近年来建筑工业化和机器人化成为建筑行业发展的一大趋势。我国是瓷砖大国,瓷砖使用量位居世界第一,瓷砖铺贴需要自动化,开发瓷砖铺贴机器人成为目前需要迫切解决的一个问题。瓷砖铺贴机器人模仿人工瓷砖铺贴过程,实现瓷砖的自动化铺贴。该机器人由检测单元、机械手运动单元、控制单元和瓷砖仓储等构成,机器人通过检测单元得到瓷砖的位置信息,然后通过控制单元控制机械手运动,运动包括瓷砖拾取、抹胶(或砂浆)、放置和震平。显然,位置检测是机器人的一个极为重要的组成部分,其检测精度、速度都将影响到瓷砖铺贴机器人的铺贴精度和速度。本文主要对实验室研制的CR1型瓷砖铺贴建筑机器人检测单元进行研究,主要内容包括:瓷砖空间定位的一般性方法、非接触激光定位方法、非接触激光定位方法测量精度及其误差分析等。物体空间定位方法包括视觉定位、红外定位、激光定位及GPS定位等,针对建筑场景,检测方法需要满足建筑环境复杂、光照强度差、工作环境多样性的特点,因此采用激光定位系统进行瓷砖空间位置检测,它具有非接触、不受光照条件影响、快速识别等优点,可以满足复杂建筑环境下瓷砖位置的测量要求。瓷砖定位系统安装有2个激光测距传感器,可检测不同状态下的瓷砖边缘及高度位置,通过二维平面的定位算法,扩展到瓷砖的三维空间定位算法,将二维平面得到的位置信息进行融合,得到瓷砖的空间形态进而得到瓷砖的空间位置。本文对位置检测方法及定位算法进行了研究。本文进一步研究了基于激光测距传感器的检测精度及其影响因素问题。激光测距传感器的移动速度对检测精度有重要影响。通过对不同速度下的实验研究和数据分析,获得了在保证速度最快的情况下激光测距传感器的参数设置,并使其检测精度最高,从而保证瓷砖铺贴机器人的铺贴效率。文章对检测数据、检测精度及其误差进行了分析。最后,本文对上述提出的测量方法、数据分析算法在我们实验室研制的CR1瓷砖铺贴机器人进行实际编程运行。经验证,本文提出的方法正确,实验结果在瓷砖铺贴机器人瓷砖铺贴要求的精度范围以内,所涉及的算法也能有效抑制激光测距传感器重复性误差等问题。