【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及排爆機(jī)器人，特別是涉及一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、目前，移動(dòng)式排爆機(jī)器人因其具有遠(yuǎn)程、安全、靈活等特點(diǎn)，受到廣泛重視。排爆機(jī)器人可以替代排爆人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域?qū)Ρㄑb置或武器實(shí)施偵察、轉(zhuǎn)移、拆解和銷毀等作業(yè)。通常排爆機(jī)器人包括輪式或履帶式移動(dòng)底盤、攝像監(jiān)測(cè)設(shè)備、機(jī)械臂抓手刀具等操縱機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程通信遙控設(shè)備等。由于作業(yè)場(chǎng)景的復(fù)雜性、作業(yè)對(duì)象的多樣性、排爆目標(biāo)的不確定性，難以用一種機(jī)器人完成所有任務(wù)。近年來多種多樣排爆機(jī)器人或其附屬機(jī)構(gòu)或監(jiān)測(cè)操作裝置不斷專利技術(shù)出來，以解決排爆作業(yè)中各類疑難問題。
2、由于排爆作業(yè)對(duì)象及環(huán)境的特殊性，屬于冷切割方法的水切割（又稱水刀）因其不產(chǎn)生熱變形或熱效應(yīng)，無論是高硬度材料如玻璃、陶瓷、金屬等，還是柔軟材料如皮革、橡膠、布料等，都具有良好的切割效果，因而針對(duì)遮蔽物、容器、易爆等目標(biāo)對(duì)象的作業(yè)，具有很好的應(yīng)用前景。目前已有專利技術(shù)將其應(yīng)用于排爆機(jī)器人。然而基于固定平臺(tái)或基座的水切割機(jī)器人只能針對(duì)具體的目標(biāo)或?qū)ο筮M(jìn)行預(yù)定義的作業(yè)，無法適應(yīng)不確定場(chǎng)景或目標(biāo)下的作業(yè)要求。基于移動(dòng)平臺(tái)或車輛的水切割機(jī)器人裝置雖然具有一定的自由度，但仍然基于專有場(chǎng)景和作業(yè)對(duì)象，且沒有有效利用高精度檢測(cè)手段輔助進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)，嚴(yán)重限制了排爆機(jī)器人在復(fù)雜場(chǎng)景中的作業(yè)能力。
3、因此，現(xiàn)有的排爆機(jī)器人多基于專有場(chǎng)景和作業(yè)對(duì)象，缺少對(duì)未知環(huán)境的適應(yīng)性和智能化高精度作業(yè)能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問題，本專利技術(shù)目的之一在于提供
2、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，采用技術(shù)方案是：
3、一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：行走平臺(tái)以及均設(shè)置在所述行走平臺(tái)上的：
4、水切割系統(tǒng)，包括順次連通的水箱、水射流發(fā)生器和噴嘴；末端作業(yè)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)械臂，所述機(jī)械臂與所述噴嘴連接；多維感知裝置，包括環(huán)視攝像傳感器、監(jiān)視傳感器、深度相機(jī)和激光掃描儀；控制模塊，分別與所述行走平臺(tái)、所述水切割系統(tǒng)、所述末端作業(yè)機(jī)構(gòu)和所述多維感知裝置連接；遠(yuǎn)程遙控站，與所述控制模塊遠(yuǎn)程通信連接；
5、其中，所述遠(yuǎn)程遙控站用于：
6、獲取所述環(huán)視攝像傳感器采集的環(huán)視影像，確定所述行走平臺(tái)的行走方向；
7、遠(yuǎn)程發(fā)送行走指令，控制所述行走平臺(tái)按照所述行走方向移動(dòng)到作業(yè)區(qū)域；
8、獲取所述監(jiān)視傳感器采集的前方影像，確定位于所述作業(yè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)物；
9、獲取所述深度相機(jī)采集所述目標(biāo)物所得到的三維圖像；
10、響應(yīng)于針對(duì)所述三維圖像的目標(biāo)區(qū)域的掃描指令，獲取所述激光掃描儀針對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域掃描得到的三維點(diǎn)云圖像；
11、響應(yīng)于針對(duì)所述三維點(diǎn)云圖像的切割中心的切割指令，得到以所述切割中心為起點(diǎn)的預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡；
12、控制所述機(jī)械臂將噴嘴轉(zhuǎn)移至所述切割中心，并控制所述噴嘴以所述預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡對(duì)所述目標(biāo)物進(jìn)行切割，同時(shí)獲取所述監(jiān)視傳感器在切割過程中采集的前方影像。
