基于交互提示的喷涂任务生成及执行方法、系统及设备与流程

本发明涉及机器人自动化喷涂，具体涉及一种基于交互提示的喷涂任务生成及执行方法、系统及设备。

背景技术：

1、在汽车维修补漆等非特定目标喷涂场景中，为了兼顾人工经验与机器人自动执行能力，通常采用在人机交互界面上显示车辆图像并由操作者划定待修复区域的方式来确定喷涂任务范围。然而，现有技术方案往往将操作者在屏幕上划定的像素坐标点集直接转换为机器人作业坐标，或者仅依赖单一的图像分割算法对人工轨迹进行简单扩展。这种方式导致人工输入与最终任务边界耦合度过高，难以适应低成本硬件下的精度波动；同时，由于缺乏从虚拟交互到物理表面的可靠关联验证机制，当车辆位置变动、车型版本不匹配或存在禁止喷涂区时，极易发生越界误喷。此外，现有技术难以兼容预存模型选区、跨设备分布式操作以及无独立区域对象的轨迹生成等多种低成本实施路径，限制了系统的灵活性与安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种基于交互提示的喷涂任务生成及执行方法、系统及设备。本发明实现了人工交互意图向机器人可执行任务的可靠转换，降低了越界误喷风险，提升了任务发布可靠性与灵活性。

2、本发明的技术方案：一种基于交互提示的喷涂任务生成及执行方法，包括：

3、获取任务入口数据，所述任务入口数据包括基于目标表征数据生成的交互提示数据，或外部任务指示数据；其中，所述外部任务指示数据需经解析以确定其数据来源、目标或部件身份、坐标系或相对基准中的至少两项，方能进入后续处理；

4、基于所述任务入口数据确定候选任务表达，所述候选任务表达包括显式任务区域或隐含有效作业范围；其中，当所述任务入口数据包括所述交互提示数据时，所述候选任务表达的边界受所述交互提示数据约束；

5、将所述候选任务表达与当前物理目标的物理表面建立任务关联，得到最终任务表达；

6、对所述最终任务表达执行发布校验，并在校验通过后生成机器人可执行任务数据，以控制机器人对当前物理目标执行作业。

7、上述的方法，所述交互提示数据包括正向提示数据、负向提示数据或停止边界数据中的至少一种；所述交互提示数据由一次或多次、连续或分段、同一或不同交互终端的输入形成，并在确定所述候选任务表达之前或过程中进行组合；

8、基于所述任务入口数据确定候选任务表达，包括：

9、基于所述目标表征数据和交互提示数据执行区域生成处理，生成显式任务区域；

10、其中，当所述交互提示数据包括正向提示数据时，所述显式任务区域包含所述正向提示数据对应的物理位置；当所述交互提示数据包括负向提示数据时，所述显式任务区域排除所述负向提示数据对应的物理位置；当所述交互提示数据包括停止边界数据时，所述显式任务区域的边界受所述停止边界数据限制。

11、前述的方法，基于所述任务入口数据确定候选任务表达，包括：

12、基于所述任务入口数据生成喷涂中心线、覆盖单元或喷涂轨迹中的至少一种；

13、将所述喷涂中心线、覆盖单元或喷涂轨迹对应的喷幅足迹的并集，确定为隐含有效作业范围；

14、所述发布校验包括：当所述任务入口数据包括交互提示数据时，校验所述隐含有效作业范围是否满足预设的提示一致性条件；以及校验所述隐含有效作业范围是否满足禁止作业条件。

