[發明專利]一種智能清洗機器人路徑規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202110400046.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113012149A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 彭剛;楊進;黎莎;尹智
• 申請（專利權）人: 北京鐵道工程機電技術研究所股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T5/00;G06T5/20;G06T5/40;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;B25J9/16;B25J19/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

1.一種智能清洗機器人路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、深度相機采集待清洗物體特征部位和污跡區域的圖像數據，并進行圖像預處理，圖像預處理包括通過中值濾波和高斯濾波對圖像數據進行降噪處理，圖像預處理還包括采用直方圖均衡化消除圖像數據的亮度差異；

S2、采用卷積神經網絡對待清洗物體的污跡區域的圖像數據進行識別與分割；

S3、結合待清洗物體的形狀和尺寸的先驗信息，對清洗機器人進行清洗路徑規劃。

2.根據權利要求1所述的智能清洗機器人路徑規劃方法，其特征在于，生成多個目標候選區域，采用卷積神經網絡提取圖像中目標候選區域的卷積特征，對目標圖像數據進行分類，對調整后的樣本候選框采用非極大值抑制，得到樣本目標候選框。

3.根據權利要求1所述的智能清洗機器人路徑規劃方法，其特征在于，清洗機器人通過拖拽示教或程序指令示教的方式，記錄對不同類型待清洗物體的清洗路徑，將每種清洗路徑單獨封裝為清洗路徑工藝包智能清洗機器人路徑規劃方法，清洗路徑工藝包包括直線型清洗路徑、Z字型清洗路徑、同心圓清洗路徑和螺旋型清洗路徑，清洗路徑規劃采用其中的一種或多種組合。

4.一種智能清洗機器人系統，其特征在于，采用如權利要求1-3任一項所述的智能清洗機器人路徑規劃方法，包括：

深度相機，設置于待清洗物體的上方，用于采集所述待清洗物體的污跡信息；

機械臂，具有多個自由度；

清洗模塊，設置于所述機械臂的末端，用于清洗所述待清洗物體；

控制模塊，用于根據所述深度相機采集的污跡信息，控制所述機械臂按清洗路徑運動，以使所述清洗模塊對所述待清洗物體進行清洗作業；

變位機平臺，用于保持、一次變換或多次變換所述待清洗物體至預設清洗姿態。

5.根據權利要求4所述的智能清洗機器人系統，其特征在于，所述清洗模塊為與所述機械臂連接的高壓水槍，根據不同種類的所述待清洗物體的清洗路徑相應設定所述高壓水槍的噴水壓力和流量，清洗路徑上的不同路徑段選擇不同的噴水壓力和流量。

6.根據權利要求4所述的智能清洗機器人系統，其特征在于，所述清洗模塊為力控浮動刷頭，所述力控浮動刷頭包括6維力/力矩傳感器、力控制器、浮動機構和刷頭，所述刷頭通過所述浮動機構和6維力/力矩傳感器與所述機械臂連接，根據6維力/力矩傳感器獲得的數據，力控制器控制浮動機構，保持刷頭與零部件物體表面的接觸力恒定，進行零部件表面的接觸式輕柔清洗。

7.根據權利要求4所述的智能清洗機器人系統，其特征在于，所述機械臂根據零部件物體的實際形態選擇立式安裝、倒掛式安裝或是壁式安裝，使機械臂末端的高壓水槍或者力控浮動刷頭與零部件物體表面有最大的清洗覆蓋面積。

8.根據權利要求4所述的智能清洗機器人系統，其特征在于，所述機械臂的基座固定在滑動導軌上，以進行上下或左右移動。