13、作為優(yōu)選方案之一，至少一個(gè)所述環(huán)視攝像傳感器設(shè)于所述行走平臺(tái)的至少一側(cè)，所述監(jiān)視傳感器設(shè)于所述行走平臺(tái)的正前方；
14、所述激光掃描儀和所述深度相機(jī)安裝于所述機(jī)械臂的末端第一方向，所述噴嘴安裝于所述機(jī)械臂的末端第二方向，所述第一方向和所述第二方向相交。
15、作為優(yōu)選方案之一，所述遠(yuǎn)程遙控站包括機(jī)械臂仿真模塊，所述機(jī)械臂仿真模塊被配置為模擬所述機(jī)械臂以不同預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)是否與所述目標(biāo)物發(fā)生碰撞，并在不碰撞的情況下，向所述控制模塊發(fā)送控制所述機(jī)械臂以對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)指令；其中，所述運(yùn)動(dòng)指令包括第一運(yùn)動(dòng)指令、第二運(yùn)動(dòng)指令和第三運(yùn)動(dòng)指令；
16、所述機(jī)械臂仿真模塊用于：
17、發(fā)送所述第一運(yùn)動(dòng)指令，控制所述機(jī)械臂以第一預(yù)設(shè)軌跡翻轉(zhuǎn)以得到所述三維圖像；
18、發(fā)送所述第二運(yùn)動(dòng)指令，控制所述機(jī)械臂以第二預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)以得到所述三維點(diǎn)云圖像；
19、發(fā)送所述第三運(yùn)動(dòng)指令，控制所述機(jī)械臂以所述預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡對(duì)所述目標(biāo)物進(jìn)行切割。
20、作為優(yōu)選方案之一，所述多維感知裝置還包括設(shè)置在所述機(jī)械臂的所述第一方向上的軟管伸縮式內(nèi)窺鏡，所述遠(yuǎn)程遙控站，還用于：
21、完成所述目標(biāo)物的切割后，將所述軟管伸縮式內(nèi)窺鏡伸入切割后的孔洞內(nèi)，獲取所述軟管伸縮式內(nèi)窺鏡采集的檢視信息，輸出切割結(jié)果；和/或，
22、完成所述目標(biāo)物的切割后，控制所述機(jī)械臂的末端的所述噴嘴翻轉(zhuǎn)，帶動(dòng)所述深度相機(jī)朝向切割后的孔洞，獲取所述深度相機(jī)采集的三維圖像，輸出切割結(jié)果。
23、作為優(yōu)選方案之一，所述行走平臺(tái)包括移動(dòng)底盤，所述移動(dòng)底盤的四周還分別設(shè)置有伸縮支腳；
24、其中，所述控制模塊配置有水平傳感器，且所述控制模塊與每個(gè)所述伸縮支腳連接，用于控制所述每個(gè)所述伸縮支腳的伸縮高度。
25、第二方面，本專利技術(shù)提供了一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，采用技術(shù)方案是：
26、一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，所述方法包括：
27、獲取環(huán)視攝像傳感器采集的環(huán)視影像，確定行走平臺(tái)的行走方向；
28、遠(yuǎn)程發(fā)送行走指令，控制所述行走平臺(tái)按照所述行走方向移動(dòng)到作業(yè)區(qū)域；
29、獲取監(jiān)視傳感器采集的前方影像，確定位于所述作業(yè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)物；
30、獲取深度相機(jī)采集所述目標(biāo)物所得到的三維圖像；
31、響應(yīng)于針對(duì)所述三維圖像的目標(biāo)區(qū)域的掃描指令，獲取激光掃描儀針對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域掃描得到的三維點(diǎn)云圖像；
32、響應(yīng)于針對(duì)所述三維點(diǎn)云圖像的切割中心的切割指令，得到以所述切割中心為起點(diǎn)的預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡；
33、控制機(jī)械臂將噴嘴轉(zhuǎn)移至切割中心，并控制噴嘴以所述預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行切割，同時(shí)獲取所述監(jiān)視傳感器在切割過程中采集的前方影像。
34、作為優(yōu)選方案之一，所述獲取所述監(jiān)視傳感器采集的前方影像，確定位于所述作業(yè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)物，包括：
35、獲取所述監(jiān)視傳感器采集的前方影像，以及獲取所述深度相機(jī)采集的二維圖像，確定位于所述作業(yè)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)物的位置信息；
36、基于所述位置信息，控制所述行走平臺(tái)移動(dòng)到目標(biāo)位置。
37、作為優(yōu)選方案之一，獲取所述深度相機(jī)采集所述目標(biāo)物所得到的三維圖像，包括：
