【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶清洗，具体涉及一种船舶清洗智能控制系统及其控制方法。
技术介绍
1、目前，船体表面清洗主要有人工清洗，大型机械清洗与机器人清洗三种方式，人工清洗是指工作人员手持清洗设备进行船体表面清洗工作，大型机械清洗是指采用大型的工程机械结合清洗设备对船体进行清洗。机器人清洗是指采用机器人携带清洗设备完成对船体的清刷作业。。
2、传统的作业形式为，工人手持除锈设备，作业工人协同高架车来进行除锈作业除人工作业方式之外，也有使用经过改装的高架车进行除锈作业，高架车的高架臂顶端安装有除锈装置，可以省去人工手持除锈装置。也有使用通过人工遥控的除锈机器人进行除锈作业，使用一种带除锈装置的轮式移动机器人，该机器人可以吸附于船体表面，工人可以通过遥控手柄在一定作业距离范围内控制机器在船体表面移动，实现对船体表面局部或全部区域的除锈作业；通过人工遥控机器人清洗是半自动化作业，需操作者时刻注意机器人的位姿状态和除锈情况，时刻操作遥控器手柄，对操作者的精力消耗较大，且操作者需一直仰视爬壁机器人作业，对操作者的颈部损伤较大，清洗效率低。因此，需要提高船舶清洗的智能化，减少人为操作。
技术实现思路
1、针对现有的爬壁机器人大多是半自动化作业，需要人为进行操作控制的问题，本专利技术提供一种船舶清洗智能控制系统及其控制方法，通过路径规划模块进行整体路径规划，通过路径跟踪模块实时监测爬壁机器人行进轨迹，采集模块采集爬壁机器人清洗前后的图像，信息处理模块根据输入的信息不断完善清洗过程，以此实现船舶
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种船舶清洗智能控制系统，其特征在于：包括爬壁机器人、扫描模块、路径规划模块、路径跟踪模块、采集模块、信息处理模块和控制模块；爬壁机器人用于在船舶表面行走以及对船舶表面清洗除锈；扫描模块用于船体表面信息扫描，并将船体表面信息传输给信息处理模块，信息处理模块建立船体表面模型并将船体清洗作业区域划分成若干分区域；路径规划模块先对各分区域进行路径规划，后将各分区域规划的路径进行路径连接，得到整体规划路径，信息处理模块根据计算的整体规划路径输送信号给控制模块，控制爬壁机器人按照计算的整体规划路径行走并对船舶表面清洗除锈；路径跟踪模块用于监测爬壁机器人行进轨迹，信息处理模块将实际行进轨迹与路径规划模块规划的路径进行比较，并根据比较结果确定爬壁机器人行进轨迹是否需要调整，若需调整则进行校正补偿，使爬壁机器人能够按照规划路径进行行驶；采集模块用于采集爬壁机器人清洗前后的图像，信息处理模块对采集的清洗前后图像进行滤波、灰度处理，并根据清洗前的图像灰度识别，根据颜色深度判断锈层厚度并计算所需水流压力和清洗时间，并将信号传输给控制模块，控制模块根据计算的水流压力和清洗时间进行控制爬壁机器人；信息处理模块根据清洗后的图像灰度识别判断是否存在未清洗干净的区域，若存在未清洗干净的区域，信息处理模块将信号传输给控制模块，控制模块控制爬壁机器人移动至该区域再次进行清洗；控制模块根据信息处理模块传输的信号，控制爬壁机器人行走和对船舶表面清洗除锈。
4、进一步的，还包括远程控制终端，所述远程控制终端包括显示器和操作界面，所述显示器与信息处理模块电连接，用于显示信息处理模块中的信息；所述操作界面与信息处理模块电连接，通过操作界面对信息处理模块进行设置，以及通过信息处理模块向控制模块发送信号，进而控制爬壁机器人。
5、进一步的，路径规划模块采用a星算法来计算爬壁机器人在各分区域内的最优路径，后计算各分区域路径最优连接方式。
6、进一步的，爬壁机器人包括驱动爬壁机器人行走的驱动模块和用于对船舶表面进行清洗除锈的清洗组件；驱动模块包括前后行走驱动模块和左右行走驱动模块。
7、进一步的，若信息处理模块对清洗后的图像灰度识别后判断存在未清洗干净的区域，信息处理模块记录对该未清洗干净的区域进行清洗干净后爬壁机器人的水流压力和清洗时间信息，并根据该记录的信息对清洗前根据该区域颜色深度计算的所需水流压力和清洗时间进行补偿，完善颜色深度与所需水流压力、清洗时间的计算关系。
8、进一步的，采集模块包括设置在爬壁机器人前后两端的摄像头，分别对爬壁机器人清洗前后的图像进行采集。
9、进一步的，信息处理模块内设置有误差计算单元和误差判断单元，误差计算单元用于计算爬壁机器人实际行进轨迹与路径规划模块规划的路径实际误差大小；误差判断单元内设置误差阈值，并将实际误差与设置的误差阈值进行比较；当实际误差达到误差阈值时，信息处理模块对爬壁机器人行进轨迹进行校正补偿。
10、进一步的，扫描模块采用激光雷达扫描，用于扫描船舶表面轮廓形状和尺寸。
11、进一步的，所述路径跟踪模块基于对爬壁机器人的定位实现爬壁机器人路径跟踪。
12、一种船舶清洗智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
13、s1.采用扫描模块对船体表面信息进行扫描，并将船体表面信息传输给信息处理模块，信息处理模块建立船体表面模型并将船体清洗作业区域划分成若干分区域。
14、s2.路径规划模块采用a星算法来计算爬壁机器人在各分区域内的最优路径，后计算各分区域路径最优连接方式，得到整体规划路径。
15、s3.信息处理模块根据计算的整体规划路径输送信号给控制模块，控制爬壁机器人按照计算的整体规划路径行走并对船舶表面清洗除锈。
16、s4.路径跟踪模块实时监测爬壁机器人行进轨迹，误差计算单元计算爬壁机器人实际行进轨迹与路径规划模块规划的路径实际误差大小，误差判断单元将实际误差与设置的误差阈值进行比较，当实际误差达到误差阈值时，信息处理模块对爬壁机器人行进轨迹进行校正补偿。
