性较低，因而适用范围更广

3、本发明自动化程度更高，可以自动划任意曲线以及虚线。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明基于麦克纳姆轮的移动底盘示意图。

图3为本发明基于双主轮、四辅助轮的双轮驱动方式的移动底盘示意图。

图4为本发明基于四主动轮驱动方式的移动底盘示意图。

图5为本发明标线喷涂系统的结构示意图。

图6为本发明惯导系统和工业相机共同工作逻辑示意图

图7为本发明的主控系统的逻辑组成及连接框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

根据图1所示，一种自主标线检测机器人系统，包括移动底盘、主控系统、导航系统、伸缩机械臂、标线喷涂系统和远程操作终端；主控系统安装在移动底盘上，伸缩机械臂安装在移动底盘后端，导航系统安装在伸缩机械臂末端；标线喷涂系统包括喷涂控制模块、料箱、压力泵和喷嘴，所述喷涂控制模块、料箱、压力泵安装于移动底盘后端，喷嘴设于伸缩机械臂末端，所述喷涂控制模块分别与压力泵和主控系统相连；所述喷嘴通过喷漆管和电气与标线喷涂系统其他部分连接。

所述伸缩机械臂具有一个横向自由度，其水平移动的方向与移动底盘的移动方向垂直，负责带动伸缩机械臂末端的导航系统和标线喷涂系统的喷嘴进行精细和快速的调整。

主控系统由一台工控机及通信接口组成，主要负责获取导航系统的数据，然后根据当前任务计算各个动力机构的动作，并下发控制指令。主控系统还包含无线收发模块，可以与远程控制模块进行通讯。

远程操作终端与主控系统无线连接，可以从主控系统读取上传数据，获取机器人当前的各种状态信息，还可从操作终端下发控制指令给机器人。

所述导航系统包括工业相机及光源，导航系统主要负责识别和规划路径，通过工业相机垂直向下拍摄路面，对路面已有标线或绘制好标记的地方进行图像识别处理，得到标线喷涂系统的喷嘴需要行走的路径，然后分解到机器人的前进方向、前进速度以及伸缩机械臂的伸出长度进行调整。

优选的，所述导航系统还可包括惯导系统，包含陀螺仪、里程计和加速度计，可通过计算直接输出机器人的绝对位置与航向角，如此可把喷嘴路径的控制分成两个部分，惯导系统可作为机器人整体位姿控制的反馈，精确到厘米级；而工业相机组成的机器视觉导航系统作为伸缩机械臂长度控制的反馈，精确到毫米级。两者同时工作，可将标线工作的精准度提升到毫米级，动态响应能力也大大提高。

优选的，所述的机器人还可包括环境监控模块和避障模块，所述的环境监控模块和避障模块分别与主控系统电连接，从而实现标线机器人系统在行进过程中进行自动避障，进一步提高了标线效率。

环境监控模块由四台监控相机及视频服务器组成，在机器人工作的时候可以将机器人周边环境情况实时采集上传；避障模块由2台激光雷达构成，覆盖机器人周围360°的区域，一旦检测到有障碍物出现，可传送信号给主控模块，机器人立刻停止。