API Radian激光跟踪仪在建筑机器人精确引导与定位领域的应用

现代建筑业与机器人赋能

伴随着建筑科学的不断进步以及行业的蓬勃发展，人们对于建筑的高质量和作业的高效率开始有了更高的追求；于是，应用于建筑行业的各式机器人随之诞生。

使用建筑机器人进行搭建，不仅可以稳妥地保障工程质量，还可以实现同一质量标准下的连续不间断作业，也最大程度地避免了由于人员疲劳、人为操作失误等因素造成的工程质量问题，提升综合效益。同时，建筑机器人可充分介入在传统施工中被视为“危、繁、脏、重”的各种环节，将人的风险系数降到最低。

高精度定位保障高质量施工

高质量的建筑，基于高质量的施工作业。传统施工作业过程中，各环节的控制与执行多需依靠施工人员的经验；而使用建筑机器人，则只需要对控制系统输入指令，机器人就会依设置好的程序，按步骤执行相关工作。可见，在机器人施工过程中，能否精准地将指令执行到位，是搭建作业质量高低的关键。

而在实际施工作业过程中，会有多方面的因素（例如：风力等外力作用、地面平整度导致的机器人姿态变化等等），可能影响机器人执行指令的到位程度。这时候，就需要有一种可以在施工现场实现对建筑机器人实时定位和引导的方法，将正确的信息传达给机器人，并引领其精准执行操作者发布的指令，为高质量搭建作业提供闭环保障。‍

API机器人引导&定位解决方案

结合建筑机器人施工作业领域的实际问题，API为建筑机器人提供两种可高效适用于施工现场环境的实时引导与定位解决方案：

1、使用STS六维传感器配合Radian激光跟踪仪实时定位筑墙机器人末端执行机构；

2、使用高精度SMR靶球及方位锁定机构配合Radian激光跟踪仪实时引导划线机器人。‍

案例一：筑墙机器人末端执行机构实时定位

筑墙机器人（如图1），其关键部位，主要由龙门架或机械臂、混凝土仓、以及末端执行机构组成。

室外搭建作业时，受风力或其它外力因素的影响，机器人的龙门架或机械臂存在晃动的问题，从而导致机器人无法准确定位其末端执行机构，以致造成施工错误。

图1：两种不同形式的筑墙机器人结构示意

解决此问题，可使用Radian激光跟踪仪配合STS六维智能传感器，对筑墙机器人的末端进行实时的6自由度（6DoF）定位引导，形成闭环控制，从而保证机器人预定动作以及作业效果的实现。

作业中，只需将Radian激光跟踪仪架设在筑墙机器人周边合适的位置，并将STS六维智能传感器装卡在机器人末端；Radian激光跟踪仪通过射出的激光实时不间断追踪STS传感器，并高速采集位置数据，同时传输至分析软件进行实时数据与名义数据的比对，并将偏差值发送至机器人的控制系统进行补偿调整，就此实现机器人末端的实时定位引导（请参考图2示意）。

图2：筑墙机器人末端执行机构实时定位作业现场（左：各部件及仪器位置；右：机器人筑建的混凝土墙）

案例二：划线机器人实时引导

划线工作是建筑搭建的基础，所以划线定位的准确性非常重要，关乎于整个建筑的安全和品质。

划线机器人在实际施工作业中的定位保障，可通过使用Radian激光跟踪仪配合高精度靶球（SMR）以及靶球方位锁定机构来实现。

请参考图3示意，测量时，将高精度靶球SMR吸附固定于安装在划线机器人顶部的靶球方位锁定机构上；跟踪仪射出激光并锁定SMR球心，跟踪测量并引导划线机器人的实时位置；由于靶球锁定机构可以在划线机器人改变相对于跟踪仪的方位时自动旋转，始终使靶球的球心朝向跟踪仪保持最佳接光位置，从而可实现不间断的高精度位置引导，而无需频繁调整靶球位置。

图3：Radian 激光跟踪仪划线机器人实时位置引导系统示意

更多应用

如今，建筑机器人领域发展提速，现有建筑机器人的种类已达数十种有余：测绘、抹平、砌砖、铺贴、钻孔、喷涂、破拆等等环节，建筑机器人的应用，让人类最大程度上避免直接进行“危、繁、脏、重”的作业内容，极大提升了安全生产系数。

除本案例介绍的筑墙机器人以及划线机器人定位与引导两种应用外，Radian激光跟踪仪在各类型建筑机器人制造、装配、标定、使用等领域都有着更多、更广泛的应用，欢迎联络API官方询问、交流。

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（API ）

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