本發(fā)明涉及噴涂技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)及其噴涂方法。

背景技術(shù)：

墻體廣告的實現(xiàn)形式目前主要有噴繪和顯示兩種方式，采用掛置于墻體上的電子屏幕顯示廣告的方式具有廣告內(nèi)容豐富、更換便宜的優(yōu)點，但也存在著電子屏幕購置、維護成本高的缺點，高昂的購置和維護成本大大影響了此種墻體廣告形式的應(yīng)用，而墻體廣告采用噴繪形式則因其噴繪簡單、價格低廉的特點越來越受到廣告商的青睞。但目前噴繪形式的墻體廣告主要采用人工在墻體噴繪實現(xiàn)，若制作巨幅墻體噴繪廣告或者在高層建筑進行廣告噴繪，則噴繪施工面臨著噴繪圖案施工難度大，工人勞動強度大的問題，這使得大型墻體廣告目前難以通過噴繪實現(xiàn)，而這一問題也大大限制了墻體噴繪廣告的發(fā)展。

因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)及其噴涂方法，以解決大型墻體廣告無法通過噴繪實現(xiàn)的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有用于噴涂涂料的噴嘴，所述方法為：

A、控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行并根據(jù)無人機飛行軌跡測量繪制待噴涂區(qū)域；

B、利用測繪得到的待噴涂區(qū)域計算待噴涂圖案在待噴涂區(qū)域上的噴涂軌跡，獲取噴涂軌跡上各定位坐標(biāo)，并基于噴涂圖案建立各定位坐標(biāo)與噴涂特性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系；

C、控制無人機按照噴涂軌跡各定位坐標(biāo)依次飛至待噴涂區(qū)域的各相應(yīng)位置，調(diào)用各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)并依此控制噴嘴噴涂涂料，完成圖案噴涂。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有高度測量裝置和衛(wèi)星定位裝置，所述步驟A具體為：啟動無人機并控制其沿作業(yè)外墻墻體邊沿飛行一周，獲取無人機沿外墻邊沿飛行軌跡，并利用無人機內(nèi)設(shè)置的高度測量裝置和衛(wèi)星定位裝置獲取無該飛行軌跡的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，利用此坐標(biāo)數(shù)據(jù)計算測量繪制對應(yīng)于待噴涂區(qū)域的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有攝像頭，無人機沿外墻墻體邊沿開始飛行時，攝像頭獲取當(dāng)前外墻邊沿圖像，分析當(dāng)前外墻邊沿圖像的對比度并將該對比度與預(yù)設(shè)對比度值范圍進行比較，利用比較結(jié)果自動控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有激光測距裝置，通過激光測距裝置的實時測量數(shù)據(jù)來反饋控制無人機在飛行過程中始終與外墻墻面保持預(yù)定間隔距離。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述噴涂特性數(shù)據(jù)包括噴涂顏色、涂料黏性及噴嘴的噴涂方向。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述步驟B具體為：

B1、將待噴涂圖案按照預(yù)定大小設(shè)置在待噴涂區(qū)域上，基于待噴涂圖案所占據(jù)區(qū)域繪制噴涂軌跡，之后獲取屬于噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)；

B2、預(yù)先設(shè)置待噴涂圖案各位置點的噴涂特性數(shù)據(jù)，建立噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)與預(yù)設(shè)待噴涂圖案各位置點的一一對應(yīng)關(guān)系，確立噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)的噴涂特性數(shù)據(jù)。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述步驟C具體為：

C1、將噴涂軌跡各定位坐標(biāo)作為控制數(shù)據(jù)控制無人機依次飛行至依次飛至待噴涂區(qū)域的預(yù)定位置；

C2、查找當(dāng)前無人機所在的定位坐標(biāo)對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)，利用該噴涂特性數(shù)據(jù)控制噴嘴噴涂涂料，完成圖案噴涂。

所述的基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有溫濕度探測裝置，所述噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)的噴涂特性數(shù)據(jù)基于溫濕度探測裝置的實時探測數(shù)據(jù)進行更改。

一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括無人機及控制無人機的控制中心，所述控制中心包括：

測繪模塊：用于控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行并根據(jù)無人機飛行軌跡測量繪制待噴涂區(qū)域；

