[发明专利]天花作业机器人以及作业方法

权利要求书

1.一种天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述天花作业机器人包括行走底盘、天花作业装置、底盘激光雷达、顶部激光雷达和控制装置，所述天花作业装置设于所述行走底盘上，所述底盘激光雷达安装于所述行走底盘，所述行走底盘、所述底盘激光雷达、所述顶部激光雷达均与所述控制装置电连接；

所述作业方法包括：

定位步骤：在天花板标注作业点P，通过所述顶部激光雷达收集天花板的数据信息，控制装置根据所接收的天花板数据信息构建天花环境二维地图，控制装置将作业点P在所述天花环境二维地图中的坐标映射到底盘环境二维地图中，得到作业点P在所述底盘环境二维地图中的坐标(x’,y’)；

导航到位步骤：通过所述底盘激光雷达收集地面的数据信息，所述控制装置根据所接收的地面数据信息结合预设的底盘环境二维地图引导所述行走底盘行走，以使所述天花作业机器人向作业点P移动，使用所述顶部激光雷达实时校对所述底盘激光雷达的数据信息，当所述底盘激光雷达检测到所述行走底盘移动至所述底盘环境二维地图中的坐标(x’,y’)，且所述顶部激光雷达检测到所述天花作业装置移动至所述天花环境二维地图中的坐标时，判定所述天花作业机器人准确到达作业点P；

作业步骤：在所述顶部激光雷达引导下，所述天花作业装置在作业点P进行天花作业。

2.根据权利要求1所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述定位步骤还包括：

设定N个作业点，N个作业点分别为P1、P2……Pn，重复进行S1定位步骤，得到作业点P1、P2……Pn在底盘环境二维地图中的坐标。

3.根据权利要求2所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述定位步骤还包括：

作业顺序设定步骤：设定天花作业机器人依次到达作业点P1、P2……Pn并进行天花作业。

4.根据权利要求3所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，

在执行所述导航到位步骤移动至作业点Pi之前，所述作业方法还包括判断步骤：

判断i是否小于等于n，若i小于等于n，重复进行所述导航到位步骤和所述作业步骤；若i大于n，判定作业完成。

5.根据权利要求1所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述定位步骤之前还包括顶部激光雷达外参标定步骤,所述顶部激光雷达外参标定步骤包括：

天花作业机器人移动并记录轮式里程计数据与顶部激光雷达数据；

根据天花作业机器人的结构参数获取顶部激光雷达相对于天花作业机器人的车体坐标系原点的位置，并建立顶部激光雷达与车体坐标系之间的变换矩阵T。

6.根据权利要求5所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述顶部激光雷达外参标定步骤还包括：

使用变换矩阵T与轮式里程计数据拼接顶部激光雷达的点云数据，以点云数据中每个点的K近邻误差作为优化目标，对变换矩阵T进形优化计算，得到优化后的变换矩阵T’。

7.根据权利要求1所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述定位步骤之前还包括顶部激光雷达倾角校平步骤，所述顶部激光雷达倾角校平步骤包括：

在顶部激光雷达上加装惯性传感器；

通过惯性传感器读取横滚角与俯仰角，并配合惯性传感器对顶部激光雷达进行校平，使所述横滚角和所述俯仰角归零。

8.一种天花作业机器人，用于执行如权利要求1-7中任一项所述的天花作业机器人的作业方法，其特征在于，所述天花作业机器人包括行走底盘、天花作业装置、底盘激光雷达、顶部激光雷达和控制装置，所述天花作业装置设于所述行走底盘上，所述底盘激光雷达安装于所述行走底盘，所述行走底盘、所述底盘激光雷达、所述顶部激光雷达均与所述控制装置电连接，所述底盘激光雷达用于收集地面的数据信息，所述顶部激光雷达用于收集天花板的数据信息，控制装置用于根据所接收的地面数据信息结合预设的底盘环境二维地图引导所述行走底盘行走，还用于根据所接收的天花板数据信息构建天花环境二维地图。