随着人口老龄化的加速,中国的建筑工地都面临一个问题:劳动力短缺。各大建筑工地工人以“60后”、“70后”居多,加之建筑行业存在危险、作业方式粗犷、劳动效率低等问题无法吸引年轻劳动力进入这一行业。纵观第一次工业革命到今天,人类在各个领域的进步不断,科学技术取得了极大的进步,但是建筑行业的施工作业方式在近一百年内却没能得到显著的进步。建筑行业依然是世界上数字化、自动化程度最低、依靠劳动力最多的行业之一。进入21世纪以来,随着机器人技术的飞速发展,机器人已经能够代替人类完成部分工作,比如工业机器人已广泛应用于各个领域。面对建筑业日益凸显的问题,机器人技术最能为建筑业带来革新。建筑机器人是人力资源日益短缺的必然选择,是营建效率急需提升的必由之路。建筑机器人作业时常需在建筑物内移动,这就需要为建筑机器人规划出一条最优路径,在到达施工位置开始作业时为了确保作业的安全需建立约束空间来限制建筑机器人的行为。通过分析建筑机器人本体特征及其工作特点开展研究,主要研究工作和创新如下:（1）针对建筑机器人进入施工位置全局路径规划最优且可实时避障的要求,提出了一种新型的导航地图建立方法,通过建筑物BIM（Building Information Modeling）模型建立导航地图,从BIM模型中提取出各建筑构件的几何信息及属性用作导航地图的建立,使得地图的建立过程变得更加快捷。通过优化A*算法搜索点选取策略,以及删除了路径上的冗余转折点,缩短算法运行时间,且规划出的全局路径不会紧贴着建筑物墙壁,有效降低了机器人与墙体发生碰撞的可能性,并结合BIM信息为规划出的路径做了通过性判断,确保建筑机器人在建筑物里经过各出入口时顶部不会与障碍物发生碰撞。结合动态窗口算法进行局部路径规划,在改进后的A*算法规划出的全局路径关键点之间使用动态窗口法,且加入了新的刹车判定条件,使得机器人的运动连续化。实验结果表明改进后的A*算法运行时间相较于原始算法减少50%以上,每去除一个冗余转折点路径长度减少0.4m,路径与障碍物之间的距离比原始算法增加了2倍,结合了动态窗口法之后能够较好地避开障碍且输出的控制参数连续化。（2）针对建筑机器人作业时其行为安全需求提出建立虚拟的约束空间,通过BIM信息提取建筑机器人作业环境周围的空间信息,并结合建筑机器人的操作空间为其建立虚拟的动态约束空间,以确保建筑机器人在施工时不会与一些建筑构件发生碰撞。本文通过对Unity3D的二次开发,设计了一个基于Unity3D的建筑机器人约束空间仿真平台。虚拟机器人原型可以使用导入的虚拟3D机器人模型,在Unity3D中建立虚拟关节和传感器,将其3D机器人模型导入Unity3D,并在模型中添加关节和算法脚本,模拟建筑机器人工作过程,可以得到机器人各关节角度信息。