智能自适应隔音屏清洁作业机器人、方法、装置及设备与流程

本技术涉及智能环卫，特别地，涉及一种智能自适应隔音屏清洁作业机器人、方法、装置及设备。

背景技术：

1、目前，为降低噪音污染，隔音屏被广泛应用于高速公路，然而，随着时间的推移，隔音屏上往往会沾满灰尘、泥土等污渍，严重影响隔音屏的美观和隔音效果，因此，需要每隔一定的时间就对隔音屏进行清洁作业，现有的清洁方式大多以人工清洁为主，人工成本高、效率低、清理难、安全差，即使存在利用清洗车进行清洁的手段，但清洁过程中仍需要人工去控制车辆的行走路线和清洁刷进行清洁作业，智能化程度低。

技术实现思路

1、本技术一方面提供了一种智能自适应隔音屏清洁作业机器人，以解决现有隔音屏清洁作业成本高、效率低、清理难、智能化程度低的技术问题。

2、本技术采用的技术方案如下：

3、一种智能自适应隔音屏清洁作业机器人，包括：

4、行走底盘；

5、激光雷达，安装于行走底盘上，用于扫描获得隔音屏及隔音屏底座的点云数据；

6、避障雷达，设置在所述行走底盘上，用于检测前方障碍物进行避障；

7、第一臂架和第二臂架，活动设置在所述行走底盘上，且均设置有旋转滚刷；

8、控制器，分别与所述行走底盘、激光雷达、避障雷达、第一臂架、第二臂架控制连接，用于控制行走底盘按设定路线行走，以及根据激光雷达的点云数据获得第一臂架和第二臂架的作业控制参数以驱动旋转滚刷以相应的高度和距离对隔音屏及隔音屏底座进行清洁作业。

9、进一步地，所述第一臂架的顶部和底部各安装有一个旋转滚刷，位于顶部的旋转滚刷的旋转轴水平设置地旋转作业，位于底部的旋转滚刷的旋转轴垂直设置地旋转作业；

10、所述第二臂架安装有一个旋转轴垂直设置且旋转作业的旋转滚刷。

11、进一步地，所述激光雷达采用单线激光雷达，包括第一激光雷达、第二激光雷达，分别安装于所述行走底盘的不同位置上，用于在不同的扫描面扫面获得隔音屏的点云数据；

12、或者，

13、所述激光雷达采用多线激光雷达，安装于所述行走底盘的相应位置，用于在不同的扫描面扫面获得隔音屏的点云数据。

14、进一步地，所述第一激光雷达安装于行走底盘前侧，扫描面与地面垂直且与隔音屏具有第一设定夹角；

15、所述第二激光雷达安装于行走底盘中后侧，扫描面与地面垂直且与隔音屏具有第二设定夹角。

16、进一步地，所述第一设定夹角和第二设定夹角为30°、45°、60°或90°。

17、本技术另一方面还提供了一种智能自适应隔音屏清洁作业方法，基于所述的机器人，包括步骤：

18、行走过程中，根据激光雷达扫面得到的隔音屏及隔音屏底座的点云数据得到清洁作业相关的作业控制参数，所述作业控制参数包括隔音屏上边界、隔音屏距离、隔音屏钢化玻璃分界点；

19、根据所得的作业控制参数分别控制第一臂架、第二臂架以相应的抬起高度和距离驱动各旋转滚刷对隔音屏及隔音屏底座进行智能自适应清洁作业。

20、进一步地，所述行走过程中，根据激光雷达扫面得到的点云数据得到清洁作业相关的作业控制参数之前，还包括步骤：

21、行走过程中通过避障雷达实时进行停障检测，若避障雷达探测到的障碍物距离d_ultra<预设停障距离dv时，控制行走底盘进行停障并报警，若避障雷达未检测到停障，则启动所述激光雷达进行扫描检测。

22、进一步地，所述行走过程中，根据激光雷达扫面得到的点云数据得到清洁作业相关的作业控制参数，具体包括步骤：

23、根据角度从小到大的顺序剔除ξi_y<σ的点云，其中ξi_y为点云分解到xy平面后的y分量，σ为设定阈值，将剔除后剩下的点云同时保存至集合b及集合c，其中，所述xy平面与路面所在平面垂直，同时，xy平面的x正方向与路面平行且垂直指向路沿，xy平面的y正方向垂直路面所在平面向上，原点o为激光雷达所在位置；

