一种基于多机器人协同的道路铺设方法及装置

本技术涉及多机协同施工，特别是涉及一种基于多机器人协同的道路铺设方法及装置。

背景技术：

1、随着机器人智能化程度的提高，智能机器人已能够在道路铺设过程中承担重要角色；但道路铺设过程步骤繁复且关联程度高，仅凭借单独的机器人难以系统性的实现工作指标，于是人们开始研究如何通过多机协同来满足道路铺设领域中的实际需要。

2、现有的多机协同道路铺设方案仍过分强调单机配合，而忽略通过系统统一调配机器人的重要性，导致整体施工过程存在协同不紧密的情况，作业效率较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于多机器人协同的道路铺设方法及装置。

2、第一方面，本技术提供了一种基于多机器人协同的道路铺设方法，机器人包括勘测机器人和施工机器人；方法包括：

3、获取待铺设道路的地图信息，并将地图信息同步至道路铺设工序对应的施工机器人；地图信息包括勘测机器人勘测得到的施工机器人的施工路径；

4、按照预设控制策略下达第一控制指令；预设控制策略包括各工序的施工机器人的选择方式；选择方式包括选择当前工序的施工机器人，并在当前施工工序开展至预设进度的情况下，对下一工序的施工机器人进行选择；第一控制指令用于指示被选择的施工机器人沿施工路径进行施工。

5、在其中一个实施例中，道路铺设工序包括路基填筑工序、边沟护坡道堆砌工序以及运料工序；方法还包括：

6、获取施工现场的高精度地图，并通过勘测机器人对待铺设道路进行定线测量以及施工放样；定线测量包括道路中线以及高程点的测量；施工放样包括边缘放样和横断面放样；

7、通过定线测量的结果和施工放样的结果对高精度地图进行重建，在高精度地图中拟合待铺设道路的路基宽度、路基高程、路基边缘结构以及借土场位置；其中：路基宽度基于道路中线和横断面放样的结果得到，路基高程基于高程点得到，路基边缘结构和借土场位置基于边缘放样的结果得到；

8、基于路基宽度和路基高程确定路基填筑工序的施工路径，基于路基边缘结构确定边沟护坡道堆砌工序的施工路径，并基于借土场位置确定运料工序的施工路径；

9、在高精度地图中标记路基填筑工序的施工路径、边沟护坡道堆砌工序的施工路径和借土场位置得到地图信息。

10、在其中一个实施例中，方法还包括：

11、获取待铺设道路的工单信息；工单信息包括各工序的目标任务以及目标任务的达成周期；

12、按工序搜索可调用的施工机器人记为备选机器人，获取各个备选机器人的设备信息，设备信息包括机器人编号及对应的施工效率；

13、选取备选机器人中施工效率最高的施工机器人，结合待铺设道路的工单信息，判断所选取的施工机器人能否在达成周期内完成目标任务，若是则向所选取的施工机器人下达第一控制指令，若否则进入纵向划分步骤；

14、纵向划分步骤包括：获取各备选机器人的作业空间，根据备选机器人的作业空间，结合待铺设道路的宽度，获得备选机器人中所有满足纵向并行作业条件的机器人组合，纵向并行作业条件为：机器人组合内的所有机器人在待铺设道路宽度方向上的作业范围之和与待铺设道路的宽度相适配，机器人组合包括至少两个备选机器人；

15、若机器人组合的数量为一组，则选取该组机器人组合进行纵向施工达标判断；

16、若机器人组合的数量为至少两组，则通过择优策略选取其中的一组机器人组合进行纵向施工达标判断；

17、纵向施工达标判断包括：结合待铺设道路的工单信息，判断所选取的机器人组合能否在达成周期内完成目标任务，若是则向所选取的机器人组合下达第一控制指令，若否则进入横向划分步骤；

18、横向划分步骤包括：结合备选机器人的设备信息及待铺设道路的工单信息，将待铺设道路沿道路的长度方向分为至少两段同步施工段，为每段同步施工段均配置一组机器人组合，向所配置的机器人组合下达第一控制指令。

