【技术实现步骤摘要】
本申请涉及排爆机器人，特别是涉及一种智能水切割排爆机器人系统及方法。
技术介绍
1、目前，移动式排爆机器人因其具有远程、安全、灵活等特点，受到广泛重视。排爆机器人可以替代排爆人员进入危险区域对爆炸装置或武器实施侦察、转移、拆解和销毁等作业。通常排爆机器人包括轮式或履带式移动底盘、摄像监测设备、机械臂抓手刀具等操纵机构、远程通信遥控设备等。由于作业场景的复杂性、作业对象的多样性、排爆目标的不确定性，难以用一种机器人完成所有任务。近年来多种多样排爆机器人或其附属机构或监测操作装置不断专利技术出来，以解决排爆作业中各类疑难问题。
2、由于排爆作业对象及环境的特殊性，属于冷切割方法的水切割（又称水刀）因其不产生热变形或热效应，无论是高硬度材料如玻璃、陶瓷、金属等，还是柔软材料如皮革、橡胶、布料等，都具有良好的切割效果，因而针对遮蔽物、容器、易爆等目标对象的作业，具有很好的应用前景。目前已有专利技术将其应用于排爆机器人。然而基于固定平台或基座的水切割机器人只能针对具体的目标或对象进行预定义的作业，无法适应不确定场景或目标下的作业要求。基于移动平台或车辆的水切割机器人装置虽然具有一定的自由度，但仍然基于专有场景和作业对象，且没有有效利用高精度检测手段辅助进行自动化作业，严重限制了排爆机器人在复杂场景中的作业能力。
3、因此，现有的排爆机器人多基于专有场景和作业对象，缺少对未知环境的适应性和智能化高精度作业能力。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术目的之一在于提供
2、第一方面，本专利技术提供了一种智能水切割排爆机器人系统，采用技术方案是：
3、一种智能水切割排爆机器人系统，所述系统包括：行走平台以及均设置在所述行走平台上的：
4、水切割系统，包括顺次连通的水箱、水射流发生器和喷嘴；末端作业机构，包括机械臂，所述机械臂与所述喷嘴连接；多维感知装置，包括环视摄像传感器、监视传感器、深度相机和激光扫描仪；控制模块，分别与所述行走平台、所述水切割系统、所述末端作业机构和所述多维感知装置连接；远程遥控站，与所述控制模块远程通信连接；
5、其中，所述远程遥控站用于：
6、获取所述环视摄像传感器采集的环视影像，确定所述行走平台的行走方向；
7、远程发送行走指令，控制所述行走平台按照所述行走方向移动到作业区域；
8、获取所述监视传感器采集的前方影像，确定位于所述作业区域内的目标物；
9、获取所述深度相机采集所述目标物所得到的三维图像；
10、响应于针对所述三维图像的目标区域的扫描指令，获取所述激光扫描仪针对所述目标区域扫描得到的三维点云图像；
11、响应于针对所述三维点云图像的切割中心的切割指令，得到以所述切割中心为起点的预设作业轨迹；
12、控制所述机械臂将喷嘴转移至所述切割中心，并控制所述喷嘴以所述预设作业轨迹对所述目标物进行切割，同时获取所述监视传感器在切割过程中采集的前方影像。
13、作为优选方案之一，至少一个所述环视摄像传感器设于所述行走平台的至少一侧，所述监视传感器设于所述行走平台的正前方；
14、所述激光扫描仪和所述深度相机安装于所述机械臂的末端第一方向，所述喷嘴安装于所述机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、作为优选方案之一，所述远程遥控站包括机械臂仿真模块，所述机械臂仿真模块被配置为模拟所述机械臂以不同预设轨迹运动时是否与所述目标物发生碰撞，并在不碰撞的情况下，向所述控制模块发送控制所述机械臂以对应预设轨迹运动的运动指令；其中，所述运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；
16、所述机械臂仿真模块用于：
17、发送所述第一运动指令，控制所述机械臂以第一预设轨迹翻转以得到所述三维图像；
18、发送所述第二运动指令，控制所述机械臂以第二预设轨迹移动以得到所述三维点云图像；
19、发送所述第三运动指令，控制所述机械臂以所述预设作业轨迹对所述目标物进行切割。
20、作为优选方案之一，所述多维感知装置还包括设置在所述机械臂的所述第一方向上的软管伸缩式内窥镜，所述远程遥控站，还用于：
21、完成所述目标物的切割后，将所述软管伸缩式内窥镜伸入切割后的孔洞内，获取所述软管伸缩式内窥镜采集的检视信息，输出切割结果；和/或，
22、完成所述目标物的切割后，控制所述机械臂的末端的所述喷嘴翻转，带动所述深度相机朝向切割后的孔洞，获取所述深度相机采集的三维图像，输出切割结果。
23、作为优选方案之一，所述行走平台包括移动底盘，所述移动底盘的四周还分别设置有伸缩支脚；
24、其中，所述控制模块配置有水平传感器，且所述控制模块与每个所述伸缩支脚连接，用于控制所述每个所述伸缩支脚的伸缩高度。
25、第二方面，本专利技术提供了一种智能水切割排爆机器人作业方法，采用技术方案是：
26、一种智能水切割排爆机器人作业方法，所述方法包括：
