本發(fā)明涉及激光加工和人工智能控制，具體而言，涉及一種機(jī)載雷達(dá)罩激光除漆路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、機(jī)載雷達(dá)罩是飛機(jī)重要部件，由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成，在不影響雷達(dá)性能前提下保護(hù)雷達(dá)系統(tǒng)并保證整機(jī)氣動(dòng)外形。在復(fù)雜工作環(huán)境下，劃痕和掉漆是常見(jiàn)損傷類(lèi)型。劃痕是條形損傷，由尖銳物體碰擦導(dǎo)致，如飛行中沙粒或工作梯意外碰擦；掉漆主要因漆層老化、附著力下降。對(duì)于漆層范圍內(nèi)的劃痕和掉漆損傷，維護(hù)方式為脫漆補(bǔ)漆等修補(bǔ)工序。

2、目前雷達(dá)罩除漆多采用傳統(tǒng)清洗方式，如機(jī)械、物理、化學(xué)或電化學(xué)清洗，雖操作簡(jiǎn)單、成本低，但存在損傷表面基體、環(huán)境污染、依賴(lài)人力等問(wèn)題，且在針對(duì)性清洗中因操作精度問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)過(guò)度維護(hù)甚至全表面除漆情況，造成維護(hù)效率低和資源浪費(fèi)。為縮短維修周期、減少維護(hù)成本，需應(yīng)用更智能高效的除漆方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問(wèn)題是上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題中的一個(gè)或者多個(gè)。

2、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種機(jī)載雷達(dá)罩激光除漆路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

3、第一方面，本發(fā)明提供一種機(jī)載雷達(dá)罩激光除漆路徑規(guī)劃方法，包括：

4、獲取待除漆目標(biāo)工件的二值化特征圖像；

5、對(duì)所述二值化特征圖像進(jìn)行連通域提取得到多個(gè)連通域，對(duì)所有所述連通域進(jìn)行合并處理，得到多個(gè)合并分區(qū)；

6、對(duì)各所述合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，得到對(duì)應(yīng)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)各所述合并分區(qū)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)所述合并分區(qū)進(jìn)行全局規(guī)劃，得到全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果。

8、可選地，每個(gè)所述連通域包括對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)集合，所述對(duì)所有所述連通域進(jìn)行合并，得到多個(gè)合并分區(qū)，包括：

9、基于各所述坐標(biāo)集合得到對(duì)應(yīng)所述連通域的坐標(biāo)極值，并根據(jù)各所述坐標(biāo)極值得到對(duì)應(yīng)所述連通域的規(guī)則矩形邊界；

10、對(duì)所有所述規(guī)則矩形邊界進(jìn)行合并，得到多個(gè)所述合并分區(qū)。

11、可選地，所述對(duì)所有所述規(guī)則矩形邊界進(jìn)行合并，得到多個(gè)所述合并分區(qū)，包括：

12、將所有所述規(guī)則矩形邊界進(jìn)行排序，得到規(guī)則矩形邊界集合；

13、根據(jù)預(yù)設(shè)合并判據(jù)對(duì)所述規(guī)則矩形邊界集合中各數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，得到多個(gè)所述合并分區(qū)。

14、可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)合并判據(jù)對(duì)所述規(guī)則矩形邊界集合中各數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，得到多個(gè)所述合并分區(qū)，包括

15、執(zhí)行合并過(guò)程，所述合并過(guò)程包括：

16、選取當(dāng)前所述規(guī)則矩形邊界集合中第一規(guī)則矩形邊界和目標(biāo)規(guī)則矩形邊界，所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界為任一當(dāng)前所述規(guī)則矩形邊界集合中非所述第一規(guī)則矩形邊界的其他規(guī)則矩形邊界；

17、判斷所述第一規(guī)則矩形邊界與所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界是否滿(mǎn)足所述預(yù)設(shè)合并判據(jù)；

18、若滿(mǎn)足，將所述第一規(guī)則矩形邊界和所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界進(jìn)行合并，并將合并后的區(qū)域數(shù)據(jù)作為所述第一規(guī)則矩形邊界，返回執(zhí)行所述合并過(guò)程，直至遍歷所述規(guī)則矩形邊界集合中所有所述規(guī)則矩形邊界，得到合并后的當(dāng)前拍矩形邊界集合；

