一种多目视觉导引船体清洁机器人系统及清洁方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多目视觉导引船体清洁机器人系统及清洁方法。该系统包括：依次连接的多个单目摄像头、船体工作站模块、船体工作站控制模块和清洁机器人模块，各单目摄像头位于船体旁侧，各单目摄像头用于采集视觉范围内部分船体表面图像，船体工作站模块用于接收各部分船体表面图像并将各船体表面图像传送至船体工作站控制模块，船体工作站控制模块对各船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，清洁机器人模块用于根据接收的船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径对船体进行清洁。本发明专利技术能够提高船体清洁的效率和改善船体清洁的效果。

A cleaning robot system and cleaning method for ship hull guided by multi vision

【技术实现步骤摘要】
一种多目视觉导引船体清洁机器人系统及清洁方法
本专利技术涉及船体清洁领域，特别是涉及一种多目视觉导引船体清洁机器人系统及清洁方法。
技术介绍
船只长时间在海洋中行驶时，历经海水长时间的浸泡和腐蚀会加快船舶生锈的速度，附着大量海洋微生物，锈迹和杂物会使船只的速度下降，油耗增加。不仅耽误了航期，而且还缩减船舶的使用寿命。因此除杂除锈是船舶工业中一道不可缺少的工艺，但是目前主要以使用喷砂除杂除锈的人工清刷方式为主，不仅耗时耗力，而且效率低下，清洗效果一般，严重时还会破坏船壁涂层，对船壁造成一定程度的损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多目视觉导引船体清洁机器人系统及清洁方法，能够提高船体清洁的效率和改善船体清洁的效果。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种多目视觉导引船体清洁机器人系统，包括：依次连接的多个单目摄像头、船体工作站模块、船体工作站控制模块和清洁机器人模块，各所述单目摄像头位于船体旁侧，各所述单目摄像头用于采集视觉范围内部分船体表面图像，所述船体工作站模块用于接收各所述部分船体表面图像并将各所述船体表面图像传送至所述船体工作站控制模块，所述船体工作站控制模块对各所述船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，所述清洁机器人模块用于根据接收的所述船体表面待清洁区域、所述待清洁区域的位置信息和所述清洁路径对船体进行清洁。可选的，所述清洁机器人模块包括机器人本体、激光雷达和红外传感器，所述激光雷达用于采集船体表面障碍物信息，所述红外传感器用于采集机器人本体和障碍物之间的距离信息，所述船体工作站控制模块分别与所述激光雷达和所述红外传感器连接，所述船体工作站控制模块用于根据所述船体表面障碍物信息和所述距离信息对障碍物进行标识。可选的，所述清洁机器人模块包括定位子模块，所述定位子模块与所述船体工作站控制模块连接。可选的，所述定位子模块包括陀螺仪和北斗导航系统，所述陀螺仪和所述北斗导航系统用于对所述机器人本体的位置信息进行定位，所述船体工作站控制模块分别与所述陀螺仪和所述北斗导航系统连接。可选的，所述清洁机器人模块包括伺服电机和高压水枪，所述船体工作站控制模块分别与所述伺服电机和所述高压水枪连接，所述高压水枪用于对所述船体工作站控制模块确定的船体表面待清洁区域进行清洗，所述伺服电机用于为所述机器人本体提供动力。可选的，所述高压水枪采用水平180度可旋转可调压的高压水枪。可选的，所述船体工作站控制模块采用多线程分层协作控制结构。可选的，所述清洁机器人模块清洁方式有两种：船体整体清洁和船体局部清洁；对于船体整体清洁，所述船体工作站控制模块用于控制各所述单目摄像头对所述清洁机器人模块进行视觉导引，保证清洁机器人模块完成图像重叠区域清洁以及跨区域协同清洁的任务；对于船体局部清洁，所述船体工作站控制模块根据污渍面积大小和位置，规划所述清洁机器人模块到达指定位置，完成局部清洁，对清洁后的区域进行判断是否需要二次清洁。可选的，所述清洁机器人模块对清洁路径的路径规划是基于栅格形式建模完成的。一种多目视觉导引船体清洁机器人系统清洁方法，包括：获取多个单目摄像头采集的部分船体图像；根据各所述部分船体图像进行船体整体图像拼接，得到船体整体图像；根据所述船体整体图像，确定待清洁区域；根据所述待清洁区域，选取清洁模式；根据所述清洁模式和所述清洁区域，规划清洁路径；根据所述清洁路径控制清洁机器人本体到达所述清洁区域对船体进行清洁；判断清洁后的船体是否合格；若是，则停止清洁；若否，则继续获取多个单目摄像头采集的部分船体图像。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种多目视觉导引船体清洁机器人系统，该系统包括：依次连接的多个单目摄像头、船体工作站模块、船体工作站控制模块和清洁机器人模块，各所述单目摄像头位于船体旁侧，各所述单目摄像头用于采集视觉范围内部分船体表面图像，所述船体工作站模块用于接收各所述部分船体表面图像并将各所述船体表面图像传送至所述船体工作站控制模块，所述船体工作站控制模块对各所述船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，所述清洁机器人模块用于根据接收的所述船体表面待清洁区域、所述待清洁区域的位置信息和所述清洁路径对船体进行清洁。本专利技术采用机器人进行船体清洗的方式代替传统人工进行清洗的方式，提高了船体清洁的效率和改善了船体清洁的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术多目视觉导引船体清洁机器人系统结构组成图；图2是本专利技术多目视觉导系统工作示意图；图3是本专利技术图像匹配对极约束原理图；图4是本专利技术多目视觉导引船体清洁机器人系统清洁方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种多目视觉导引船体清洁机器人系统，能够提高船体清洁的效率和改善船体清洁的效果。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术多目视觉导引船体清洁机器人系统结构组成图。如图1所示，一种多目视觉导引船体清洁机器人系统包括：依次连接的多个单目摄像头1、船体工作站模块2、船体工作站控制模块3和清洁机器人模块4，各所述单目摄像头1位于船体旁侧，各所述单目摄像头1用于采集视觉范围内部分船体表面图像，所述船体工作站模块2用于接收各所述部分船体表面图像并将各所述船体表面图像传送至所述船体工作站控制模块3，所述船体工作站控制模块3对各所述船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，所述清洁机器人模块4用于根据接收的所述船体表面待清洁区域、所述待清洁区域的位置信息和所述清洁路径对船体进行清洁。船体工作站模块2给清洁机器人模块4供电，船体工作站模块2能够实时监测清洁机器人电量状况，预测使用情况，清洁任务完成或电量不足时，发出语音提示。所述清洁机器人模块4包括机器人本体、激光雷达和红外传感器，所述激光雷达用于采集船体表面障碍物信息，所述红外传感器用于采集机器人本体和障碍物之间的距离信息，所述船体工作站控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，包括：依次连接的多个单目摄像头、船体工作站模块、船体工作站控制模块和清洁机器人模块，各所述单目摄像头位于船体旁侧，各所述单目摄像头用于采集视觉范围内部分船体表面图像，所述船体工作站模块用于接收各所述部分船体表面图像并将各所述船体表面图像传送至所述船体工作站控制模块，所述船体工作站控制模块对各所述船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，所述清洁机器人模块用于根据接收的所述船体表面待清洁区域、所述待清洁区域的位置信息和所述清洁路径对船体进行清洁。/n

