本實(shí)用新型涉及高空清洗作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的高層建筑外表面清洗機(jī)器人大多都是仿真實(shí)高空蜘蛛人清洗模式而演化出來(lái)的，其中的視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)是依靠攝像頭來(lái)完成。攝像頭簡(jiǎn)單固定地安裝在機(jī)器人的前端上。

現(xiàn)有技術(shù)中攝像頭雖然能夠識(shí)別工作面以及非工作面，但是由于其固定安裝，驅(qū)動(dòng)方式不靈活，會(huì)存在識(shí)別不精確，難以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求。

而且現(xiàn)有的機(jī)器人對(duì)工作面傾斜角度(平面)的測(cè)量、曲率的空間變化的識(shí)別以及對(duì)高層幕墻清潔機(jī)器人的越障能力的提升有限，不利于高層幕墻清潔機(jī)器人在復(fù)雜工況下工作。其中，所述括號(hào)內(nèi)的“平面”是指高層外墻清洗時(shí)豎直面。

因此，針對(duì)以上不足，需要提供了一種雙滾刷向心力清洗裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本實(shí)用新型的目的是提供一種三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)中清洗機(jī)器人的攝像頭驅(qū)動(dòng)方式不靈活、識(shí)別不精確、信息收集能力不足及難以滿足高層幕墻清潔工況要求的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，其包括舵機(jī)固定架、第一自由度舵機(jī)、第二自由度舵機(jī)、第三自由度舵機(jī)、第一固定板、第二固定板、第三固定板及設(shè)置在第二固定板和/或第三固定板上的識(shí)別采集單元；

所述第一自由度舵機(jī)固定在舵機(jī)固定架上，所述第一固定板由所述第一自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)所述舵機(jī)固定架旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)；

所述第二自由度舵機(jī)固定在所述第一固定板上，所述第二固定板由所述第二自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)所述第一固定板折疊式運(yùn)動(dòng)；

所述第三自由度舵機(jī)固定在所述第二固定板上，所述第三固定板由所述第三自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)所述第二固定板折疊式運(yùn)動(dòng)。

其中，所述第二固定板與所述第一固定板鉸接。

其中，所述第三固定板與所述第二固定板鉸接。

其中，所述第一固定板為半圓形，所述舵機(jī)固定架具有容納第一自由度舵機(jī)和所述第一固定板的半圓形開(kāi)口腔體。

其中，所述識(shí)別采集單元包括攝像頭，所述攝像頭設(shè)置在所述第三固定板上。

其中，所述識(shí)別采集單元還包括超聲波測(cè)距單元，所述超聲波測(cè)距單元設(shè)置在所述第二固定板上，用于收集工作面曲率信息。

其中，還包括控制單元，所述第一自由度舵機(jī)、第二自由度舵機(jī)、第三自由度舵機(jī)分別與所述控制單元連接。

其中，所述攝像頭、超聲波測(cè)距單元分別與所述控制單元連接，在控制單元的控制下進(jìn)行識(shí)別和信息搜集工作。

(三)有益效果

本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型提供的三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)中，第一固定板在第一自由度舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)下而相對(duì)舵機(jī)固定架轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二自由度舵機(jī)、第二固定板、第三自由度舵機(jī)、第三固定板及識(shí)別采集單元整體的轉(zhuǎn)動(dòng)；第二固定板由第二自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)而折疊式運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第三自由度舵機(jī)、第三固定板及識(shí)別采集單元整體的折疊式運(yùn)動(dòng)；第三固定板由第三自由度舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第三固定板上識(shí)別采集單元整體的折疊式運(yùn)動(dòng)；這樣就實(shí)現(xiàn)了第三固定板上識(shí)別采集單元在三維空間內(nèi)的自由運(yùn)動(dòng)，從而可以全面地識(shí)別清洗機(jī)器人的工作面和非工作面，識(shí)別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求，滿足高層外墻的清洗作業(yè)。

通過(guò)攝像頭及超聲波測(cè)距單元的配合工作，可提高現(xiàn)有高層幕墻清潔機(jī)器人的工作面識(shí)別效率、搜集工作面和非工作面的傾斜角度(平面)、曲率在空間變化的精準(zhǔn)度，為三維建模提供準(zhǔn)確的信息，裝配有本實(shí)用新型裝置的機(jī)器人能夠高效的識(shí)別工作面、精準(zhǔn)的測(cè)量工作面的傾斜角度(平面)、曲率在空間的變化，大大的提高了機(jī)器人的工作效率，使得機(jī)器人能夠精準(zhǔn)的越過(guò)障礙物，更加接近實(shí)用，本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧靈活、工作效率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)打開(kāi)狀態(tài)的第一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)打開(kāi)狀態(tài)的第二種立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)打開(kāi)狀態(tài)的背部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1：第一自由度舵機(jī)；2：第二自由度舵機(jī)；3：第三自由度舵機(jī)；4：攝像頭；5：超聲波測(cè)距單元；6：舵機(jī)固定架；7：第三固定板；8：第二固定板；9：第一固定板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型提供的三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)包括舵機(jī)固定架6、第一自由度舵機(jī)1、第二自由度舵機(jī)2、第三自由度舵機(jī)3、第一固定板9、第二固定板8、第三固定板7及設(shè)置在第二固定板8和/或第三固定板7上的識(shí)別采集單元，也即可以在第二固定板8上設(shè)置識(shí)別采集單元，也可在第三固定板7上設(shè)置識(shí)別采集單元，還可以在第二固定板8和第三固定板7上同時(shí)設(shè)置識(shí)別采集單元；識(shí)別采集單元可以為攝像頭4或超聲波傳感器。