計算模塊：用于利用測繪得到的待噴涂區(qū)域計算待噴涂圖案在待噴涂區(qū)域上的噴涂軌跡，獲取噴涂軌跡上各定位坐標(biāo)，并基于噴涂圖案建立各定位坐標(biāo)與噴涂特性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系；

執(zhí)行模塊：用于控制無人機按照噴涂軌跡各定位坐標(biāo)依次飛至待噴涂區(qū)域的各相應(yīng)位置，調(diào)用各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)并依此控制噴嘴噴涂涂料，完成圖案噴涂。

有益效果：本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)及其噴涂方法，通過該系統(tǒng)能夠利用無人機快速噴繪打印墻體廣告，所噴繪圖案逼真且誤差小，相較于現(xiàn)有墻體噴涂方案，本發(fā)明方法簡單易行，施工成本低，大大降低了施工人員的勞動強度和施工難度，也使得巨幅墻體廣告能夠得以實現(xiàn)，具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施例中基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)的原理框圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)及其噴涂方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下通過實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂方法，其中，所述無人機上設(shè)置有用于噴涂涂料的噴嘴，該無人機通過地面設(shè)置的控制中心進行控制，所述方法為：

S1、控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行并根據(jù)無人機飛行軌跡測量繪制待噴涂區(qū)域。

對于將要進行圖案噴涂的外墻墻體需要首先進行測繪，得到墻體表面 “數(shù)字地圖”，本發(fā)明利用無人機完成這一過程，從而無需增加額外的測繪裝置，并且無人機測繪能夠適應(yīng)各種墻體表面，大大提升了本發(fā)明系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，具體的，所述無人機上設(shè)置有高度測量裝置和衛(wèi)星定位裝置，即例如具有高度計和GPS模塊，上述步驟則具體為：啟動無人機并控制其沿作業(yè)外墻墻體邊沿飛行一周，獲取無人機沿外墻邊沿飛行軌跡，并利用無人機內(nèi)設(shè)置的高度測量裝置和衛(wèi)星定位裝置獲取無該飛行軌跡的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，利用此坐標(biāo)數(shù)據(jù)計算測量繪制對應(yīng)于待噴涂區(qū)域的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。該測繪過程可自動進行也可人工操作完成，在確定好需要噴涂圖案的外墻墻體后，控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行，無人機在飛行過程中將測量數(shù)據(jù)反饋至控制中心，反饋數(shù)據(jù)至少包括實時高度數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)，基于無人機測繪過程中整個的飛行軌跡即能完成對于待噴涂區(qū)域的范圍測定，之后利用無人機測繪飛行軌跡計算得到待噴涂區(qū)域內(nèi)的位置坐標(biāo)。

無人機可自動完成測繪過程，具體為，所述無人機上設(shè)置有攝像頭，無人機沿外墻墻體邊沿開始飛行時，攝像頭獲取當(dāng)前外墻邊沿圖像，分析當(dāng)前外墻邊沿圖像的對比度并將該對比度與預(yù)設(shè)對比度值范圍進行比較，利用比較結(jié)果自動控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行。所述預(yù)設(shè)對比度值可在測繪前利用地面攝像頭獲取外墻墻體邊沿圖像的對比度值進行計算得到，當(dāng)無人機上攝像頭攝錄到外墻墻體邊沿圖像時，控制中心對該圖像進行處理，可獲得以外墻墻體邊沿為界限的明顯的對比度差異，這一對比度差異可幫助控制中心確定無人機當(dāng)前所述位置為外墻墻體邊沿，則此時控制中心控制無人機垂直向上飛行，當(dāng)無人機上攝像頭攝錄的圖像經(jīng)控制中心分析未出現(xiàn)相符的對比度差異，則說明當(dāng)前無人機已偏離外墻墻體邊沿，則控制無人機向左和向右移動預(yù)定距離，直至重新獲取到相符合的圖像，則控制無人機繼續(xù)執(zhí)行與上一控制指令相同的指令，例如控制中心計算分析無人機當(dāng)前攝錄圖像中未出現(xiàn)相符對比度差異，則控制無人機向左飛行預(yù)定距離，若此時仍為獲取到具有相符對比度差異的圖像，則控制無人機向右飛行預(yù)定距離，若此時獲取到具有相符對比度差異的圖像，則說明無人機已到達外墻墻體的拐角位置，下一步繼續(xù)控制無人機繼續(xù)向右飛行，獲取到具有相符對比度差異的圖像說明外墻墻體邊沿已通過拐角連續(xù)向右。

