本申請涉及墻施工機(jī)器人，更具體地說，涉及墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、墻施工機(jī)器人是一種自動化設(shè)備，旨在執(zhí)行墻體施工任務(wù)，如砌墻、抹灰、涂漆等。這些機(jī)器人通常具有多種傳感器和執(zhí)行器，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的位置控制和施工操作。以下是墻施工機(jī)器人可能的特點(diǎn)和功能：

2、自動化施工：墻施工機(jī)器人能夠自動執(zhí)行施工任務(wù)，無需人工干預(yù)，提高施工效率和質(zhì)量。

3、精準(zhǔn)定位：配備定位系統(tǒng)和傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對墻體位置的精確定位和控制，確保施工的準(zhǔn)確性和一致性。

4、多功能施工：能夠執(zhí)行多種施工任務(wù)，如砌磚、涂料噴涂、抹灰等，適用于不同類型和規(guī)格的墻體施工。

5、安全保障：采用安全傳感器和系統(tǒng)，確保施工過程中的安全性，避免意外事件的發(fā)生。

6、靈活適應(yīng)：具有靈活的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作模式，能夠適應(yīng)不同類型和尺寸的墻體施工需求。

7、墻施工機(jī)器人的引入可以有效提高施工效率、降低成本，并減少人力資源的投入，是建筑行業(yè)向智能化和自動化轉(zhuǎn)型的重要步驟之一。

8、現(xiàn)有技術(shù)公開號為cn113359586a的文獻(xiàn)提供一種外墻施工機(jī)器人實時監(jiān)控方法及系統(tǒng)，該裝置通過實時了解外墻施工機(jī)器人施工情況，包括外墻施工機(jī)器人的施工現(xiàn)場環(huán)境、外墻施工機(jī)器人工作數(shù)據(jù)和現(xiàn)場施工視頻監(jiān)控；通過對比外墻施工機(jī)器人一段時間的工作效率，更能及時發(fā)現(xiàn)外墻施工機(jī)器人的問題，并有針對性地進(jìn)行分析。

9、上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案雖然通過現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)與有關(guān)的有益效果，但是仍存在以下缺陷；該裝置在進(jìn)行外墻保溫層鏟除施工時，由于該裝置不便于對保溫層進(jìn)行識別自動鏟除，導(dǎo)致其功能單一，實用性較差，效率較低，

10、鑒于此，我們提出墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問題

2、本申請的目的在于提供墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題，實現(xiàn)了便于對保溫層進(jìn)行識別自動鏟除的技術(shù)效果。

3、2.技術(shù)方案

4、本申請實施例提供了墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，包括：外墻保溫層圖像采集模塊、外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊、外墻保溫層圖像特征提取模塊、外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊、路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊，

5、外墻保溫層圖像采集模塊：所述外墻保溫層圖像采集模塊采集外墻數(shù)據(jù)，收集各種外墻保溫層的圖像數(shù)據(jù)，包括不同類型、厚度和狀態(tài)的樣本；

6、外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊：所述外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊對采集的外墻保溫層圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括裁剪、縮放、灰度化等，以便于模型訓(xùn)練；

7、外墻保溫層圖像特征提取模塊：所述外墻保溫層圖像特征提取模塊從處理后的圖像中提取關(guān)于保溫層的特征數(shù)據(jù)；

8、外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊：所述外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊選擇適合的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使用標(biāo)注好的數(shù)據(jù)集對選定的機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以學(xué)習(xí)外墻保溫層的識別模式；

9、路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊：所述路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊根據(jù)識別結(jié)果規(guī)劃機(jī)器人的路徑，確定鏟除的位置和方式，并執(zhí)行鏟除操作，根據(jù)識別結(jié)果精確鏟除外墻保溫層。