19、在其中一个实施例中，择优策略包括：获取每组机器人组合中的各备选机器人的施工效率的最小值记为每组机器人组合的最低施工效率，基于最低施工效率，结合待铺设道路的工单信息，选取达标的机器人组合，达标的机器人组合表示以最低施工效率计算，在达成周期内能完成目标任务的机器人组合；若达标的机器人组合的数量为一组，则将该组达标的机器人组合作为择优策略的选取结果；若达标的机器人组合的数量为至少两组，则选取其中各备选机器人的施工效率离散程度最小的机器人组合作为择优策略的选取结果。

20、在其中一个实施例中，可调用的施工机器人包括处于联机状态、未同步地图信息且能源余量大于预设百分比的施工机器人。

21、在其中一个实施例中，路基填筑工序包括依次进行的底层填筑工序、沥青铺筑工序以及路面压平工序；在当前施工工序开展至预设进度的情况下，对下一工序的施工机器人进行选择包括：

22、响应于底层填筑工序开展至第一预设进度，根据沥青铺筑工序对应的施工机器人施工效率的评估结果进行施工机器人选择；第一预设进度由沥青铺筑工序对应的施工机器人的施工效率确定；

23、响应于沥青铺筑工序开展至第二预设进度，根据路面压平工序对应的施工机器人施工效率的评估结果进行施工机器人选择；第二预设进度由沥青铺筑工序的干燥时长和路面压平工序对应的施工机器人的施工效率共同确定。

24、在其中一个实施例中，方法还包括：

25、在对当前工序的施工机器人下达第一控制指令的情况下，向当前工序对应的施工机器人下达移动至对应施工路径的起始位置的第二控制指令；

26、响应于获取到的施工机器人的位置与施工路径的起始点重合，向施工机器人下达第一控制指令。

27、在其中一个实施例中，方法还包括：

28、在对当前工序的施工机器人下达第一控制指令的情况下，获取当前工序对应的施工机器人的位置，并根据施工机器人的位置在单位之间的变化量以及所施工机器人与对应的施工路径的起始点的距离，计算得到施工机器人到达施工路径的起始点的到达时间；

29、响应于到达时间超过第一预设时长，输出移动受限提示信息；移动受限提示信息用于指示获取施工机器人携带的摄像头拍摄的现场图像并发送至工作人员。

30、在其中一个实施例中，方法还包括：

31、响应于到达时间超过第二预设时长，输出施工机器人故障提示信息；故障提示信息用于通过施工机器人携带的传感器获取施工机器人的参数信息；参数信息包括：能源供应参数、动力组件参数、传感器参数和导航系统参数；其中：第二预设时长大于第一预设时长。

32、第二方面，本技术提供一种基于多机器人协同的道路铺设装置，机器人包括勘测机器人和施工机器人；装置包括：

33、地图信息同步模块，用于获取待铺设道路的地图信息，并将地图信息同步至道路铺设工序对应的施工机器人；地图信息包括勘测机器人勘测得到的各施工机器人的施工路径；

34、指令下达模块，用于按照预设控制策略下达第一控制指令；预设控制策略包括各工序的施工机器人的选择方式；选择方式包括选择当前工序的施工机器人，并在当前施工工序开展至预设进度的情况下，对下一工序的施工机器人进行选择；第一控制指令用于指示被选择的施工机器人沿施工路径进行施工。

35、上述一种基于多机器人协同的道路铺设方法及装置，能够通过勘测机器人获取待铺设道路的现场结构，并基于现场结构规划施工机器人的施工路径得到地图信息，然后将每个施工路径的地图信息同步至对应工序的施工机器人，以指示施工机器人按照施工路径进行施工；在地图信息同步后，按照工序进度对施工机器人进行分批选择分批控制，保证施工进度相互紧密衔接的前提下还保证了施工现场秩序，站在全局角度对施工机器人进行调配，有效避免了整体施工过程存在协同不紧密的情况，导致的作业效率较低的问题。