19、若不滿(mǎn)足，則順次選擇下一所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界，返回判斷所述第一規(guī)則矩形邊界與所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界是否滿(mǎn)足所述預(yù)設(shè)合并判據(jù)的步驟，直至遍歷所述規(guī)則矩形邊界集合中所有所述目標(biāo)規(guī)則矩形邊界，得到所述當(dāng)前拍矩形邊界集合；

20、將所述當(dāng)前拍矩形邊界集合中所述第一規(guī)則矩形邊界作為所述合并分區(qū)，并將所述當(dāng)前拍矩形邊界集合中剩余所述規(guī)則矩形邊界構(gòu)成當(dāng)前所述規(guī)則矩形邊界集合，并返回執(zhí)行所述合并過(guò)程，重復(fù)上述過(guò)程，直至得到所有所述合并分區(qū)。

21、可選地，所述根據(jù)預(yù)設(shè)合并判據(jù)對(duì)所述規(guī)則矩形邊界集合中各數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，得到多個(gè)所述合并分區(qū)，包括：

22、所述設(shè)合并判據(jù)為：

23、

24、其中，為第1個(gè)所述連通域x軸極值中點(diǎn)，有為第1個(gè)所述連通域y軸極值中點(diǎn)，有第k個(gè)連通域x軸極值中點(diǎn)第k個(gè)所述連通域的y軸極值中點(diǎn)分別為第1個(gè)所述連通域的xy坐標(biāo)極值，分別為第k個(gè)所述連通域的xy坐標(biāo)極值；

25、在執(zhí)行所述合并過(guò)程時(shí)，當(dāng)?shù)趉-1次滿(mǎn)足預(yù)設(shè)合并判據(jù)時(shí)，合并后的所述當(dāng)前拍矩形邊界集合為：

26、

27、其中，bc為所述當(dāng)前拍矩形邊界集合，k為所述規(guī)則矩形邊界的編號(hào)序列，t記為所述規(guī)則矩形邊界的總計(jì)數(shù)量。

28、可選地，所述對(duì)各所述合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，得到對(duì)應(yīng)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，包括：

29、對(duì)各所述合并分區(qū)進(jìn)行局部自定義啟發(fā)的路徑覆蓋，得到對(duì)應(yīng)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)；

30、其中，各所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)選取過(guò)程包括：

31、根據(jù)所有所述合并分區(qū)確定有效目標(biāo)區(qū)域的面積，并獲取對(duì)應(yīng)的靜距；

32、根據(jù)所述有效目標(biāo)區(qū)域的面積和對(duì)應(yīng)的所述靜距確定形心位置，并基于各所述合并分區(qū)獲取對(duì)應(yīng)的邊界成員集合；

33、根據(jù)各所述邊界成員集合和所述形心位置確定對(duì)應(yīng)的所述起始點(diǎn)。

34、可選地，所述根據(jù)各所述邊界成員集合和所述形心位置確定對(duì)應(yīng)的所述起始點(diǎn)，包括：

35、計(jì)算每個(gè)所述邊界成員集合中各成員與所述形心位置的距離，得到多個(gè)距離數(shù)據(jù)；

36、通過(guò)所有所述距離數(shù)據(jù)中選取最小值對(duì)應(yīng)的所述成員作對(duì)應(yīng)的所述起始點(diǎn)。

37、可選地，所述根據(jù)各所述合并分區(qū)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)所述合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，得到全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果，包括：

38、將每個(gè)所述合并分區(qū)作為全局節(jié)點(diǎn)，基于復(fù)合蟻群算法對(duì)所有全局節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn)規(guī)劃，得到所述全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果；

39、其中，所述復(fù)合蟻群算法包括蟻群循環(huán)變體模型。

40、可選地，所述根據(jù)各所述合并分區(qū)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)所述合并分區(qū)進(jìn)行全局規(guī)劃，得到全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果，包括：

41、通過(guò)對(duì)各所述合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，有效掃描待除漆目標(biāo)工中的預(yù)期除漆區(qū)域，獲得相應(yīng)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)；并通過(guò)全局規(guī)劃，根據(jù)各路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)計(jì)算出各合并分區(qū)的最佳訪問(wèn)次序，以確保激光以最短距離準(zhǔn)確覆蓋每個(gè)合并分區(qū)，得到所述全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果。

