【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆检修，具体而言，涉及一种敞车货车的车体自动除锈系统及方法。
技术介绍
1、敞车是铁路货车的车种之一，其特色为无盖、四边有侧板；随着长期在户外运行，暴露在各种恶劣的天气条件下，会加速车体表面的腐蚀。此外，货车在运输过程中车厢内部长时间接触到各种酸性、碱性化学物质，这些物质也对车身造成腐蚀。货车车体除锈是车辆修理行业的重要一环，直接影响车体检修各工序的质量和效率。
2、目前，铁路货车车体除锈的方法主要是手工除锈，操作者手持带有铜制铲头的气铲，对车体进行冲击除锈，使钢体货车表面的氧化物脱落。手工除锈操作简单，但效率较低，车体面积大，除锈耗时较长。同时，除锈作业环境恶劣，特别是气铲在冲击过程中会产生高分贝噪声，对操作者的健康有很大影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种敞车货车的车体自动除锈系统及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
2、本申请提供了一种敞车货车的车体自动除锈系统，包括：
3、桁架结构，所述桁架结构包括三轴移动组件，所述三轴移动组件横跨设置于车体上方；
4、工业机器人，所述工业机器人设置于所述三轴移动组件上；
5、气铲，所述气铲设置于所述工业机器人的机械臂上，用于对所述车体表面进行除锈；
6、相机系统，所述相机系统与所述机械臂保持固定位姿关系；
7、控制系统，所述控制系统与所述工业机器人和所述相机系统连接，用于获取所述相机系统
8、可选的，所述气铲包括主体、铲头和缓冲机构，所述铲头安装在主体的一端，所述缓冲机构安装在主体的另一端，所述缓冲机构与所述工业机器人的机械臂连接。
9、可选的，所述相机系统包括2个红外单目成像相机、1个彩色单目相机及红外结构光源，其中，所述红外结构光源用于在车体表面形成图斑；所述红外单目成像相机用于获取车体表面的点云数据；所述彩色单目相机用于采集车体表面图像信息。
10、可选的，所述缓冲机构包括钢制弹簧、空气弹簧和液压弹簧中的任意一种。
11、基于同一专利技术构思，本申请还提供一种敞车货车的车体自动除锈方法，所述方法上述的敞车货车的车体自动除锈系统进行实施，包括：
12、利用相机系统采集车体表面点云数据和车体表面的图像；
13、基于所述车体表面的图像，利用预训练的锈蚀识别模型识别图像中存在的锈蚀区域；
14、将所述锈蚀区域投影到车体表面点云数据中，得到锈蚀区域点云数据；
15、基于所述锈蚀区域点云数据，通过对预设除锈路径进行修改生成初始除锈路径；
16、通过比对所述车体表面点云数据和初始除锈路径的坐标，判断所述初始除锈路径是否存在碰撞危险，若是，则重新生成除锈路径，得到目标除锈路径。
17、可选的，所述基于所述锈蚀区域点云数据，通过对预设除锈路径进行修改生成初始除锈路径，包括：
18、对所述锈蚀区域点云数据进行抽稀采样处理，得到采样点；
19、获取预设除锈路径，所述预设除锈路径包括若干呈行列排布的除锈点；
20、根据所述采样点的覆盖区域，通过在行列上增加或减少除锈点数量调整所述预设除锈路径投影的形状或/和面积，得到与采样点的覆盖区域匹配的初始除锈路径；并将所述初始除锈路径的起始点移动至与左上第一个采样点对齐。
21、可选的，所述方法还包括：
22、比较锈蚀区域和预设除锈路径覆盖区域的大小，若锈蚀区域的长或宽是预设除锈路径覆盖区域长或宽的两倍及以上，则将锈蚀区域分割为至少两个分区；
23、基于每个分区的形状和面积，对预设除锈路径进行修改。
24、可选的，所述方法还包括：
25、根据采样点及其邻域拟合得到除锈平面，并根据所述除锈平面得到每个采样点的法向量；
26、根据每个采样点的法向量计算机械手目标角度，基于所述机械手目标角度对预设的机械臂位姿数据进行更新。
27、可选的，所述通过比对所述车体表面点云数据和初始除锈路径的坐标，判断所述初始除锈路径是否存在碰撞危险，包括：
28、基于所述初始除锈路径的除锈点生成路径坐标集；
29、基于所述车体表面点云数据和所述路径坐标集，计算所述路径坐标集中的每一个坐标到车体表面的距离，判断距离是否小于预设阈值；
30、若距离小于预设阈值，则存在碰撞危险。
31、可选的，所述方法还包括：
32、基于所述车体表面的图像，利用预训练的锈蚀识别模型识别所述锈蚀区域的锈蚀等级，基于锈蚀等级生成除锈次数。，包括：
33、本专利技术的有益效果为：
34、本专利技术通过对相机系统扫描得到的数据进行处理，再根据生成的除锈路径控制工业机器人和三轴移动组件动作，使气铲对锈蚀区域进行作业，与现有人工除锈方式比较，能实现自动化、无人化除锈，大大降低了操作者的劳动强度，改善了作业环境，除锈效率高、除锈质量稳定且对操作者的伤害小。
35、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。
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1.一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述气铲(300)包括主体(301)、铲头(302)和缓冲机构(303)，所述铲头(302)安装在主体(301)的一端，所述缓冲机构(303)安装在主体(301)的另一端，所述缓冲机构(303)与所述工业机器人(200)的机械臂连接。
3.根据权利要求1所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述相机系统(400)包括2个红外单目成像相机、1个彩色单目相机及红外结构光源，其中，所述红外结构光源用于在车体表面形成图斑；所述红外单目成像相机用于获取车体表面的点云数据；所述彩色单目相机用于采集车体表面图像信息。
4.根据权利要求2所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述缓冲机构(303)包括钢制弹簧、空气弹簧和液压弹簧中的任意一种。
5.一种敞车货车的车体自动除锈方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至4任意一项的所述的敞车货车的车体自动除锈系统进行实施，包括：
6.根据权利要求
7.根据权利要求6所述的敞车货车的车体自动除锈方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求6所述的敞车货车的车体自动除锈方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求5所述的敞车货车的车体自动除锈方法，其特征在于，所述通过比对所述车体表面点云数据和初始除锈路径的坐标，判断所述初始除锈路径是否存在碰撞危险，包括：
10.根据权利要求5所述的敞车货车的车体自动除锈方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述气铲(300)包括主体(301)、铲头(302)和缓冲机构(303)，所述铲头(302)安装在主体(301)的一端，所述缓冲机构(303)安装在主体(301)的另一端，所述缓冲机构(303)与所述工业机器人(200)的机械臂连接。
3.根据权利要求1所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述相机系统(400)包括2个红外单目成像相机、1个彩色单目相机及红外结构光源，其中，所述红外结构光源用于在车体表面形成图斑；所述红外单目成像相机用于获取车体表面的点云数据；所述彩色单目相机用于采集车体表面图像信息。
4.根据权利要求2所述的一种敞车货车的车体自动除锈系统，其特征在于，所述缓冲机构(303)包括钢制弹簧、空气弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：马学涛，林耀，孙晓彤，何勇，梁腾月，高亮，吴迪，刘亚东，李春昱，高暨衡，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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