10、作為本申請文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述外墻保溫層圖像采集模塊采集外墻數(shù)據(jù)，收集各種外墻保溫層的圖像數(shù)據(jù)，包括不同類型、厚度和狀態(tài)的樣本，通過攝像頭確保能夠獲取到不同角度和位置的外墻圖像，從而獲取各種不同類型、厚度和狀態(tài)的外墻保溫層樣本，這些樣本能夠包括不同材質(zhì)(如泡沫塑料、巖棉、聚苯乙烯等)、不同厚度和不同施工狀態(tài)(如完整、受損、脫落等)的外墻保溫層。

11、作為本申請文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊對采集的外墻保溫層圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括裁剪、縮放、灰度化等，以便于模型訓(xùn)練，所述圖像裁剪：根據(jù)外墻保溫層的位置和大小，對圖像進(jìn)行裁剪，去除不必要的背景或周圍環(huán)境，使圖像中僅包含外墻保溫層及其周圍區(qū)域；

12、所述圖像縮放：對裁剪后的圖像進(jìn)行縮放操作，使其尺寸適合于模型的輸入要求；

13、所述圖像灰度化：將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，以降低圖像的復(fù)雜度和計算量，由于外墻保溫層的識別主要依賴于其紋理和形狀特征，因此灰度圖像通常已經(jīng)包含了足夠的信息。

14、作為本申請文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述外墻保溫層圖像特征提取模塊從處理后的圖像中提取關(guān)于保溫層的特征數(shù)據(jù)，包括紋理特征、顏色特征，所述紋理特征：通過局部二值模式提取通過將圖像劃分為局部區(qū)域，并計算每個局部區(qū)域的lbp特征，從而獲取圖像的紋理特征；

15、所述顏色特征：能夠根據(jù)圖像的顏色分布情況提取色彩直方圖特征，將圖像劃分為不同的顏色區(qū)域，并統(tǒng)計每個區(qū)域中不同顏色的像素數(shù)量，得到圖像的顏色直方圖。

16、作為本申請文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊選擇卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使用標(biāo)注好的數(shù)據(jù)集對選定的機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以學(xué)習(xí)外墻保溫層的識別模式，通過訓(xùn)練模型，讓其學(xué)習(xí)如何識別不同類型的外墻保溫層及其狀態(tài)，訓(xùn)練好的模型能夠?qū)崟r識別外墻保溫層的種類和狀態(tài)，并將反饋提供給施工機(jī)器人。

17、作為本申請文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊根據(jù)識別結(jié)果規(guī)劃機(jī)器人的路徑，確定鏟除的位置和方式，并執(zhí)行鏟除操作，根據(jù)識別結(jié)果精確鏟除外墻保溫層，確保施工過程的精準(zhǔn)性和高效性，大幅提升施工效率，并減少人工誤差。

18、3.有益效果

19、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

20、1.本申請由于采用了外墻保溫層圖像采集模塊等技術(shù)手段，所以有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了在對外墻保溫層進(jìn)行鏟除時，通過采集外墻保溫層的圖像，利用模型讓其學(xué)習(xí)如何識別不同類型的外墻保溫層及其狀態(tài)，訓(xùn)練好的模型能夠?qū)崟r識別外墻保溫層的種類和狀態(tài)，并將反饋提供給施工機(jī)器人，根據(jù)識別結(jié)果精確鏟除外墻保溫層，確保施工過程的精準(zhǔn)性和高效性，大幅提升施工效率，并減少人工誤差的效果。

21、2.本申請通過設(shè)置固定架，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置穩(wěn)定在建筑上進(jìn)行使用，同時通過設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了在調(diào)節(jié)防護(hù)罩位置時，通過調(diào)節(jié)輪帶動齒條桿進(jìn)行移動，從而穩(wěn)定調(diào)節(jié)防護(hù)罩位置，避免施工時裝置產(chǎn)生晃動，同時可拼接齒條桿，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置對外墻不同位置進(jìn)行施工，提高裝置的實用性。

