本发明专利技术提供了一种清洁区域自动生成方法及系统，包括：步骤S1：选定位置建模，采集待清洁物体点云数据和彩色图像数据；步骤S2：计算相机坐标系和自定义坐标系的转换关系；步骤S3：利用相机坐标系和自定义坐标系的转换关系，结合位置与模板点云的转换关系，将实时检测的待清洁物体整体点云变换至待清洁物体平面坐标系中，将待清洁物体表面点云和内部点云分割；步骤S4：将分割出的表面点云和内部点云结合彩色相机本身的参数，投影到实际测试场景中的彩色图像中，生成清洁区域。本发明专利技术通过充分利用3D点云数据的稳定性，避免了传统二维图像算法的不稳定性；可以模拟人眼，给机器人提供检测区域。供检测区域。供检测区域。
【技术实现步骤摘要】
清洁区域自动生成方法及系统
[0001]本专利技术涉及图像处理领域，具体地，涉及一种清洁区域自动生成方法及系统，更为具体地，涉及一种马桶清洁区域自动生成方法及系统。
技术介绍
[0002]酒店客房的智能化打扫已经是未来的趋势，因为目前的客房清洁是一套标准化流程，很适合用机器人来取代很多重复性的工作。
[0003]在机器人的清洁过程中，马桶的清洁干净度直接影响住户的体验，所以在马桶清洁过后，对马桶的洁净度的复检就显得非常重要。
[0004]马桶的清洁过程中，人眼识别的打扫区域，需要正确的反馈给机器人，如果仅仅从二维图像着手的话，检测难度较大，不同于工业视觉检测，其环境变化因素太多，算法会显得非常不稳定。
[0005]如果单独利用三维点云数据，事先对区域进行点位部署，后期在应用过程中，会很繁琐，而且对于不规则形状，需要利用很多点来部署，效率也会变得非常低，严重增加了部署成本。
[0006]专利文献CN10689481A(申请号CN201710025189.3)公开了一种基于智能马桶自动检测并清洁污垢方法，包括以下步骤：采集马桶内部图像信息，根据采集的马桶内部图像信息对马桶内部进行区域划分，对马桶内部图像信息进行灰度处理，根据灰度处理结果对马桶内污垢进行检测以定位出污垢所在区域；利用清洁装置对污垢所在区域进行清洁；清洁结束后，再次采集马桶内部图像信息，并对马桶内部图像信息进行灰度处理；根据灰度处理结果判断马桶内是否存在污垢；若不存在污垢，则停止清洁，若存在污垢，定位出污垢所在区域并重复清洁，直至灰度处理结果表明马桶内不存在污垢为止。但是专利中提出的马桶内部区域仅仅是固定图像采集设备与马桶之间的位置关系下才能完成的，针对机器人与马桶不确定性的位置关系显然是不适用的，而此次提出的清洁区域的方案，可以完美解决此问题，并且其检测区域也会比此专利大很多，方案本身具有很强的通用性。
[0007]专利文献CN111568314A(申请号：CN202010455863.3)公开了一种基于场景识别的清洁方法、装置、清洁机器人和存储介质。所述方法包括：获取待清洁区域对应的环境图像；对所述环境图像进行目标检测，当检测结果为所述待清洁区域包括目标区域时，获取待清洁区域对应的环境对象；调用场景识别模型，根据所述环境对象对所述待清洁区域进行场景识别，得到所述待清洁区域对应的区域场景；根据所述区域场景和所述检测结果确定所述目标区域对应的区域类型；根据所述区域类型对清洁策略进行调整，根据调整后的清洁策略对所述目标区域执行对应的清洁操作。但该专利技术不能对马桶进行有效清洁。
技术实现思路
[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种清洁区域自动生成方法及系统。
[0009]根据本专利技术提供的一种清洁区域自动生成方法，包括：
[0010]步骤S1：选定位置建模，采集待清洁物体点云数据和彩色图像数据；
[0011]步骤S2：计算相机坐标系和自定义坐标系的转换关系；
[0012]步骤S3：利用相机坐标系和自定义坐标系的转换关系，结合位置与模板点云的转换关系，将实时检测的待清洁物体整体点云变换至待清洁物体平面坐标系中，将待清洁物体表面点云和内部点云分割；
[0013]步骤S4：将分割出的表面点云和内部点云结合彩色相机本身的参数，投影到实际测试场景中的彩色图像中，生成清洁区域。
[0014]优选地，在所述步骤S2中：
[0015]提前选定固定建模点位，在待清洁物体检测表面的右上角区域放置一个ARUCO码；
[0016]利用ARUCO检测算法，检测出自定义的坐标系与相机坐标系的转换关系T1；
[0017]将待清洁物体的点云模板数据保存起来。
[0018]优选地，在所述步骤S3中：
[0019]求解出实际检测位置下的待清洁物体点云数据与选定标定点的点云数据之间的刚体映射关系T：
[0020]利用深度图像将待清洁物体的点云Mask掩膜提取出来，并利用Mask掩膜，将待清洁物体的点云数据分割出来；
[0021]将分割后的待清洁物体点云数据与提前保存的模板数据进行迭代匹配，求出刚体变换关系T2；
[0022]将T1变换关系与T2转换关系相乘，求出T。
[0023]T＝T2*T1
[0024]优选地，在所述步骤S3中：
[0025]将待清洁物体表面点云与待清洁物体凹坑点云进行分割；
[0026]利用T转换关系，将相机坐标系中的点云转换到待清洁物体平面坐标系中；转换过后的待清洁物体点云，平面为待清洁物体平面坐标系的OXY平面，利用待清洁物体的共性，其内部点云与待清洁物体平面表面为固定数值，利用Z向的阈值将待清洁物体平面点云与待清洁物体内部凹坑点云进行分割。
