一种激光清洗设备的控制方法、系统及相关装置与流程

本发明涉及设备控制，尤其涉及一种激光清洗设备的控制方法、系统及相关装置。

背景技术：

1、激光清洗技术是利用激光光束照射物体表面，使物体表面去除污染物，从而达到清洗物体表面的目的。这里所说的污染物可以是锈蚀、金属颗粒、灰尘、油渍、涂层(例如油漆、胶层)等。与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗技术相比，激光清洗技术具有无研磨、无接触、无热效应以及清洗环保等特别，在工业生产和生活中受到广泛应用。

2、目前的激光清洗技术主要有两种方式：手动清洗和自动清洗。手动清洗是指人工手持激光发射头对物体表面进行清洗，其工作强度大、效率低、效果差，并且工作人员存在一定的风险。自动清洗是将激光清洗头设置于机械臂等运动结构的末端，通过控制运动结构的运动带动激光清洗头移动实现对物体表面的清洗，相较于手动清洗，其效率高、清洗效果好，并且可以避免工作人员被激光辐射的风险。

3、目前的自动清洗方式，在对物体进行清洗前针对不同的待清洗物体往往需要进行离线编程或人工示教，从而实现对物体的自动化清洗。离线编程和人工示教都需要人工参与，导致激光清洗的效率低、普适性差的问题，严重影响了激光清洗的质量和效率。

4、基于此，如何控制激光清洗设备以实现高质量、高效率、高普适性的激光清洗，成为亟需解决的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种激光清洗设备的控制方法、系统及相关装置，旨在解决现有技术激光清洗效率低、质量差、普适性差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种激光清洗设备的控制方法，所述激光清洗设备包括：机械臂、安装于所述机械臂末端的激光清洗头和图像采集设备，所述控制方法包括：