42、第二方面，本發(fā)明提供了一種機(jī)載雷達(dá)罩激光除漆路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

43、獲取單元，用于獲取待除漆目標(biāo)工件的二值化特征圖像；

44、合并單元，用于對(duì)所述二值化特征圖像進(jìn)行連通域提取得到多個(gè)連通域，對(duì)所有所述連通域進(jìn)行合并處理，得到多個(gè)合并分區(qū)；

45、規(guī)劃單元，用于對(duì)各所述合并分區(qū)進(jìn)行全局規(guī)劃，得到對(duì)應(yīng)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)；

46、所述規(guī)劃單元還用于根據(jù)各所述合并分區(qū)的所述路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)對(duì)所述合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，得到全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果。

47、本發(fā)明的機(jī)載雷達(dá)罩激光除漆路徑規(guī)劃方法及系統(tǒng)有益效果是：首先，通過(guò)圖像處理技術(shù)獲取待除漆工件的圖像，并將其轉(zhuǎn)換為二值化特征圖像。這一步驟的目的是提取出工件表面的特征，便于后續(xù)處理。再對(duì)二值化特征圖像進(jìn)行連通域提取，識(shí)別出圖像中不同的連通區(qū)域。這些連通域代表了工件表面不同的漆層區(qū)域。通過(guò)連通域分析，可將圖像中相互連接的像素點(diǎn)歸為同一組，形成多個(gè)連通域。將提取到的多個(gè)連通域進(jìn)行合并，如可通過(guò)設(shè)定的合并規(guī)則方式進(jìn)行合并操作，得到多個(gè)合并分區(qū)。這一步驟可以減少路徑規(guī)劃的復(fù)雜性，因?yàn)楹喜⒑蟮膮^(qū)域通常比單個(gè)連通域更大，便于激光除漆的操作。最后路徑規(guī)劃過(guò)程，先對(duì)每個(gè)合并分區(qū)進(jìn)行路徑規(guī)劃，生成對(duì)應(yīng)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)。這一過(guò)程涉及到局部自定義啟發(fā)方式的路徑覆蓋方式，例如，弓形覆蓋，內(nèi)螺旋覆蓋，向內(nèi)步進(jìn)覆蓋等方式，目的為了得到合并分區(qū)范圍內(nèi)僅對(duì)漆層部分進(jìn)行掃描的預(yù)期覆蓋路徑，旨在于后續(xù)的激光掃描清洗可得到合并數(shù)量對(duì)應(yīng)的規(guī)則矩形脫漆區(qū)域，以確保激光在除漆過(guò)程中能夠高效覆蓋每個(gè)合并分區(qū)，避免遺漏或重復(fù)。最后，根據(jù)各合并分區(qū)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，進(jìn)行全局復(fù)合路徑規(guī)劃結(jié)果。這一步驟的目的是將所有合并分區(qū)的路徑整合成一條連續(xù)的激光除漆路徑，以提高工作效率和減少操作時(shí)間。

48、因此，本發(fā)明通過(guò)合并連通域，減少了路徑規(guī)劃的復(fù)雜性，使得激光除漆的過(guò)程更加高效，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)；同時(shí)，在若干合并的規(guī)則圖形范圍內(nèi)(合并分區(qū))實(shí)現(xiàn)僅針對(duì)于預(yù)期除漆區(qū)域的有效掃描路徑規(guī)劃，使待補(bǔ)漆區(qū)域規(guī)則化，在此基礎(chǔ)上，利用全局規(guī)劃，計(jì)算得出全局的多合并分區(qū)的最佳訪問(wèn)次序，確保激光能夠覆蓋每個(gè)合并分區(qū)，提高清除效率和精度，為后續(xù)補(bǔ)漆維護(hù)工序提供計(jì)算和操作便利；而優(yōu)化的路徑規(guī)劃也可減少激光的使用時(shí)間，從而降低能耗和設(shè)備磨損，降低整體作業(yè)成本；且該方法可以適應(yīng)不同形狀和大小的工件，具有較強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性，