當(dāng)無人機在某位置向上下左右分別飛行后均獲取不到具有相符對比度差異的圖像，則可能為系統(tǒng)故障或者此位置墻體出現(xiàn)異常對比度差異，則控制中心發(fā)出警報由施工人員人工控制無人機飛行越過此位置。

本發(fā)明在無人機啟動后還設(shè)置有自檢過程，即無人機啟動后，首先在控制中心控制下測定無人機中各裝置的工作情況以確保無人機正常工作，例如，測試無人機的高度測量裝置和衛(wèi)星定位裝置是否能正常工作，以及測試無人機上噴嘴能夠按照控制指令完成相應(yīng)噴涂方向和相應(yīng)顏色涂料的噴涂。

S2、利用測繪得到的待噴涂區(qū)域計算待噴涂圖案在待噴涂區(qū)域上的噴涂軌跡，獲取噴涂軌跡上各定位坐標(biāo)，并基于噴涂圖案建立各定位坐標(biāo)與噴涂特性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系。

進一步地，上述步驟具體為：

S21、將待噴涂圖案按照預(yù)定大小設(shè)置在待噴涂區(qū)域上，基于待噴涂圖案所占據(jù)區(qū)域繪制噴涂軌跡，之后獲取屬于噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)。

控制中心將輸入的待噴涂圖案設(shè)置到測繪得到的待噴涂區(qū)域內(nèi)，按照預(yù)設(shè)大小和位置確定待噴涂圖案在待噴涂區(qū)域上的位置，基于待噴涂圖案即能獲得噴涂軌跡，進而計算得到噴涂軌跡的各定位坐標(biāo)。

較佳的是，由于一些墻體外墻上可能設(shè)有窗戶，裝飾護欄等障礙物或突出物，在待噴涂區(qū)域上需要對障礙物或突出物的位置坐標(biāo)進行確認，可通過無人機測繪得到障礙物或突出物的位置坐標(biāo)，之后在待噴涂區(qū)域上確定障礙物或突出物的位置坐標(biāo)，噴涂軌跡則根據(jù)障礙物或突出物的位置坐標(biāo)進行調(diào)整，例如設(shè)定噴涂軌跡中經(jīng)過障礙物或突出物位置時停止噴涂并直接飛越相應(yīng)位置。

S22、預(yù)先設(shè)置待噴涂圖案各位置點的噴涂特性數(shù)據(jù)，建立噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)與預(yù)設(shè)待噴涂圖案各位置點的一一對應(yīng)關(guān)系，確立噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)的噴涂特性數(shù)據(jù)。

其中，所述噴涂特性數(shù)據(jù)包括噴涂顏色、涂料黏性及噴嘴的噴涂方向。無人機的噴嘴通過料管與地面上設(shè)置的料筒連接，料筒中的涂料通過一預(yù)混裝置混合后沿料管進入噴嘴，通過噴嘴噴涂在墻面形成圖案，所述料筒設(shè)置為三個，分別裝有作為三基色的紅綠藍三色涂料，通過使用三料筒內(nèi)不同比例的三色涂料進行混合可得到噴涂圖案中包含的所有顏色，其中，所述預(yù)混裝置與控制中心控制連接，在待噴涂圖案位置和大小確定后，即可確定待噴涂圖案所覆蓋的各位置點的坐標(biāo)，基于此設(shè)置各位置點的噴涂特性數(shù)據(jù)，由于噴涂軌跡的定位坐標(biāo)與待噴涂圖案所覆蓋的各位置點存在對應(yīng)關(guān)系，因而獲得噴涂軌跡的各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)。