[0027]优选地，在所述步骤S4中：
[0028]将分割后的待清洁物体平面点云与待清洁物体凹坑的内部点云利用相机的本身的参数，投影至二维图像中；在二维图像中，对检测区域进行判断，检测出打扫区域是否洁净：
[0029]将分割出的待清洁物体平面点云数据和待清洁物体凹坑点云数据，利用相机成像原理，结合相机的内参数，投影至二维图像中；
[0030]由于点云的稀疏性，由待清洁物体点云投影至二维图像的Mask掩膜区域有孔洞，利用形态学膨胀腐蚀的处理方式，对Mask掩膜区域进行空洞填充，生成连续的待检测区域。
[0031]根据本专利技术提供的一种清洁区域自动生成系统，包括：
[0032]模块M1：选定位置建模，采集待清洁物体点云数据和彩色图像数据；
[0033]模块M2：计算相机坐标系和自定义坐标系的转换关系；
[0034]模块M3：利用相机坐标系和自定义坐标系的转换关系，结合位置与模板点云的转
换关系，将实时检测的待清洁物体整体点云变换至待清洁物体平面坐标系中，将待清洁物体表面点云和内部点云分割；
[0035]模块M4：将分割出的表面点云和内部点云结合彩色相机本身的参数，投影到实际测试场景中的彩色图像中，生成清洁区域。
[0036]优选地，在所述模块M2中：
[0037]提前选定固定建模点位，在待清洁物体检测表面的右上角区域放置一个ARUCO码；
[0038]利用ARUCO检测算法，检测出自定义的坐标系与相机坐标系的转换关系T1；
[0039]将待清洁物体的点云模板数据保存起来。
[0040]优选地，在所述模块M3中：
[0041]求解出实际检测位置下的待清洁物体点云数据与选定标定点的点云数据之间的刚体映射关系T：
[0042]利用深度图像将待清洁物体的点云Mask掩膜提取出来，并利用Mask掩膜，将待清洁物体的点云数据分割出来；
[0043]将分割后的待清洁物体点云数据与提前保存的模板数据进行迭代匹配，求出刚体变换关系T2；
[0044]将T1变换关系与T2转换关系相乘，求出T。
[0045]T＝T2*T1
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种清洁区域自动生成方法，其特征在于，包括：步骤S1：选定位置建模，采集待清洁物体点云数据和彩色图像数据；步骤S2：计算相机坐标系和自定义坐标系的转换关系；步骤S3：利用相机坐标系和自定义坐标系的转换关系，结合位置与模板点云的转换关系，将实时检测的待清洁物体整体点云变换至待清洁物体平面坐标系中，将待清洁物体表面点云和内部点云分割；步骤S4：将分割出的表面点云和内部点云结合彩色相机本身的参数，投影到实际测试场景中的彩色图像中，生成清洁区域。2.根据权利要求1所述的清洁区域自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S2中：提前选定固定建模点位，在待清洁物体检测表面的右上角区域放置一个ARUCO码；利用ARUCO检测算法，检测出自定义的坐标系与相机坐标系的转换关系T1；将待清洁物体的点云模板数据保存起来。3.根据权利要求1所述的清洁区域自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中：求解出实际检测位置下的待清洁物体点云数据与选定标定点的点云数据之间的刚体映射关系T：利用深度图像将待清洁物体的点云Mask掩膜提取出来，并利用Mask掩膜，将待清洁物体的点云数据分割出来；将分割后的待清洁物体点云数据与提前保存的模板数据进行迭代匹配，求出刚体变换关系T2；将T1变换关系与T2转换关系相乘，求出T。T＝T2*T1。4.根据权利要求1所述的清洁区域自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S3中：将待清洁物体表面点云与待清洁物体凹坑点云进行分割；利用T转换关系，将相机坐标系中的点云转换到待清洁物体平面坐标系中；转换过后的待清洁物体点云，平面为待清洁物体平面坐标系的OXY平面，利用待清洁物体的共性，其内部点云与待清洁物体平面表面为固定数值，利用Z向的阈值将待清洁物体平面点云与待清洁物体内部凹坑点云进行分割。5.根据权利要求1所述的清洁区域自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S4中：将分割后的待清洁物体平面点云与待清洁物体凹坑的内部点云利用相机的本身的参数，投影至二维图像中；在二维图像中，对检测区域进行判断，检测出打扫区域是否洁净：将分割出的待清洁物体平面点云数据和待清洁物体凹坑点云数据，利用相机成像原理，结合相机的内参数，投影至二维图像中；由于点云的稀疏性，由待清洁物体点云投影至二维图像的Mask掩膜区域有孔洞，利用形态学膨胀腐蚀的处理方式，对Mask掩膜区域进行空洞填充，生成连续的待检测区域。6.一种清洁区...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金龙，郭震，
申请(专利权)人：上海景吾智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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