[發明專利]基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010621390.X
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111673709B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 于音;劉鐵根;程振洲;韓迎東;江俊峰;劉琨;王雙;邢瑞;王杰;楊世瑤;孫鑫洋
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J19/02;B25J11/00;C09K11/66
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置，其特征在于，該裝置包括分別連接于主控制平臺（5）的運動與控制模塊（1）、溶液與氣體噴涂模塊（2）、紅外發射模塊（3）和視覺模塊（4）；所述運動與控制模塊（1）具體包括輪胎（11）和轉向裝置（12）；所述溶液與氣體噴涂模塊（2）具體包括噴霧裝置（21）、噴氣裝置（22）、溶質（23）和溶劑（24）；其中噴霧裝置將指定上轉換長余輝材料溶液均勻覆蓋于指紋表面，噴氣裝置噴涂氣體去除指紋表面殘余溶液，溶質與溶劑結合使指紋在紅外光激發后發光；所述紅外發射模塊（3）用于向噴涂位置發射功率可調的近紅外光；所述視覺模塊（4）具體包括激光探測及測距系統（41）、高清攝像頭（42）、圖像采集裝置（43）以及LED均勻光偵察燈（44），其中所述激光探測及測距系統（41）用于結合python算法機器人在移動過程中進行地形的探測和障礙物的判斷，所述高清攝像頭（42）用于結合python算法實現包括環境識別、物體識別的視覺功能，所述圖像采集裝置（43）用于記錄指紋發光圖像并從余暉發光圖像中讀取指紋信息；所述LED均勻光偵察燈（44）與所述高清攝像頭（42）同步旋轉，用于照射顯現指紋便于攝像頭的圖像識別。

2.如權利要求1所述的一種基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置，其特征在于，所述上轉換長余輝材料至少從Zn₃Ga₂GeO_8:Er³⁺、Yb³⁺或Cr³⁺三種材料中選擇其一使用。

3.如權利要求1所述的一種基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置，其特征在于，所述溶液與氣體噴涂模塊（2）和紅外發射模塊（3）設置于機械臂（6）上，并且通過所述機械臂（6）與所述主控制平臺（5）連接。

4.如權利要求1所述的一種基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置，其特征在于，所述紅外發射模塊（3）的近紅外光選用波長范圍為900~1100 nm波段。

5.一種基于上轉換長余輝材料的指紋識別機器人裝置控制方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟一、與主控制平臺確認開始進行指紋掃描任務；

步驟二、使用視覺模塊：打開LED均勻光偵察燈，利用高清攝像頭與LED均勻光偵察燈同步旋轉采集圖像，通過高清攝像頭拍攝的圖像識別確認指紋位置，確認指紋位置的具體操作包括：通過圖像識別判斷目標圖像是否為指紋圖像：若否，則驅動機器人沿某一方向移動一段距離，再次旋轉采集圖像；若是，則驅動機器人向指定方向移動；

步驟三、使用運動與控制模塊驅動機器人向指紋位置移動；

步驟四、接近指紋位置時，使用溶液與氣體噴涂模塊向指紋位置噴涂上轉換長余輝材料；

步驟五、使用溶液與氣體噴涂模塊噴涂空氣去除殘余材料；

步驟六、使用紅外發射模塊發射近紅外光照射噴涂區域并持續3~5分鐘；

步驟七、關閉紅外發射模塊后，使用視覺模塊的圖像采集裝置記錄所得指紋余暉圖。