【技术特征摘要】
1.一种多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，包括：依次连接的多个单目摄像头、船体工作站模块、船体工作站控制模块和清洁机器人模块，各所述单目摄像头位于船体旁侧，各所述单目摄像头用于采集视觉范围内部分船体表面图像，所述船体工作站模块用于接收各所述部分船体表面图像并将各所述船体表面图像传送至所述船体工作站控制模块，所述船体工作站控制模块对各所述船体表面图像信息进行处理，完成整幅船体图像的拼接，确定整幅船体的图像并标注船体表面待清洁区域、待清洁区域的位置信息和清洁路径，所述清洁机器人模块用于根据接收的所述船体表面待清洁区域、所述待清洁区域的位置信息和所述清洁路径对船体进行清洁。


2.根据权利要求1所述的多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，所述清洁机器人模块包括机器人本体、激光雷达和红外传感器，所述激光雷达用于采集船体表面障碍物信息，所述红外传感器用于采集机器人本体和障碍物之间的距离信息，所述船体工作站控制模块分别与所述激光雷达和所述红外传感器连接，所述船体工作站控制模块用于根据所述船体表面障碍物信息和所述机器人本体和障碍物之间的距离信息对障碍物进行标识。


3.根据权利要求2所述的多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，所述清洁机器人模块包括定位子模块，所述定位子模块与所述船体工作站控制模块连接。


4.根据权利要求3所述的多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，所述定位子模块包括陀螺仪和北斗导航系统，所述陀螺仪和所述北斗导航系统用于对所述机器人本体的位置信息进行定位，所述船体工作站控制模块分别与所述陀螺仪和所述北斗导航系统连接。


5.根据权利要求4所述的多目视觉导引船体清洁机器人系统，其特征在于，所述清洁机器人模块包括伺服电机和高压水枪，所述船体工作站控制模块分别与所述伺服电机和所述高压水枪连接，所述高压水枪用...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丹丹，张甫，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13