15、前述的方法，所述目标表征数据包括预存目标表征数据；

16、将所述候选任务表达与当前物理目标的物理表面建立任务关联，包括：

17、识别设置于当前物理目标或其关联环境中的外部实体标记，或识别当前物理目标的自然特征；

18、基于所述外部实体标记或自然特征，将预存目标表征数据中的候选任务表达映射至当前物理目标的物理表面；

19、根据屏幕任务选择指令、外部任务语义、经验证的预设规则、自动确认结果或半自动确认结果中的至少一种，确定最终任务表达的作业语义和最终作业范围。

20、前述的方法，所述外部实体标记包括特殊颜色胶带、反光材料、编码标签、印刷标记、贴纸、磁吸件、标定板、定位夹具或挡块中的至少一种；

21、所述外部实体标记用于围住、近似围住或分段指示当前物理目标的待修复区，或用于提示当前物理目标的位姿；

22、所述外部实体标记通过视觉装置识别，并提取机器候选边界或标记相对坐标；

23、所述确定最终任务表达的作业语义和最终作业范围，包括：

24、在人机交互界面显示所述机器候选边界或其在所述预存目标表征数据上的对应结果；

25、接收操作者针对任务类型、待修复核心区、过渡区、禁止区或候选区域取舍的所述屏幕任务选择指令，以形成所述最终任务表达。

26、前述的方法，对所述最终任务表达执行发布校验，包括：

27、校验所述目标表征数据、候选任务表达和物理表面的关联是否属于相容的目标版本；

28、校验所述最终任务表达对应的作业范围是否侵入禁止作业区；

29、校验所述机器人对最终任务表达的可服务性；

30、当所述发布校验通过时，在不接收额外人工确认指令的情况下，自动发布机器人可执行任务数据并控制机器人执行作业。

31、前述的方法，所述目标表征数据包括初始显示数据；

32、基于所述目标表征数据和交互提示数据执行区域生成处理，生成显式任务区域，包括：

33、基于所述初始显示数据和交互提示数据确定粗略作业区域；

34、根据所述粗略作业区域确定补充采集视场或传感器位姿；

35、控制视觉模块或机械臂移动至补充采集视场或传感器位姿，获取补充采集数据；

36、基于所述补充采集数据重新执行区域生成处理，得到显式任务区域；

37、其中，重新生成的显式任务区域的边界不得超出所述粗略作业区域对应的许可物理范围。

38、前述的方法，所述机器人可执行任务数据包括以下至少一种位置关系表达：

39、包含直角坐标分量和工具姿态的齐次变换矩阵；

40、曲面参数坐标及沿曲面法向的距离；

41、网格面片标识及面内坐标；

42、部件局部坐标或标记物相对坐标；

43、机器人关节目标；

44、基于实时图像反馈形成的图像空间控制增量；

45、所述机器人可执行任务数据在机器人执行作业期间按区域块、轨迹段或图像反馈流式生成并发送。

46、一种基于交互提示的喷涂任务生成及执行系统，包括：

47、任务入口获取模块，用于获取任务入口数据，所述任务入口数据包括基于目标表征数据生成的交互提示数据，或外部任务指示数据；

48、任务生成模块，用于基于所述任务入口数据确定候选任务表达，所述候选任务表达包括显式任务区域或隐含有效作业范围；其中，当所述任务入口数据包括交互提示数据时，所述候选任务表达的边界受所述交互提示数据约束；

49、任务关联模块，用于将所述候选任务表达与当前物理目标的物理表面建立任务关联，得到最终任务表达；

50、任务发布模块，用于对所述最终任务表达执行发布校验；

51、执行控制模块，用于在校验通过后生成机器人可执行任务数据，以控制机器人对所述当前物理目标执行作业。

52、一种控制设备，包括：

53、一个或多个处理器；

54、至少一个存储器，存储有由所述一个或多个处理器执行的指令；

55、机器人任务输出接口；

56、所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使所述控制设备执行如前述的基于交互提示的喷涂任务生成及执行方法，并通过所述机器人任务输出接口向机器人发送所述机器人可执行任务数据。

57、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

58、1、本发明通过将交互提示数据作为约束条件而非直接边界，结合区域生成处理或喷幅足迹并集计算，使得候选任务表达的生成过程能够融合图像特征、几何连续性或工艺参数，从而在保留人工意图的同时修正了人工操作的随意性与不精确性，提高了任务区域生成的鲁棒性。

59、2、本发明通过建立候选任务表达与当前物理目标物理表面的任务关联，并在此基础上执行包含版本相容性、禁止作业区侵入检查及机器人可服务性检查的发布校验，构建了从虚拟交互到物理执行的闭环验证机制。该机制能够在机器人动作前拦截因车型不匹配、坐标偏移或环境变化导致的错误任务数据，有效降低了越界误喷风险，并在发布校验通过的前提下支持自动执行，减少了不必要的人工二次确认环节。

60、3、本发明支持基于预存目标表征数据进行选区并通过外部实体标记或自然特征进行现场延后关联的技术路径，解耦了任务规划时间与物理作业时间。这使得操作人员可以在车辆到位前利用标准模型完成高质量的任务编辑，现场仅需通过标记物或特征识别即可完成高精度配准，显著提升了作业准备效率与系统对非结构化环境的适应能力。

61、4、本发明兼容显式任务区域与隐含有效作业范围两种任务表达形式，并支持多种位置关系表达方式及流式数据传输。这种设计使得系统无需强制依赖独立的三维区域对象或完整的坐标点集存储，能够适配从轻量级轨迹生成到复杂在线视觉反馈控制的多种底层架构，增强了技术方案对不同硬件配置与控制策略的兼容性。