38、發(fā)送第一運(yùn)動(dòng)指令，控制所述機(jī)械臂以第一預(yù)設(shè)軌跡翻轉(zhuǎn)；所述第一運(yùn)動(dòng)指令表征為模擬所述機(jī)械臂以第一預(yù)設(shè)軌跡翻轉(zhuǎn)時(shí)與所述目標(biāo)物未發(fā)生碰撞；
39、獲取所述深度相機(jī)采集所述目標(biāo)物所得到的三維圖像；
40、所述獲取所述激光掃描儀針對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域掃描得到的三維點(diǎn)云圖像，包括：
41、發(fā)送第二運(yùn)動(dòng)指令，控制所述機(jī)械臂在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)以第二預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)；所述第二運(yùn)動(dòng)指令表征本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：行走平臺(tái)以及均設(shè)置在所述行走平臺(tái)上的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述遠(yuǎn)程遙控站包括機(jī)械臂仿真模塊，所述機(jī)械臂仿真模塊被配置為模擬所述機(jī)械臂以不同預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)是否與所述目標(biāo)物發(fā)生碰撞，并在不碰撞的情況下，向所述控制模塊發(fā)送控制所述機(jī)械臂以對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)指令；其中，所述運(yùn)動(dòng)指令包括第一運(yùn)動(dòng)指令、第二運(yùn)動(dòng)指令和第三運(yùn)動(dòng)指令；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述多維感知裝置還包括設(shè)置在所述機(jī)械臂的所述第一方向上的軟管伸縮式內(nèi)窺鏡，所述遠(yuǎn)程遙控站，還用于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述行走平臺(tái)包括移動(dòng)底盤，所述移動(dòng)底盤的四周還分別設(shè)置有伸縮支腳；
6.一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，其特征在于，所述方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，其特征在于，獲取所述深度相機(jī)采集所述目標(biāo)物所得到的三維圖像，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，其特征在于，所述基于所述位置信息，控制所述行走平臺(tái)移動(dòng)到目標(biāo)位置，之后包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人作業(yè)方法，其特征在于，所述控制所述機(jī)械臂將噴嘴轉(zhuǎn)移至所述切割中心，并控制所述噴嘴以所述預(yù)設(shè)作業(yè)軌跡對(duì)所述目標(biāo)物進(jìn)行切割，之后包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：行走平臺(tái)以及均設(shè)置在所述行走平臺(tái)上的：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，其中，所述遠(yuǎn)程遙控站包括機(jī)械臂仿真模塊，所述機(jī)械臂仿真模塊被配置為模擬所述機(jī)械臂以不同預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)是否與所述目標(biāo)物發(fā)生碰撞，并在不碰撞的情況下，向所述控制模塊發(fā)送控制所述機(jī)械臂以對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)軌跡運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)指令；其中，所述運(yùn)動(dòng)指令包括第一運(yùn)動(dòng)指令、第二運(yùn)動(dòng)指令和第三運(yùn)動(dòng)指令；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述多維感知裝置還包括設(shè)置在所述機(jī)械臂的所述第一方向上的軟管伸縮式內(nèi)窺鏡，所述遠(yuǎn)程遙控站，還用于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能水切割排爆機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張仕進(jìn)，曾繼躍，杜二寶，吳逾強(qiáng)，陳明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西北工業(yè)大學(xué)太倉長(zhǎng)三角研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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