3、当接收到清洗指令时，通过所述图像采集设备获取待清洗物体的立体表面图像；

4、按照预设分割规则，对所述立体表面图像进行区域分割，得到多个区域表面图像，并确定各所述区域表面图像是否为污染区域；

5、将待清洗图像输入路径生成模型，确定各所述待清洗图像的区域清洗路径；其中，所述待清洗图像为污染区域对应的所述区域表面图像；以及

6、根据各所述待清洗图像在所述立体表面图像的位置信息，确定所述待清洗物体的目标清洗主方向；

7、根据所述目标清洗主方向调整所述区域清洗路径，以获取所述待清洗物体的物体清洗路径；

8、根据所述待清洗物体的物体清洗路径，向所述机械臂发送第一控制指令，以使安装于所述机械臂末端的所述激光清洗头基于所述物体清洗路径移动并对所述待清洗物体进行清洗。

9、可选地，所述按照预设分割规则，对所述立体表面图像进行区域分割，得到多个区域表面图像，具体包括：

10、将所述立体表面图像与预设图像库中的样本图像进行数据比对，确定与所述立体表面图像对应的所述样本图像；

11、根据与所述立体表面图像对应的所述样本图像，确定所述立体表面图像对应的物体类别；

12、根据所述立体表面图像对应的所述物体类别，确定所述物体类别对应的预设分割规则；

13、按照所述预设分割规则，对所述立体表面图像进行区域分割，得到多个区域表面图像。

14、可选地，所述确定各所述区域表面图像是否为污染区域，具体包括：

15、根据所述待清洗物体的物体类别，确定各所述区域表面图像对应的基底的基底特征信息；

16、其中，所述基底特征信息包括：基体材料；

17、根据各所述区域表面图像的基体特征信息，从云端服务器调用各所述基体材质对应的污染识别模型；

18、其中，所述云端服务器预先存储若干不同基底对应的污染识别模型；所述污染识别模型为通过所述基底对应的样本表面图像以及真实图像标签进行模型训练得到的；

19、将所述区域表面图像输入对应的所述污染识别模型，得到所述区域表面图像的检测结果；

20、根据所述检测结果，确定所述区域表面图像是否为污染区域；以及

21、当所述区域表面图像为污染区域时，根据检测结果确定所述区域表面图像的污染物类型。

22、可选地，所述根据各所述待清洗图像在所述立体表面图像的位置信息，确定所述待清洗物体的目标清洗主方向，具体包括：

23、获取多个候选清洗主方向；其中，所述候选清洗主方向包括：朝上方、朝下方、朝左方、朝右方；以及

24、根据所述激光清洗头的位置信息以及各所述待清洗图像对应的污染区域的位置信息，确定目标清洗起点区域；

25、其中，所述目标清洗起点区域为所述污染区域中的一个；

26、根据所述目标清洗起点区域和多个所述候选清洗主方向对各所述污染区域进行路径模拟，以计算与每种所述候选清洗主方向对应的遍历路程；

27、其中，所述遍历路程为从所述目标清洗起点区域出发遍历各所述污染区域的路径路程；

28、选择最小遍历路程对应的所述候选清洗主方向作为目标清洗主方向。

29、可选地，所述根据各所述目标清洗主方向调整所述区域清洗路径，以获取所述待清洗物体的物体清洗路径，具体包括：

30、获取各所述区域清洗路径的起始点位置信息和终点位置信息；

31、根据所述区域清洗路径的所述起始点位置信息和所述终点位置信息，确定所述污染区域的区域清洗方向；

32、在所述污染区域的所述区域清洗方向与所述目标清洗主方向不一致的情况下，调换所述区域清洗路径的起始点和终点，得到调整后的所述区域清洗路径；

33、根据调整后的所述区域清洗路径，确定所述待清洗物体的物体清洗路径。

34、可选地，在所述根据所述待清洗物体的物体清洗路径，向所述机械臂发送第一控制指令，以使安装于所述机械臂末端的所述激光清洗头基于所述物体清洗路径移动并对所述待清洗物体进行清洗之后，所述方法还包括：

35、在对所述待清洗物体进行清洗过程中，实时获取所述激光清洗头的实时位置信息；

36、当所述激光清洗头的实时位置信息位于所述污染区域的终点位置时，控制所述图像采集设备进行图像采集，以获取所述污染区域进行清洗后的区域表面图像；

37、确定所述清洗后的区域表面图像是否为污染区域，在所述清洗后的区域表面图像为污染区域的情况下，将所述清洗后的区域表面图像作为二次清洗图像；

38、基于各所述二次清洗图像，确定所述待清洗物体的二次清洗路径；

39、根据所述待清洗物体的二次清洗路径，向所述机械臂发送第二控制指令，以使安装于所述机械臂末端的所述激光清洗头基于所述二次清洗路径移动并对所述待清洗物体进行二次清洗。

40、可选地，所述当接收到清洗指令时，通过图像采集设备获取所述待清洗物体的立体表面图像，具体包括：

41、当接收到清洗指令时，向所述图像采集设备发送第三控制指令，以使安装于所述机械臂末端的所述图像采集设备通过所述第三控制指令移动至多个预设位置，并在各所述预设位置对所述待清洗物体进行图像采集，得到多个不同视角的二维图像；

42、根据所述二维图像进行三维重建，得到所述待清洗物体的所述立体表面图像。

43、为了实现上述目的，本发明还提供了一种激光清洗设备的控制系统，所述激光清洗设备包括：机械臂、安装于所述机械臂末端的激光清洗头和图像采集设备，所述控制系统包括：

44、第一获取单元，用于当接收到清洗指令时，通过所述图像采集设备获取待清洗物体的立体表面图像；

45、分割确定单元，用于按照预设分割规则，对所述立体表面图像进行区域分割，得到多个区域表面图像，并确定各所述区域表面图像是否为污染区域；

46、第一确定单元，用于将待清洗图像输入路径生成模型，确定各所述待清洗图像的区域清洗路径；

47、其中，所述待清洗图像为污染区域对应的所述区域表面图像；

48、第二确定单元，用于根据各所述待清洗图像在所述立体表面图像的位置信息，确定所述待清洗物体的目标清洗主方向；

49、第二获取单元，用于根据所述目标清洗主方向调整所述区域清洗路径，以获取所述待清洗物体的物体清洗路径；

50、指令生成单元，用于根据所述待清洗物体的物体清洗路径，向所述机械臂发送第一控制指令，以使安装于所述机械臂末端的所述激光清洗头基于所述物体清洗路径移动并对所述待清洗物体进行清洗。

51、为了实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任意一项所述的激光清洗设备的控制方法中的步骤。

52、为了实现上述目的，本发明还提供了一种终端，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上任意一项所述的激光清洗设备的控制方法中的步骤。

53、本发明通过安装于机械臂末端的图像采集设备进行图像采集，以获取待清洗物体的立体表面图像，在按照预设分割规则对立体表面图像进行区域分割，并确定区域分割后得到的区域表面图像是否为污染区域，对于污染区域的区域表面图像记作待清洗图像，并通过路径生成模型确定各待清洗图像对应的区域清洗路径；并根据基于各待清洗图像在立体表面图像的位置信息确定的目标清洗主路径，调整各区域清洗路径，从而得到物体清洗路径，以控制机械臂运动使得激光清洗头按照物体清洗路径移动并进行激光清洗，从而实现在提高清洗效果的基础上，实现高效、高普适性激光清洗。