本發(fā)明系統(tǒng)所用涂料具有黏性大，固化快的特點，同時又具有不易堵塞噴嘴的特性。

所述涂料由以下質(zhì)量份數(shù)的組分組成：

水 25-35份

分散劑 0.3-0.6份

AMP95 0.1-0.3份

流平劑 0.3-0.5份

濕潤劑 0.1-0.3份

內(nèi)外墻噴涂打印涂料用乳液 40-50份

環(huán)保型低VOC成膜助劑 1-3 份

金紅石鈦白粉 20- 30份

重鈣粉(400目) 10-20份

羥乙基纖維素(HBR250) 0.2-0.4份

PEG(400) 2-4份

消泡劑 0.1-0.3 份

S3、控制無人機按照噴涂軌跡各定位坐標(biāo)依次飛至待噴涂區(qū)域的各相應(yīng)位置，調(diào)用各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)并依此控制噴嘴噴涂涂料，完成圖案噴涂。

進一步地，所述無人機上設(shè)置有激光測距裝置，通過激光測距裝置的實時測量數(shù)據(jù)來反饋控制無人機在飛行過程中始終與外墻墻面保持預(yù)定間隔距離。本發(fā)明系統(tǒng)中由于采用無人機對外墻直接噴涂圖案，因此所使用的涂料為特制涂料，噴嘴與無人機之間的距離也必須嚴格控制才能確保噴涂質(zhì)量。無人機通過激光測距裝置在飛行過程中始終通過距離測量使無人機與墻面之間距離保持在預(yù)定范圍內(nèi)。

上述步驟具體為：

S31、將噴涂軌跡各定位坐標(biāo)作為控制數(shù)據(jù)控制無人機依次飛行至依次飛至待噴涂區(qū)域的預(yù)定位置；

S32、查找當(dāng)前無人機所在的定位坐標(biāo)對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)，控制中心調(diào)用該定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)，并基于數(shù)據(jù)控制預(yù)混裝置按比例混合三基色涂料得到所需顏色涂料，然后按照噴涂特性數(shù)據(jù)控制噴嘴噴涂涂料，最終完成圖案噴涂。

另外，所述無人機上設(shè)置有溫濕度探測裝置，所述噴涂軌跡上的各定位坐標(biāo)的噴涂特性數(shù)據(jù)基于溫濕度探測裝置的實時探測數(shù)據(jù)進行更改。即各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)并非一成不變，由于巨幅墻體廣告作業(yè)空間大，作業(yè)時間久，環(huán)境因素對涂料及系統(tǒng)作業(yè)影響較大，通過無人機上設(shè)置的溫濕度探測裝置實施探測作業(yè)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，基于該溫濕度數(shù)據(jù)，控制中心反饋調(diào)節(jié)涂料配置，即通過預(yù)混裝置（配置有助劑添加單元）通過改變涂料的助劑及溶劑的添加比例來調(diào)節(jié)涂料粘性、固化特性，以使涂料適應(yīng)作業(yè)環(huán)境的變化，從而使噴涂作業(yè)順利完成。

本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括無人機100及控制無人機的控制中心200，所述控制中心包括：

測繪模塊210：用于控制無人機沿外墻墻體邊沿飛行并根據(jù)無人機飛行軌跡測量繪制待噴涂區(qū)域；

計算模塊220：用于利用測繪得到的待噴涂區(qū)域計算待噴涂圖案在待噴涂區(qū)域上的噴涂軌跡，獲取噴涂軌跡上各定位坐標(biāo)，并基于噴涂圖案建立各定位坐標(biāo)與噴涂特性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系；

執(zhí)行模塊230：用于控制無人機按照噴涂軌跡各定位坐標(biāo)依次飛至待噴涂區(qū)域的各相應(yīng)位置，調(diào)用各定位坐標(biāo)所對應(yīng)的噴涂特性數(shù)據(jù)并依此控制噴嘴噴涂涂料，完成圖案噴涂。

本發(fā)明提供一種基于無人機的外墻噴涂打印系統(tǒng)及其噴涂方法，通過該系統(tǒng)能夠利用無人機快速噴繪打印墻體廣告，所噴繪圖案逼真且誤差小，相較于現(xiàn)有墻體噴涂方案，本發(fā)明方法簡單易行，施工成本低，大大降低了施工人員的勞動強度和施工難度，也使得巨幅墻體廣告能夠得以實現(xiàn)，具有廣闊的市場前景。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。