27、获取环视摄像传感器采集的环视影像，确定行走平台的行走方向；
28、远程发送行走指令，控制所述行走平台按照所述行走方向移动到作业区域；
29、获取监视传感器采集的前方影像，确定位于所述作业区域内的目标物；
30、获取深度相机采集所述目标物所得到的三维图像；
31、响应于针对所述三维图像的目标区域的扫描指令，获取激光扫描仪针对所述目标区域扫描得到的三维点云图像；
32、响应于针对所述三维点云图像的切割中心的切割指令，得到以所述切割中心为起点的预设作业轨迹；
33、控制机械臂将喷嘴转移至切割中心，并控制喷嘴以所述预设作业轨迹对目标物进行切割，同时获取所述监视传感器在切割过程中采集的前方影像。
34、作为优选方案之一，所述获取所述监视传感器采集的前方影像，确定位于所述作业区域内的目标物，包括：
35、获取所述监视传感器采集的前方影像，以及获取所述深度相机采集的二维图像，确定位于所述作业区域内的目标物的位置信息；
36、基于所述位置信息，控制所述行走平台移动到目标位置。
37、作为优选方案之一，获取所述深度相机采集所述目标物所得到的三维图像，包括：
38、发送第一运动指令，控制所述机械臂以第一预设轨迹翻转；所述第一运动指令表征为模拟所述机械臂以第一预设轨迹翻转时与所述目标物未发生碰撞；
39、获取所述深度相机采集所述目标物所得到的三维图像；
40、所述获取所述激光扫描仪针对所述目标区域扫描得到的三维点云图像，包括：
41、发送第二运动指令，控制所述机械臂在所述目标区域内以第二预设轨迹移动；所述第二运动指令表征本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，所述系统包括：行走平台以及均设置在所述行走平台上的：
2.根据权利要求1所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，其中，所述远程遥控站包括机械臂仿真模块，所述机械臂仿真模块被配置为模拟所述机械臂以不同预设轨迹运动时是否与所述目标物发生碰撞，并在不碰撞的情况下，向所述控制模块发送控制所述机械臂以对应预设轨迹运动的运动指令；其中，所述运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；
4.根据权利要求2所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，所述多维感知装置还包括设置在所述机械臂的所述第一方向上的软管伸缩式内窥镜，所述远程遥控站，还用于：
5.根据权利要求1所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，所述行走平台包括移动底盘，所述移动底盘的四周还分别设置有伸缩支脚；
6.一种智能水切割排爆机器人作业方法，其特征在于，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的一种智能水切割排爆机器人
8.根据权利要求6所述的一种智能水切割排爆机器人作业方法，其特征在于，获取所述深度相机采集所述目标物所得到的三维图像，包括：
9.根据权利要求7所述的一种智能水切割排爆机器人作业方法，其特征在于，所述基于所述位置信息，控制所述行走平台移动到目标位置，之后包括：
10.根据权利要求6所述的一种智能水切割排爆机器人作业方法，其特征在于，所述控制所述机械臂将喷嘴转移至所述切割中心，并控制所述喷嘴以所述预设作业轨迹对所述目标物进行切割，之后包括：
...【技术特征摘要】
1.一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，所述系统包括：行走平台以及均设置在所述行走平台上的：
2.根据权利要求1所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，其中，所述远程遥控站包括机械臂仿真模块，所述机械臂仿真模块被配置为模拟所述机械臂以不同预设轨迹运动时是否与所述目标物发生碰撞，并在不碰撞的情况下，向所述控制模块发送控制所述机械臂以对应预设轨迹运动的运动指令；其中，所述运动指令包括第一运动指令、第二运动指令和第三运动指令；
4.根据权利要求2所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于，所述多维感知装置还包括设置在所述机械臂的所述第一方向上的软管伸缩式内窥镜，所述远程遥控站，还用于：
5.根据权利要求1所述的一种智能水切割排爆机器人系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张仕进，曾继跃，杜二宝，吴逾强，陈明，
申请(专利权)人：西北工业大学太仓长三角研究院，
类型：发明
国别省市：
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