[發明專利]一種自動鋪磚機及控制方法

有效

• 申請號: 201710050562.0
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106702868B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張艷麗;郭旭;周威;陳文鵬
• 申請（專利權）人: 西安文理學院
• 主分類號: E01C19/52
• 分類號: E01C19/52
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，自動鋪磚機包括機體（1），機體（1）底部設置有移動輪（2），移動輪（2）通過驅動電機驅動，機體（1）的前部設置有鋪磚斜軌（3），后部設置有自動碼磚裝置（13），自動碼磚裝置（13）下游連接活動磚臺（11），活動磚臺（11）上設置有固定磚臺（7），機體（1）上設置有用于帶動活動磚臺（11）上升至鋪磚斜軌（3）頂部的升降裝置，機體（1）上設置有用于控制活動磚臺（11）與鋪磚斜軌（3）角度的頂升裝置（9）；

所述機體（1）頂部設置有攝像頭（15），攝像頭（15）連接圖像處理單元，圖像處理單元連接單片機控制器，單片機控制器連接自動碼磚裝置（13）、升降裝置、頂升裝置（9）和驅動電機；

所述鋪磚斜軌（3）上設置有兩個擋板（4），鋪磚斜軌（3）上設置有用于調整擋板（4）間距的正反牙滾珠絲杠滑臺（5），正反牙滾珠絲杠滑臺（5）連接單片機控制器；

自動鋪磚機的控制方法包括以下步驟：

步驟一，攝像頭（15）采集預鋪道路信息，并將預鋪道路信息發送至圖像處理單元；

步驟二，圖像處理單元將預鋪道路的彩色圖像轉化為灰度圖，再將灰度圖轉換為黑白圖，最后提取灰度圖中的輪廓，進行梯度銳化和去噪后提取所需輪廓的長度；

步驟三，圖像處理單元將所需輪廓的長度發送至單片機處理單元；

步驟四，單片機處理單元調整擋板（4）間的間距，使擋板（4）間的間距與預鋪道路同寬；

步驟五，單片機處理單元控制制動自動 碼磚裝置（13）工作，使碼好的磚通過升降裝置上升至鋪磚斜軌（3）頂部，頂升裝置（9）使活動磚臺（11）與鋪磚斜軌（3）保持相同角度，通過光流算法得出當前磚塊在鋪磚斜軌（3）上的運動速度，單片機處理單元控制機體（1）前進，完成鋪磚。

2.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述自動碼磚裝置（13）通過傳送帶（14）連接活動磚臺（11）。

3.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述升降裝置包括固定在機體（1）兩側的側面絲桿螺母副（6），側面絲桿螺母副（6）上設置有滑塊（12），滑塊（12）與固定磚臺（7）連接，側面絲桿螺母副（6）通過電機帶動旋轉，電機連接單片機控制器，側面絲桿螺母副（6）通過軸承座（8）固定在機體（1）上。

4.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述機體（1）后部設置有后面絲桿螺母副（10），頂升裝置（9）設置在后面絲桿螺母副（10）上。

5.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述步驟二中，將彩色圖像轉換為灰度圖能夠采用三種方法，分別為最大值法、平均值法和比例法；

所述最大值法是獲取圖像中的每一個像素值，并且分別獲得像素的RGB個分量值GetRValue、GetGValue和GetBValue，然后取三個分量的中最大的一個作為像素的分量值；

所述平均值法是取三個分量的平均值作為像素的分量值；

所述比例法為設當前像素的三分量分別為R，G，B，然后利用如下公式得到轉換后的像素分量值：0.30 × R + 0.59 × G + 0.11 × B。

6.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述步驟二中，將灰度圖轉換為黑白圖是采用閾值轉換算法，過濾掉灰度值低于60或大于180的像素點。

7.根據權利要求1所述的一種自動鋪磚機的控制方法，其特征在于，所述步驟五中，光流算法的具體步驟如下：

第一步，對一個連續的視頻幀序列進行處理；

第二步，針對每一個視頻幀序列，利用前景目標檢測方法，檢測可能出現的前景目標；

第三步，如果某一幀出現了前景目標，找到其具有代表性的關鍵特征點；

第四步，對之后的任意兩個相鄰視頻幀而言，尋找上一幀中出現的關鍵特征點在當前幀中的最佳位置，從而得到前景目標在當前幀中的位置坐標；

第五步，重復第一步至第四步，便可實現目標的跟蹤，從而得出磚塊的運動速度。