[發(fā)明專利]一種動車前擋風玻璃自動清洗的控制系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112319429B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 葛曉宏;張洪銘;葉瑋嶸;李輝;顧曉彬;趙陽;朱一梁;吳曉云;陳怡;岳科安
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: B60S3/04
• 分類號: B60S3/04;B60S3/00
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

1.一種動車前擋風玻璃自動清洗的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，將動車行駛至預定清洗位置范圍內(nèi)，通過測距定位判斷動車停車位置，并對動車拍照，結(jié)合測距和照片圖像控制清潔噴頭移動至動車前擋風玻璃的前方；

所述步驟1中，結(jié)合測距和照片圖像控制清潔噴頭移動至動車前擋風玻璃的前方的具體過程是：首先對照片圖像進行處理，獲取前擋風玻璃的輪廓線，將清潔噴頭移動至動車前擋風玻璃的中心位置；再根據(jù)測距使清潔噴頭前后移動直至達到標準距離；

所述對照片圖像進行處理的具體過程是：

步驟11，將圖像從笛卡爾坐標轉(zhuǎn)換為極坐標，從而實現(xiàn)圖像的拉直；

步驟12，對拉直處理后的圖像摳出感興趣的區(qū)域后將圖像轉(zhuǎn)換為XLD輪廓，通過分割技術過濾掉除玻璃垂直邊以外的其余輪廓線；

步驟13，通過直線擬合技術，求出對角線的角點中心坐標，此時的坐標為像素坐標，再進行手眼標定，將像素坐標轉(zhuǎn)換為世界坐標；

步驟14，基于轉(zhuǎn)換后的世界坐標，控制六軸機器人帶動清潔噴頭運動至動車前擋風玻璃的中心位置；

所述步驟11后，還包括對經(jīng)過拉直處理后的圖像進行Blob分析，若采集效果不符合要求，則調(diào)整鏡頭的曝光時間，獲取的圖像重復步驟11進行拉直處理后再進行Blob分析，直至得到采集效果符合要求的圖像；

步驟2，采集一幀動車圖像，該圖像與預存的圖像進行對比，確定動車型號及玻璃規(guī)格，并對整個前擋風玻璃的清洗面積劃分清理區(qū)域，各清理區(qū)域與預存的標準圖像進行比對，確認每個清理區(qū)域的污染程度，并結(jié)合不同的玻璃類別，選擇相應的清洗方式；

所述步驟2中，為了防止清洗到除玻璃以外的區(qū)域，首先，根據(jù)采集到的圖像，通過Blob分析去除干擾背景，留下感興趣需要清理的前景目標區(qū)域；然后，將目標區(qū)域轉(zhuǎn)換為XLD輪廓，對XLD輪廓進行高斯線條提取算法，得到整個玻璃輪廓像素坐標；最后，經(jīng)過手眼標定后生成的矩陣得到世界坐標，計算圖像的寬度和高度，從而實現(xiàn)在限定的坐標范圍內(nèi)進行清洗工作；

步驟3，完成清洗后，控制清潔噴頭運動至玻璃前方，再次采集一幀圖像，進行清洗效果的檢測。

2.如權利要求1所述的動車前擋風玻璃自動清洗的控制方法，其特征在于：所述步驟2中，在清洗過程中，始終進行測距工作，使清潔噴頭保持垂直高度不變。

3.如權利要求1所述的動車前擋風玻璃自動清洗的控制方法，其特征在于：所述步驟3中，進行清洗效果的檢測的具體過程是：首先收集多張標準的玻璃圖像進行訓練，再通過差分模型技術將步驟3采集的圖像進行檢測，如果存在臟污，則進行標記，再將臟污處的世界坐標發(fā)送給清潔噴頭再次進行清洗，然后再采集一幀圖像進行檢測，直至不存在臟污為止。

4.基于如權利要求1所述的一種動車前擋風玻璃自動清洗的控制方法的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括快速移動平臺、六軸機器人、測距器、圖像捕捉器、清潔噴頭、存料裝置、空氣壓縮機和圖像識別處理模塊，其中，六軸機器人、存料裝置、空氣壓縮機均安裝在快速移動平臺上，跟隨快速移動平臺移動，測距器、圖像捕捉器、清潔噴頭均安裝在六軸機器人的前端；

存料裝置與清潔噴頭連接，用于提供清洗所需的清潔用料，清潔噴頭則在六軸機器人的可活動范圍內(nèi)完成清洗工作；空氣壓縮機用于提供存料裝置向清潔噴頭供料的動力；測距器用于在圖像識別處理模塊的控制下，測量快速移動平臺與動車之間的距離并進行反饋；圖像捕捉器用于在圖像識別處理模塊的控制下，采集動車及/或動車前擋風玻璃的圖像并進行反饋；圖像識別處理模塊用于根據(jù)反饋的距離控制快速移動平臺的移動，圖像識別處理模塊對反饋的圖像進行處理后，控制六軸機器人的動作，完成清洗工作。