所述第一自由度舵機(jī)1固定在舵機(jī)固定架6上，第一固定板9由第一自由度舵機(jī)1驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)舵機(jī)固定架6旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)；

第二自由度舵機(jī)2固定在第一固定板9上，第二固定板8由第二自由度舵機(jī)2驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)第一固定板9折疊式運(yùn)動(dòng)；

第三自由度舵機(jī)3固定在第二固定板8上，第三固定板7由第三自由度舵機(jī)3驅(qū)動(dòng)，且相對(duì)第二固定板8折疊式運(yùn)動(dòng)。

上述實(shí)施例中，第一固定板9在第一自由度舵機(jī)1的驅(qū)動(dòng)下而相對(duì)舵機(jī)固定架6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二自由度舵機(jī)2、第二固定板8、第三自由度舵機(jī)3、第三固定板7及識(shí)別采集單元整體的轉(zhuǎn)動(dòng)；第二固定板8由第二自由度舵機(jī)2驅(qū)動(dòng)而折疊式運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第三自由度舵機(jī)3、第三固定板7及識(shí)別采集單元整體的折疊式運(yùn)動(dòng)；第三固定板7由第三自由度舵機(jī)3驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第三固定板7上識(shí)別采集單元整體的折疊式運(yùn)動(dòng)；這樣就實(shí)現(xiàn)了第三固定板7上識(shí)別采集單元在三維空間內(nèi)的自由運(yùn)動(dòng)，從而可以全面地識(shí)別清洗機(jī)器人的工作面和非工作面，識(shí)別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求，滿足高層外墻的清洗作業(yè)。

具體地，第二固定板8與第一固定板9鉸接；第三固定板7與第二固定板8鉸接；采用鉸接方式，簡(jiǎn)單有效，方便第二自由度舵機(jī)2和第三自由度舵機(jī)3對(duì)相應(yīng)驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)。

具體地，第一固定板9為半圓形，舵機(jī)固定架6具有容納第一自由度舵機(jī)1和第一固定板9的半圓形開(kāi)口腔體。半圓形的開(kāi)口腔體在滿足容納要求的同時(shí)也便于半圓形第一固定板9的轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)；半圓形第一固定板9在滿足轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)的同時(shí)，其直邊也便于與第二固定板8鉸接。

具體地，識(shí)別采集單元包括攝像頭4，攝像頭4設(shè)置在第三固定板7上，用于取景和工作面的尺寸信息；識(shí)別采集單元還包括超聲波測(cè)距單元5，具體可為超聲波傳感器，超聲波測(cè)距單元5設(shè)置在第二固定板8上，收集工作面曲率和工作面(平面)傾斜角度的相關(guān)信息。

在機(jī)器人進(jìn)行工作前，攝像頭4要完成機(jī)器人工作環(huán)境的工作面以及非工作面的信息收集工作，作為工作面識(shí)別的基本數(shù)據(jù)庫(kù)。

當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，第二自由度舵機(jī)2開(kāi)始工作，攝像頭4和超聲波測(cè)距單元5從舵機(jī)固定架6的半圓形開(kāi)口腔體中伸出，然后攝像頭4開(kāi)始取景，并與基本數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比：若為工作面，此時(shí)第三自由度舵機(jī)3開(kāi)始工作，攝像頭4隨著第三自由度舵機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)收集工作面空間尺寸的相關(guān)信息并將收集的信息與基本數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行對(duì)比，為機(jī)器人下一步的運(yùn)動(dòng)方式的選取提供數(shù)據(jù)支撐；當(dāng)攝像頭4轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，此時(shí)超聲模塊，即超聲波測(cè)距單元5開(kāi)始工作，收集工作面曲率以及傾斜角度(平面)的相關(guān)信息，為機(jī)器人的越障以及姿態(tài)調(diào)整提供信息；若為非工作面時(shí)，相關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與工作面相同。

優(yōu)選地，還包括控制單元，第一自由度舵機(jī)1、第二自由度舵機(jī)2、第三自由度舵機(jī)3分別與控制單元連接，在控制單元的控制下，第一自由度舵機(jī)1、第二自由度舵機(jī)2、第三自由度舵機(jī)3工作。

具體地，所述攝像頭4、超聲波測(cè)距單元5分別與控制單元連接，在控制單元的控制下進(jìn)行識(shí)別和信息搜集工作。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的三自由度視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)三個(gè)舵機(jī)的配合驅(qū)動(dòng)，攝像頭4在三維空間內(nèi)的自由運(yùn)動(dòng)，從而可以全面地識(shí)別清洗機(jī)器人的工作面和非工作面，識(shí)別更精確，也可以完成復(fù)雜工況下的信息采集要求；通過(guò)攝像頭4和超聲測(cè)距單元，不僅能夠有效地識(shí)別工作面，且可收集工作面和非工作面的傾斜角度(平面)、曲率的空間分布的相關(guān)信息，還能根據(jù)收集到的這些信息進(jìn)行三維空間建模，極大地提高了高層幕墻機(jī)器人的清潔速度節(jié)約了時(shí)間成本。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。