[發明專利]一種多目視覺導引船體清潔機器人系統及清潔方法

有效

• 申請號: 201911201037.X
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110825088B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 朱丹丹;張甫
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G06K9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種多目視覺導引船體清潔機器人系統及清潔方法。該系統包括：依次連接的多個單目攝像頭、船體工作站模塊、船體工作站控制模塊和清潔機器人模塊，各單目攝像頭位于船體旁側，各單目攝像頭用于采集視覺范圍內部分船體表面圖像，船體工作站模塊用于接收各部分船體表面圖像并將各船體表面圖像傳送至船體工作站控制模塊，船體工作站控制模塊對各船體表面圖像信息進行處理，完成整幅船體圖像的拼接，確定整幅船體的圖像并標注船體表面待清潔區域、待清潔區域的位置信息和清潔路徑，清潔機器人模塊用于根據接收的船體表面待清潔區域、待清潔區域的位置信息和清潔路徑對船體進行清潔。本發明能夠提高船體清潔的效率和改善船體清潔的效果。

技術領域

本發明涉及船體清潔領域，特別是涉及一種多目視覺導引船體清潔機器人系統及清潔方法。

背景技術

船只長時間在海洋中行駛時，歷經海水長時間的浸泡和腐蝕會加快船舶生銹的速度，附著大量海洋微生物，銹跡和雜物會使船只的速度下降，油耗增加。不僅耽誤了航期，而且還縮減船舶的使用壽命。因此除雜除銹是船舶工業中一道不可缺少的工藝，但是目前主要以使用噴砂除雜除銹的人工清刷方式為主，不僅耗時耗力，而且效率低下，清洗效果一般，嚴重時還會破壞船壁涂層，對船壁造成一定程度的損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種多目視覺導引船體清潔機器人系統及清潔方法，能夠提高船體清潔的效率和改善船體清潔的效果。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種多目視覺導引船體清潔機器人系統，包括：依次連接的多個單目攝像頭、船體工作站模塊、船體工作站控制模塊和清潔機器人模塊，各所述單目攝像頭位于船體旁側，各所述單目攝像頭用于采集視覺范圍內部分船體表面圖像，所述船體工作站模塊用于接收各所述部分船體表面圖像并將各所述船體表面圖像傳送至所述船體工作站控制模塊，所述船體工作站控制模塊對各所述船體表面圖像信息進行處理，完成整幅船體圖像的拼接，確定整幅船體的圖像并標注船體表面待清潔區域、待清潔區域的位置信息和清潔路徑，所述清潔機器人模塊用于根據接收的所述船體表面待清潔區域、所述待清潔區域的位置信息和所述清潔路徑對船體進行清潔。

可選的，所述清潔機器人模塊包括機器人本體、激光雷達和紅外傳感器，所述激光雷達用于采集船體表面障礙物信息，所述紅外傳感器用于采集機器人本體和障礙物之間的距離信息，所述船體工作站控制模塊分別與所述激光雷達和所述紅外傳感器連接，所述船體工作站控制模塊用于根據所述船體表面障礙物信息和所述距離信息對障礙物進行標識。

可選的，所述清潔機器人模塊包括定位子模塊，所述定位子模塊與所述船體工作站控制模塊連接。

可選的，所述定位子模塊包括陀螺儀和北斗導航系統，所述陀螺儀和所述北斗導航系統用于對所述機器人本體的位置信息進行定位，所述船體工作站控制模塊分別與所述陀螺儀和所述北斗導航系統連接。

可選的，所述清潔機器人模塊包括伺服電機和高壓水槍，所述船體工作站控制模塊分別與所述伺服電機和所述高壓水槍連接，所述高壓水槍用于對所述船體工作站控制模塊確定的船體表面待清潔區域進行清洗，所述伺服電機用于為所述機器人本體提供動力。

可選的，所述高壓水槍采用水平180度可旋轉可調壓的高壓水槍。

可選的，所述船體工作站控制模塊采用多線程分層協作控制結構。

可選的，所述清潔機器人模塊清潔方式有兩種：船體整體清潔和船體局部清潔；對于船體整體清潔，所述船體工作站控制模塊用于控制各所述單目攝像頭對所述清潔機器人模塊進行視覺導引，保證清潔機器人模塊完成圖像重疊區域清潔以及跨區域協同清潔的任務；對于船體局部清潔，所述船體工作站控制模塊根據污漬面積大小和位置，規劃所述清潔機器人模塊到達指定位置，完成局部清潔，對清潔后的區域進行判斷是否需要二次清潔。

可選的，所述清潔機器人模塊對清潔路徑的路徑規劃是基于柵格形式建模完成的。