17、s5.爬壁机器人对船舶表面进行清洗时，采集模块采集爬壁机器人清洗前后的图像，信息处理模块对采集的清洗前后图像进行滤波、灰度处理，并对清洗前的图像灰度识别，根据颜色深度判断锈层厚度并计算所需水流压力和清洗时间，并将信号传输给控制模块，控制模块根据计算的水流压力和清洗时间进行控制爬壁机器人。
18、信息处理模块根据清洗后的图像灰度识别判断是否存在未清洗干净的区域，若存在未清洗干净的区域，信息处理模块将信号传输给控制模块，控制模块控制爬壁机器人移动至该区域再次进行清洗；信息处理模块记录对该未清洗干净的区域进行清洗干净后爬壁机器人的水流压力和清洗时间信息，并根据该记录的信息对清洗前根据该区域颜色深度计算的所需水流压力和清洗时间进行补偿，完善颜色深度与所需水流压力、清洗时间的计算关系。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术将船体清洗作业区域划分成若干分区域，先对各分区域进行路径规划，后将各分区域规划的路径进行路径连接，得到整体规划路径，可减少路径规划计算的复杂度，提高效率，还可有效地减少区域间的干扰和重叠，从而提高路径规划的准确性和可靠性，避免重复作业。路径跟踪模块实时监测爬壁机器人本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船舶清洗智能控制系统，其特征在于：包括爬壁机器人、扫描模块、路径规划模块、路径跟踪模块、采集模块、信息处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于，还包括远程控制终端，所述远程控制终端包括显示器和操作界面，所述显示器与信息处理模块电连接，用于显示信息处理模块中的信息；所述操作界面与信息处理模块电连接，通过操作界面对信息处理模块进行设置，以及通过信息处理模块向控制模块发送信号，进而控制爬壁机器人。
3.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述路径规划模块采用A星算法来计算爬壁机器人在各分区域内的最优路径，后计算各分区域路径最优连接方式。
4.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于，所述爬壁机器人包括驱动爬壁机器人行走的驱动模块和用于对船舶表面进行清洗除锈的清洗组件；驱动模块包括前后行走驱动模块和左右行走驱动模块。
5.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：若信息处理模块对清洗后的图像灰度识别后判断存在未清洗干净的区域，信息处理模块记录对该未清洗干
6.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述采集模块包括设置在爬壁机器人前后两端的摄像头，分别对爬壁机器人清洗前后的图像进行采集。
7.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述信息处理模块内设置有误差计算单元和误差判断单元，误差计算单元用于计算爬壁机器人实际行进轨迹与路径规划模块规划的路径实际误差大小；误差判断单元内设置误差阈值，并将实际误差与设置的误差阈值进行比较；当实际误差达到误差阈值时，信息处理模块对爬壁机器人行进轨迹进行校正补偿。
8.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述扫描模块采用激光雷达扫描，用于扫描船舶表面轮廓形状和尺寸。
9.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述路径跟踪模块基于对爬壁机器人的定位实现爬壁机器人路径跟踪。
10.一种船舶清洗智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种船舶清洗智能控制系统，其特征在于：包括爬壁机器人、扫描模块、路径规划模块、路径跟踪模块、采集模块、信息处理模块和控制模块；
2.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于，还包括远程控制终端，所述远程控制终端包括显示器和操作界面，所述显示器与信息处理模块电连接，用于显示信息处理模块中的信息；所述操作界面与信息处理模块电连接，通过操作界面对信息处理模块进行设置，以及通过信息处理模块向控制模块发送信号，进而控制爬壁机器人。
3.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：所述路径规划模块采用a星算法来计算爬壁机器人在各分区域内的最优路径，后计算各分区域路径最优连接方式。
4.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于，所述爬壁机器人包括驱动爬壁机器人行走的驱动模块和用于对船舶表面进行清洗除锈的清洗组件；驱动模块包括前后行走驱动模块和左右行走驱动模块。
5.根据权利要求1所述的船舶清洗智能控制系统，其特征在于：若信息处理模块对清洗后的图像灰度识别后判断存在未清洗干净的区域，信息处理模块记录对该未清洗干净的区域进行清洗干净...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈真，陆华，王振刚，张春林，丁旭泉，曹先锋，
申请(专利权)人：南通中远海运船务工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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