24、获得集合b中角度最大的点云ξ，则隔音屏上边界的最大高度dis_hmax＝ξ_y，其中，ξ_y为角度最大的点云ξ的y分量；

25、计算集合b中各点云的ξi_x的平均值dis_avg，作为各臂架作业时的控制距离，其中ξi_x为点云分解到xy平面后的x分量；

26、根据集合c中的任一点云的y分量ξi_y的一阶差分计算结果△ξyi是否大于设定阈值ɡ确定隔音屏钢化玻璃与隔音屏底座分界处的高度dis_h1。

27、进一步地，所述计算集合b中各点云的ξi_x的平均值dis_avg，作为各臂架作业时的控制距离，具体包括步骤：

28、对集合b中的各点云的x分量ξi_x进行分位数直通滤波，获得x分量满足α％<ξi_x<β％的点云；

29、对分位数直通滤波后所剩点云的x分量ξi_x求平均值dis_avg，作为各臂架作业时的控制距离。

30、进一步地，所述根据集合c中的任一点云的y分量ξi_y的一阶差分计算结果△ξyi是否大于设定阈值ɡ确定隔音屏钢化玻璃与隔音屏底座分界处的高度dis_h1，具体包括步骤：

31、对于集合c中任一点云的y分量ξi_y进行一阶差分计算：△ξyi＝ξi_y-ξi+1_y，得到差分队列t；

32、在差分队列t中按点云id顺序进行从小到大排列，对每个一阶差分计算结果△ξyi与设定阈值ɡ进行比较；

33、若某一点云的一阶差分计算结果△ξyi>设定阈值ɡ时，记录该点云的id号i，并将该点云的y分量ξi_y作为隔音屏钢化玻璃与隔音屏底座分界处的高度dis_h1。

34、进一步地，所述行走过程中，根据激光雷达扫面得到的点云数据得到清洁作业相关的作业控制参数之前，还包括步骤：

35、将所述激光雷达扫面得到的点云数据进行数据预处理，剔除噪声点、异常点数据，按角度升序排序id，保存至集合a中；

36、对集合a中任一点云ξi按设定的角度区间进行直通滤波，将角度区间以外的点云予以剔除。

37、进一步地，所述根据所得的作业控制参数分别控制第一臂架、第二臂架以相应的抬起高度和距离驱动各旋转滚刷对隔音屏及隔音屏底座进行智能自适应清洁作业，具体包括步骤：

38、第一次清洁作业时，控制所述第二臂架上的旋转滚刷抬起至设定高度t，并根据距离dis_avg对隔音屏底座进行智能自适应清洁作业；同时控制所述第一臂架上的旋转滚刷抬起至高度dis_h1，并根据距离dis_avg对隔音屏下部进行智能自适应清洁作业；

39、第二次清洁作业时，控制所述第二臂架的旋转滚刷抬起至设定高度r，并根据距离dis_avg对隔音屏底座和隔音屏下部进行智能自适应清洁作业,r>t；同时控制所述第一臂架的旋转滚刷抬起至高度dis_hmax-w，并根据距离dis_avg对隔音屏上部进行智能自适应清洁作业,w为所述第一臂架的旋转滚刷每次作业时的最大清洁宽度。

40、本技术另一方面还一种智能自适应隔音屏清洁作业装置，其特征在于，包括：

41、作业参数计算模块，用于行走过程中，根据激光雷达扫面得到的隔音屏及隔音屏底座的点云数据得到清洁作业相关的作业控制参数，所述作业控制参数包括隔音屏上边界、隔音屏距离、隔音屏钢化玻璃分界点；

42、臂架控制模块，用于根据所得的作业控制参数分别控制第一臂架、第二臂架以相应的抬起高度和距离驱动各旋转滚刷对隔音屏及隔音屏底座进行智能自适应清洁作业。

43、本技术另一方面还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述智能自适应隔音屏清洁作业方法的步骤。

44、本技术另一方面还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，在所述程序运行时控制所述存储介质所在的设备执行所述智能自适应隔音屏清洁作业方法的步骤。

45、相比现有技术，本技术具有以下有益效果：

46、本技术公开了一种智能自适应隔音屏清洁作业机器人、方法、装置及设备，所述机器人包括：行走底盘；激光雷达，安装于行走底盘上，用于扫描获得隔音屏及隔音屏底座的点云数据；避障雷达，设置在所述行走底盘上，用于检测前方障碍物进行避障；第一臂架和第二臂架，活动设置在所述行走底盘上，且均设置有旋转滚刷；控制器，分别与所述行走底盘、激光雷达、避障雷达、第一臂架、第二臂架控制连接，用于控制行走底盘按设定路线行走，以及根据激光雷达的点云数据获得第一臂架和第二臂架的作业控制参数以驱动旋转滚刷以相应的高度和距离对隔音屏及隔音屏底座进行清洁作业。

47、本技术利用相应的传感器能够有效针对各类隔音屏进行准确识别得到相应的作业控制参数，同时，采用灵活的臂架设计，利用识别得到的作业控制参数自动控制作业机构如旋转滚刷进行精细化清洁作业，实现刷毛“随墙而动”，智能贴合隔音屏作业，确保作业无死角，整个过程无需人工过多参与，在大幅降低人工成本、保障作业人员安全的同时，极大地提高了相关场景的作业效率，清洁效果好，可深入提升城市化精细管理能力和智能化水平，促进环卫行业逐步进入智能化转型升级。

48、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。