本發(fā)明涉及球場劃線，具體涉及一種球場劃線機(jī)器人及其劃線方法。
背景技術(shù)：
1、體育場館中清晰精準(zhǔn)的場地劃線（如足球場邊線、籃球場三分線等）對界定規(guī)則和保障賽事至關(guān)重要。為滿足不同場地（木地板、塑膠、草皮等）和涂料（水性、油性、熱熔）的需求，市場上涌現(xiàn)了多種專業(yè)劃線車。這些設(shè)備形態(tài)功能各異，是場地維護(hù)的必備工具。
2、這些工具依賴人工測量拉線及噴涂，作業(yè)效率低下，一般一個標(biāo)準(zhǔn)足球場需4-5人協(xié)作45-60分鐘。同時，還存在以下缺陷:精度層面，人工操作易因手抖、測量誤差導(dǎo)致線條彎曲或不對稱，影響比賽判罰準(zhǔn)確性。設(shè)備層面，傳統(tǒng)手推式劃線機(jī)無法實現(xiàn)高精度定位，無法滿足一些特殊場景下劃線的精細(xì)要求，同時轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)更易碾壓草皮；智能化層面，現(xiàn)有技術(shù)無法動態(tài)避讓場地凹凸區(qū)或校正歷史劃線殘留偏差。難以滿足標(biāo)準(zhǔn)比賽場地的線條要求
3、因此，亟需一種球場劃線機(jī)器人及其劃線方法，以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種球場劃線機(jī)器人及其劃線方法，通過rtk模塊和3d相機(jī)掃描實現(xiàn)高精度環(huán)境建模、驅(qū)動輪與全向輪實現(xiàn)全向移動，控制器電腦控制噴涂裝置作業(yè)實現(xiàn)自動化控制，將劃線效率大大提升，精度達(dá)到競賽級標(biāo)準(zhǔn)。
2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
3、一種球場劃線機(jī)器人，包括：
4、機(jī)器人主體模塊，包括：
5、車體，所述車體兩側(cè)安裝有驅(qū)動輪；
6、伺服電機(jī)組件，通過聯(lián)軸器與所述驅(qū)動輪傳動連接；
7、3d相機(jī)，固定于所述車體上，用于識別場地凹凸區(qū)域和歷史劃線區(qū)域；
8、噴涂裝置，安裝于所述車體上，包括噴嘴；
9、定位模塊，安裝于所述車體上，采用rtk模塊或gps模塊，實時獲取機(jī)器人坐標(biāo)；
10、通訊模塊，安裝于所述車體上，支持無線數(shù)據(jù)傳輸；
11、控制器電腦，安裝于所述車體上，分別通過電連接方式：
12、與所述通訊模塊連接，用于接收用戶輸入的球場模板；
13、與所述3d相機(jī)連接，根據(jù)其感知數(shù)據(jù)，控制器電腦規(guī)劃避讓路徑或安全駐車，對不可規(guī)避風(fēng)險區(qū)域觸發(fā)安全停機(jī)；對歷史劃線殘留造成的基準(zhǔn)偏差進(jìn)行補(bǔ)償校正；
14、與所述定位模塊連接，用于獲取的實時坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將車輛實際定位坐標(biāo)系與用戶輸入或模板庫的預(yù)設(shè)球場模板對齊，并生成運動軌跡；
15、與伺服電機(jī)組件連接，驅(qū)動車體沿運動軌跡移動；
16、與所述噴涂裝置連接，執(zhí)行劃線作業(yè)。
17、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
18、進(jìn)一步的，所述機(jī)器人還包括：
19、儲料箱，安裝于車體上，與所述噴涂裝置連接，用于提供涂料；
20、蠕動泵，安裝于車體上，噴涂裝置通過所述蠕動泵連接所述儲料箱，用于將所述儲料箱的涂料提供至所述噴涂裝置；
21、其中，所述控制器電腦電連接并控制所述蠕動泵的控制器。
22、進(jìn)一步的，所述車體下側(cè)前端設(shè)有全向輪，結(jié)合所述驅(qū)動輪構(gòu)成全向移動系統(tǒng)。
23、進(jìn)一步的，所述3d相機(jī)通過相機(jī)機(jī)架安裝于車體前端。
24、進(jìn)一步的，所述rtk模塊包括rtk機(jī)頭，所述rtk機(jī)頭通過rtk支架安裝于所述車體上，所述rtk機(jī)頭內(nèi)置陀螺儀。
25、進(jìn)一步的，所述噴涂裝置還包括與噴嘴連接的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述噴嘴的高度。
26、本發(fā)明還提供一種上述球場劃線機(jī)器人的劃線方法，包括：
27、s1、加載用戶輸入或模板庫中的預(yù)設(shè)球場圖形模板；
28、將預(yù)設(shè)模板的作業(yè)起始點與定位模塊獲取的實時坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)；
29、通過控制器電腦將車輛實際定位坐標(biāo)系與預(yù)設(shè)球場模板對齊；
30、s2、通過3d相機(jī)識別場地凹凸區(qū)域和歷史劃線區(qū)域；
31、基于上述感知數(shù)據(jù)，控制器電腦規(guī)劃避讓路徑或安全駐車，對不可規(guī)避風(fēng)險區(qū)域觸發(fā)安全停機(jī)；