22、3.本申請通過設(shè)置轉(zhuǎn)動框能夠?qū)崿F(xiàn)鏟除的外墻保溫層能夠落到導(dǎo)料布袋內(nèi)，避免了保溫層鏟除時掉落造成的高空墜物風(fēng)險，提高了裝置的安全性，同時方便鏟除的保溫層的收集，通過設(shè)置電機(jī)b，能夠?qū)崿F(xiàn)帶動導(dǎo)料布袋進(jìn)行自動收卷，方便攜帶使用，同時插桿，方便對不同長度的導(dǎo)料布袋進(jìn)行更換處理，進(jìn)一步提高裝置的實用性。

技術(shù)特征：

1.墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，包含：外墻保溫層圖像采集模塊、外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊、外墻保溫層圖像特征提取模塊、外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊、路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，其特征在于：所述外墻保溫層圖像采集模塊采集外墻數(shù)據(jù)，收集各種外墻保溫層的圖像數(shù)據(jù)，包括不同類型、厚度和狀態(tài)的樣本，通過攝像頭確保能夠獲取到不同角度和位置的外墻圖像，從而獲取各種不同類型、厚度和狀態(tài)的外墻保溫層樣本，這些樣本能夠包括不同材質(zhì)(如泡沫塑料、巖棉、聚苯乙烯等)、不同厚度和不同施工狀態(tài)(如完整、受損、脫落等)的外墻保溫層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，其特征在于：所述外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊對采集的外墻保溫層圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括裁剪、縮放、灰度化等，以便于模型訓(xùn)練，所述圖像裁剪：根據(jù)外墻保溫層的位置和大小，對圖像進(jìn)行裁剪，去除不必要的背景或周圍環(huán)境，使圖像中僅包含外墻保溫層及其周圍區(qū)域；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，其特征在于：所述外墻保溫層圖像特征提取模塊從處理后的圖像中提取關(guān)于保溫層的特征數(shù)據(jù)，包括紋理特征、顏色特征，所述紋理特征：通過局部二值模式提取通過將圖像劃分為局部區(qū)域，并計算每個局部區(qū)域的lbp特征，從而獲取圖像的紋理特征；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，其特征在于：所述外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊選擇卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使用標(biāo)注好的數(shù)據(jù)集對選定的機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以學(xué)習(xí)外墻保溫層的識別模式，通過訓(xùn)練模型，讓其學(xué)習(xí)如何識別不同類型的外墻保溫層及其狀態(tài)，訓(xùn)練好的模型能夠?qū)崟r識別外墻保溫層的種類和狀態(tài)，并將反饋提供給施工機(jī)器人。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，其特征在于：所述路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊根據(jù)識別結(jié)果規(guī)劃機(jī)器人的路徑，確定鏟除的位置和方式，并執(zhí)行鏟除操作，根據(jù)識別結(jié)果精確鏟除外墻保溫層，確保施工過程的精準(zhǔn)性和高效性，大幅提升施工效率，并減少人工誤差。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了墻施工機(jī)器人及外墻施工系統(tǒng)，包括：外墻保溫層圖像采集模塊、外墻保溫層圖像預(yù)處理模塊、外墻保溫層圖像特征提取模塊、外墻保溫層識別模型訓(xùn)練模塊、路徑規(guī)劃與鏟除控制模塊，采用了外墻保溫層圖像采集模塊等技術(shù)手段，所以有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，進(jìn)而實現(xiàn)了在對外墻保溫層進(jìn)行鏟除時，通過采集外墻保溫層的圖像，利用模型讓其學(xué)習(xí)如何識別不同類型的外墻保溫層及其狀態(tài)，訓(xùn)練好的模型能夠?qū)崟r識別外墻保溫層的種類和狀態(tài)，并將反饋提供給施工機(jī)器人，根據(jù)識別結(jié)果精確鏟除外墻保溫層，確保施工過程的精準(zhǔn)性和高效性，大幅提升施工效率，并減少人工誤差的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：呂娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安玖石建筑景觀設(shè)計有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/24