[实用新型]具有建筑工地室内定位智能装置的机器人

说明书

具有建筑工地室内定位智能装置的机器人及其控制方法，所述的机器人包括：机器人本体和设置在机器人本体上的定位智能装置，机器人本体与定位智能装置之间可拆卸的连接，定位智能装置包括：一与机器人本体相连的连接部分；一设置在连接部分下端的用于设置激光收发装置的激光定位测距部分；连接部分与激光定位测距部分之间通过一水平旋转机构相连；连接部分内设置有控制中心；在激光定位测距部分上设有指向装置。安装有室内定位智能装置的机器人相比普通的作业机器人在定位工作中，自动化智能化水平高，能提供更精确的建筑工地室内定位。

技术领域

本发明涉及机械建筑的技术领域，具体涉及具有建筑工地室内定位智能装置的机器人。

背景技术

近年来，我国建筑工地工人老龄化愈演愈烈，工人老龄化制约着建筑行业发展，并且老龄化的建筑工人从业时最大的问题就是安全问题。随着科技的进步及建筑行业的发展，建造自动化、智能化是必然趋势，因此建筑机器人进驻施工场地，进行精密精确和高效的施工，是建造智能化的重要方向。与此同时，建筑机器人的施工自动化需要高精度定位的支持，在建造过程中，如何高精度测量和高精度定位是智能建造的关键问题。基于GPS和地图的位置服务虽然在室外成为各种移动设备的主流应用，但是在室内定位中，其精度较差，不适合室内精确定位，尤其是在建筑工地等复杂环境中。

目前常见的室内定位技术包括红外线定位、超声波定位、射频识别定位、蓝牙室内定位、WiFi室内定位、ZigBee定位以及超宽带定位等，具体缺陷如下：红外室内定位技术：这种方法在空旷的室内容易实现较高精度，可实现对红外辐射源的被动定位，但红外很容易被障碍物遮挡，传输距离也不长，因此需要大量密集部署传感器，造成较高的硬件和施工成本。此外，红外易受热源、灯光等干扰，造成定位精度和准确度下降。WiFi室内定位技术：WiFi室内定位的精度只能达到2米左右，接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，并且需要部署至少3个接入点，部署复杂。同时，容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗较高；超声波室内定位技术：由于声波的速率比较低，传送相同的内容需要的时间比较长，只有通过类似TDoA的方式才能获得较大的系统容量，且容易受多径效应和非视距传播的影响，降低定位精度；同时，仍需要大量的底层硬件设施投资，总体成本较高；蓝牙室内定位技术：蓝牙定位主要应用于小范围定位，例如：单层大厅或仓库。对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。并且需要部署至少3个接入点，部署复杂：ZigBee室内定位技术：ZigBee的工作效率非常高。但ZigBee的信号传输受多径效应和移动的影响都很大，而且定位精度取决于信道物理品质、信号源密度、环境和算法的准确性，造成定位软件的成本较高；UWB室内定位技术：超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，前景相当广阔。但由于新加入的盲节点也需要主动通信使得功耗较高，且事先也需要布局，使得成本无法降低。RFID技术：几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围大、成本较低，但RFID不便于整合到移动设备之中。航位推算法：主要利用终端惯性传感器采集的运动数据，如加速度传感器、陀螺仪等测量物体的速度、方向、加速度等信息，基于航位推测法，经过各种运算得到物体的位置信息。但随着行走时间增加，惯性导航定位的误差也在不断累积。需要外界更高精度的数据源对其进行校准。

另一种实现室内定位的方式是通过同步定位与地图构建(SLAM)技术。但是，由于采用SLAM算法，首先需要先扫描和采集环境数据，再结合SLAM算法进行精细定位，操作复杂，同时与室内整体环境数据进行匹配需要进行大量的迭代运算，算法的时间复杂度较高，进而不利于机器人实时定位。同时，SLAM算法自身在数据匹配过程中存在累计误差，使定位精度和导航的准确性均降低。

综上可见，现阶段常用的定位方法由于复杂性、精确度等原因，不能满足建筑自动化和智能化的要求。在建筑工地中较多情况下只需要对封闭空间或者半封闭空间进行精确的定位即可，可以结合建筑几何信息和指向装置的特点，研发出一款适合建筑工地使用的安装有室内定位智能装置的机器人。

发明内容