32、對歷史劃線殘留造成的基準(zhǔn)偏差進(jìn)行補(bǔ)償校正；
33、s3、控制器電腦生成運動軌跡及對應(yīng)噴涂參數(shù)集；
34、s4、控制器電腦控制伺服電機(jī)組件，驅(qū)動車體執(zhí)行運動軌跡；
35、控制器電腦控制噴涂裝置執(zhí)行劃線作業(yè)。
36、進(jìn)一步的，還包括s5、通過3d相機(jī)二次掃描已劃線區(qū)域，將掃描數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)線寬參數(shù)對比；標(biāo)記線寬誤差超過預(yù)設(shè)值的區(qū)域并生成補(bǔ)噴路徑，并進(jìn)行補(bǔ)噴。
37、進(jìn)一步的，所述步驟s4開始前，進(jìn)行系統(tǒng)自檢：驗證伺服電機(jī)組件、定位模塊和3d相機(jī)的通信狀態(tài)。
38、進(jìn)一步的，所述噴涂參數(shù)集包含線寬控制指令和涂料流量控制指令；
39、所述線寬控制指令用于控制所述升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)根據(jù)線寬調(diào)節(jié)噴嘴高度；
40、所述涂料流量控制指令用于根據(jù)路徑曲率調(diào)節(jié)涂料流量。
41、本發(fā)明的有益效果是：
42、1、本實施例通過機(jī)器人主體模塊集成rtk模塊或gps定位模塊實時獲取厘米級機(jī)器人坐標(biāo)，結(jié)合3d相機(jī)識別場地凹凸區(qū)域和歷史劃線區(qū)域，規(guī)劃避讓路徑并自動校正誤差，由控制器電腦協(xié)同控制伺服電機(jī)組件驅(qū)動車體按規(guī)劃路徑運動，并同步指令噴涂裝置的噴嘴執(zhí)行涂料噴射，實現(xiàn)全自動劃線作業(yè)，徹底消除人工測量與操作導(dǎo)致的線條彎曲及不對稱問題，劃線效率大幅提升以上且精度誤差減小。
43、2、本實施例提供的劃線方法，由控制器電腦融合定位模塊實時坐標(biāo)，將地圖與預(yù)設(shè)球場模板對齊；通過3d相機(jī)動態(tài)識別凹凸區(qū)域及歷史劃線殘留偏差，規(guī)劃避讓路徑并自動校正誤差；根據(jù)劃線方案生成車體運動路徑及噴涂參數(shù)（含線寬高度控制指令與曲率流量指令），同步驅(qū)動伺服電機(jī)組件移動車體并控制噴涂裝置精準(zhǔn)作業(yè)；最終通過二次掃描對比線寬參數(shù)，自動執(zhí)行補(bǔ)噴閉環(huán)，實現(xiàn)了復(fù)雜場地下的全流程無人化劃線，消除人工誤差導(dǎo)致的線條彎曲、新舊線錯位及彎道涂料堆積問題，劃線精度誤差大大減小，且作業(yè)效率大幅提升。
1.一種球場劃線機(jī)器人，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球場劃線機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球場劃線機(jī)器人，其特征在于，所述車體下側(cè)前端設(shè)有全向輪，結(jié)合所述驅(qū)動輪構(gòu)成全向移動系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球場劃線機(jī)器人，其特征在于，所述3d相機(jī)通過相機(jī)機(jī)架安裝于車體前端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球場劃線機(jī)器人，其特征在于，所述rtk模塊包括rtk機(jī)頭，所述rtk機(jī)頭通過rtk支架安裝于所述車體上，所述rtk機(jī)頭內(nèi)置陀螺儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1任意一項所述的球場劃線機(jī)器人，其特征在于，所述噴涂裝置還包括與噴嘴連接的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述噴嘴的高度。
7.一種基于權(quán)利要求1-6任一項所述機(jī)器人的劃線方法，其特征在于，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的劃線方法，其特征在于，還包括s5、通過3d相機(jī)二次掃描已劃線區(qū)域，將掃描數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)線寬參數(shù)對比；標(biāo)記線寬誤差超過預(yù)設(shè)值的區(qū)域并生成補(bǔ)噴路徑，并進(jìn)行補(bǔ)噴。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的劃線方法，其特征在于，所述步驟s4開始前，進(jìn)行系統(tǒng)自檢：驗證伺服電機(jī)組件、定位模塊和3d相機(jī)的通信狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的劃線方法，其特征在于，所述噴涂參數(shù)集包含線寬控制指令和涂料流量控制指令；