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一种基于网衣清洗装置的自动清洗方法 

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摘要:本发明提供了一种基于网衣清洗装置的自动清洗方法,网衣清洗装置包括洗网机器人、网络摄像机、照明灯、水压传感器和超短基线定位系统,网络摄像机分别位于洗网机器人前后,照明灯分别位于洗网机器人的前后,水压传感器位于洗网机器人的密封舱上,超短基线定位系统包括基站和信标,基站固定在网箱的框架上,信标位于洗网机器人身上,网箱的框架上安装有网衣。通过本发明的技术方案,提供了一种自动进行清洗的方法,解决对网衣清洗自动化操作的需求。本发明结合超短基线定位技术、机器视觉技术、机载水压传感器实现洗网机器人的自动洗网方法,减少对操作员的要求,节约人力,并提高清洗的覆盖率。

主权项:1.一种基于网衣清洗装置的自动清洗方法,其特征在于,所述网衣清洗装置包括洗网机器人1、网络摄像机2、照明灯3、水压传感器6和超短基线定位系统,网络摄像机2分别位于洗网机器人1前后,照明灯3分别位于洗网机器人1的前后,水压传感器6位于洗网机器人1的密封舱上,超短基线定位系统包括基站4和信标5,信标5位于洗网机器人1身上;具体包括以下步骤:步骤S1、网箱7中固定安装超短基线基站4,基站4固定在网箱7的框架上7;步骤S2、程序预定清洗路径9,完成环形清洗一层,向斜下方行走,增加洗网机器人1所处位置的深度H,H≤Hclean,Hclean是机器人洗盘的实际清洗宽度,运行时顺时针一层,逆时针一层,依次循环,直至清洗整个网衣8;步骤S3、洗网机器人1在水面附近贴紧网箱7的网衣8后,启动自动清洗模式,根据超短基线定位给出的当前位置记为初始位置Ps,此时将目标深度Hdepth设定为1,即保持1米水深,横向进行第一层清洗,采用深度控制模式,使用闭环负反馈控制算法控制机器人的所处深度,保持在Hdepth±ΔH以内;步骤S4、深度控制模式具体包括以下步骤:当前深度与目标深度Hdepth的误差|Herror|>ΔH时,进行深度调节,Lnow是洗网机器人1当前的机头朝向,根据Herror计算出洗网机器人1机头需要调整到的朝向Lobj和水平向前方向L0的夹角θ∈-θlinit,θlimit,S1是系数加权,是根据工程经验调试获得的,V是机器人运行的推算速度,将θ限定在最大允许角度±θlimit范围内,从而得到机器人机头需要旋转的角度Δθ,机器人旋转Δθ后即达到机头朝向Lobj,在按照新机头朝向Lobj运行Tdepth时间后,再次判断误差是否满足|Herror|>ΔH并计算新的θ和Δθ,即以Tdepth为深度控制周期使得机器人沿着Hdepth±ΔH运行;深度控制持续时间Tcontinuous将在|Herror|≤ΔH成立时或者图像循迹模式生效时清零,若持续运行了规定的最大深度控制时间Tlimit后,深度仍然不能达到|Herror|<ΔH,说明深度控制失效,此时切换为定身模式并报警等待人工接管;步骤S5、不断查询超短基线定位信息,只判断定位数据的水平坐标x和y,不需要判断垂直坐标z,判断是否已经完成一层的清洗,回到起始位置Ps;步骤S6、判断已经完成一层清洗后,进行超短基线定位数据处理,剔除超短基线定位异常值,并计算清洗深度的方差R,设置RThreshold为阈深度误差值,每清洗完一层,计算方差R,当这一层的R>RThreshold时,视为存在漏清洗可能,发出本层漏洗风险警告,将本层深度赋给Hdepth,程序自动引导机器人按照深度控制重新清洗本层;同时,在上位机中使用三维方式绘制洗网机器人1在网箱7的清洗路径图,允许手动选取某一水层,控制洗网机器人1对该水层进行重复清洗;步骤S7、已经完成一层清洗且无漏洗风险警告情况下,在接下来更深一层的清洗时,首先使用深度控制模式向斜下方行走,增加洗网机器人1所处位置的深度H,机器人切换前进方向,采用与上一层相反的方向为艏向的方式,记录本层清洗的起始位置Ps,从第二层开始可以采用图像循迹模式;步骤S8、图像循迹模式具体包括以下步骤:识别得到未清洗区域和清洗区域的分割线10,在图像中的比例k%位置划有参考线12,如果附着的区域在左侧,则从图像左边缘向右计k%找到参考线12,如果附着区域在右侧,则从图像右边缘向左计k%找到参考线12;计算提取分割线10与参考线12的横向误差ΔE,且计算分割线10与图像水平边线的角度为α,计算航向误差Δα=α-90,计算出需要调整机器人转向的角度,并对角度进行限制在允许的范围内,其中S2是系数,V是推算速度,转向角度和速度组成的控制向量根据视频实时计算并更新;步骤S9、出现无法识别到分割线10的情况,此时将从图像循迹模式临时切换为深度控制模式,将保持机器人深度Hdepth±ΔH运行,即Hdepth为图像循迹模式失效时,洗网机器人1所处的深度,使用深度控制模式运行;步骤S10、重复执行步骤S5-S9自动清洗整个网衣,根据三维清洗轨迹对整个网箱的清洗工作进行复盘。

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