“激流永净”—动车组底部智能清洁设备革命者

简介

一.项目概述 动车组是现代化重要的交通工具。动车组在全天运行的情况下，在车体外表及车下非封闭空间会积攒大量的油污和污垢。传统的动车组底部清洁方式存在清洁效率低、精度低、易造成二次污染、对人体损伤大以及有安全隐患等诸多弊端，亟需一种可行性的智能底部清洁设备。 鉴于此，本团队创造性地提出改进连续-脉冲激光清洗技术和三维扫描激光技术，将这两种技术应用到动车组底部智能清洁机器人中。首先利用改进的三维视觉成像技术扫描动车组底部，可自动生成三维点云模型及污染点，随后利用改进的连续-脉冲激光清洗技术进行底部清洁。机器人主要由清洁装置和软件系统组成。清洁装置主要采用智能机械臂、AGV激光导航车。软件系统基于RTA激光控制系统和信息监管反馈软件平台，实现自动化清洁和实时化控制。 经鉴定，动车组底部智能清洁机器人清洁效率提升33%，清洁精度提高37%，二次污染降低至0，从而有效解决动车组底部清洁领域存在的清洁效率低、精度低、二次污染严重等问题，实现了在提高清洁效率、清洁精度的同时，又能保护动车组底部基底层。 二.创新点 1.方法创新 本机器采用智能激光机械臂、AGV激光导航车、高强度真空吸滤槽与旋转分离器，有效提高清洁效率与清洁精度，避免了清洁后的二次污染。相比与传统的清洁方法我们的智能机器人可更高效的清洁动车组底部，解决行业痛点。 2.技术创新 本项目首次将改进的三维视觉成像技术与连续-脉冲激光清洗技术应用到动车组底部清洁领域并相互作用。为之后激光清洗技术和三维视觉成像技术的发展奠定了基础。 创新点1：改进了三维视觉成像技术，可自动生成三维点云模型及污染点。 利用卷积神经网络，通过扫描动车组底部得出数据作为输入值进行机器深度学习，与云模型对比，能够标注污染点。 同时基于边窗-盒式滤波器的光条图像去噪及梯形拓扑结构的亚像素光束中心提取，改进了三维视觉成像技术，通过扫描动车组底部，可自动生成三维点云模型，清晰标注污染点。 创新点2：改进连续-脉冲激光清洗技术，提高了清洁效率和精度，同时也能保护基底层。 本作品对光学系统进行创新。采用了多套激光器和复合激光清洗镜头。其次，对激光控制系统进行创新。编写了上位机程序，输入调整激光参数。又通过SPI，对接到激光清洗镜头上，将控制连续激光和脉冲激光的参数，进行巧复合，发射出兼顾两束激光优势的一束激光。