本發(fā)明涉及建筑物清洗，尤其是涉及一種干冰清洗方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、建筑物維護(hù)對(duì)于延長(zhǎng)建筑使用壽命、保持建筑美觀以及確保其功能性至關(guān)重要?，F(xiàn)有的建筑物清洗方法通常依賴于高壓水流、化學(xué)清洗劑和機(jī)械工具，這些方式存在耗時(shí)、耗水、環(huán)境污染、容易損壞建筑表面等問題，對(duì)于一些特殊的建筑物，如歷史建筑物，由于其具有獨(dú)特的文化和藝術(shù)價(jià)值，因此需要避免其表面的損壞，而現(xiàn)有的建筑物清洗方法難以同時(shí)兼顧清洗效果和建筑表面完好性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種干冰清洗方法及裝置，以解決現(xiàn)有的建筑物清洗方法難以同時(shí)兼顧清洗效果和建筑表面完好性的技術(shù)問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種干冰清洗方法，包括：

3、獲取待清洗建筑的建筑表面圖像，并對(duì)所述建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別；

4、當(dāng)識(shí)別到所述建筑表面圖像中存在污漬時(shí)，獲取所述污漬的污漬信息；

5、根據(jù)所述污漬信息，確定當(dāng)前的干冰噴射參數(shù)；

6、基于所述干冰噴射參數(shù)，對(duì)所述污漬進(jìn)行干冰噴射。

7、作為優(yōu)選方案，所述獲取待清洗建筑的建筑表面圖像，并對(duì)所述建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別，具體包括：

8、獲取所述待清洗建筑的建筑表面的多光譜圖像，并將所述多光譜圖像作為所述建筑表面圖像；

9、利用預(yù)先訓(xùn)練好的污漬識(shí)別模型對(duì)所述多光譜圖像進(jìn)行污漬識(shí)別，獲得污漬識(shí)別結(jié)果；其中，所述污漬識(shí)別模型是利用具有污漬標(biāo)記信息的多光譜訓(xùn)練圖像對(duì)多通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練而獲得的；

10、當(dāng)基于所述污漬識(shí)別結(jié)果確定存在任意一種類型的污漬時(shí)，判定所述建筑表面圖像中存在污漬。

11、作為優(yōu)選方案，所述利用預(yù)先訓(xùn)練好的污漬識(shí)別模型對(duì)所述多光譜圖像進(jìn)行污漬識(shí)別，獲得污漬識(shí)別結(jié)果，具體包括：

12、對(duì)所述多光譜圖像進(jìn)行特征提取，獲得多模態(tài)污漬特征；

13、利用cbam模塊對(duì)所述多模態(tài)污漬特征進(jìn)行特征強(qiáng)化，獲得強(qiáng)化污漬特征；

14、利用分類器對(duì)所述強(qiáng)化污漬特征進(jìn)行污漬識(shí)別，生成污漬概率熱力圖；

15、根據(jù)所述污漬概率熱力圖，確定污漬邊界框和目標(biāo)污漬類型；

16、采用fast角點(diǎn)檢測(cè)算法在所述污漬邊界框內(nèi)提取預(yù)設(shè)數(shù)量的候選點(diǎn)，并基于各個(gè)所述候選點(diǎn)的梯度幅值，獲取若干個(gè)污漬特征點(diǎn)；

17、基于灰度梯度法對(duì)若干個(gè)所述污漬特征點(diǎn)的位置進(jìn)行迭代優(yōu)化，直至所述污漬特征點(diǎn)的位置變化量小于預(yù)設(shè)像素值，根據(jù)迭代優(yōu)化后的各個(gè)污漬特征點(diǎn)的質(zhì)心，確定目標(biāo)污漬中心位置；

18、根據(jù)所述目標(biāo)污漬類型和所述目標(biāo)污漬中心位置，獲得所述污漬識(shí)別結(jié)果。

19、作為優(yōu)選方案，所述獲取所述污漬的污漬信息，具體包括：

20、采用激光雷達(dá)對(duì)所述待清洗建筑的建筑表面進(jìn)行掃描，構(gòu)建三維建筑表面模型；

21、根據(jù)所述三維建筑表面模型中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及迭代優(yōu)化后的各個(gè)污漬特征點(diǎn)的位置，確定所述三維建筑表面模型中的污漬區(qū)域；

22、根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)和所述污漬區(qū)域，計(jì)算所述污漬區(qū)域的污漬面積以及所述待清洗建筑的建筑表面面積，并計(jì)算所述污漬區(qū)域與所述建筑表面之間的最大距離差；

23、根據(jù)所述污漬面積以及所述建筑表面面積，計(jì)算所述污漬區(qū)域的面積占比，并基于預(yù)設(shè)的不同面積占比和距離差所對(duì)應(yīng)的污漬頑固級(jí)別，確定所述污漬區(qū)域的面積占比和所述最大距離差所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)污漬頑固級(jí)別；

24、根據(jù)所述目標(biāo)污漬類型、所述目標(biāo)污漬中心位置和所述目標(biāo)污漬頑固級(jí)別，確定所述污漬的污漬信息。

25、作為優(yōu)選方案，所述根據(jù)所述污漬信息，確定當(dāng)前的干冰噴射參數(shù)，具體包括：

26、根據(jù)預(yù)設(shè)的不同污漬類型和污漬頑固級(jí)別所對(duì)應(yīng)的干冰噴射參數(shù)，確定當(dāng)前的干冰噴射壓力、干冰顆粒密度和干冰噴射時(shí)間；

27、根據(jù)所述目標(biāo)污漬中心位置，確定當(dāng)前的干冰噴射角度；

28、根據(jù)所述干冰噴射壓力、所述干冰顆粒密度、所述干冰噴射時(shí)間和所述干冰噴射角度，確定當(dāng)前的所述干冰噴射參數(shù)。

29、作為優(yōu)選方案，所述基于所述干冰噴射參數(shù)，對(duì)所述污漬進(jìn)行干冰噴射，具體包括：

30、根據(jù)所述干冰噴射角度，對(duì)當(dāng)前的干冰噴射噴頭進(jìn)行調(diào)整，以使所述干冰噴射噴頭對(duì)準(zhǔn)所述目標(biāo)污漬中心位置；

31、根據(jù)所述污漬概率熱力圖，確定不同位置的污漬密度；

32、根據(jù)預(yù)設(shè)的清潔區(qū)域邊界信息和運(yùn)動(dòng)約束參數(shù)，以所述目標(biāo)污漬中心位置為起點(diǎn)，按照所述污漬密度從大至小的順序進(jìn)行路徑規(guī)劃，獲得干冰噴射軌跡；

33、按照所述干冰噴射壓力、所述干冰顆粒密度和所述干冰噴射時(shí)間，利用所述干冰噴射噴頭進(jìn)行干冰噴射，并按照所述干冰噴射軌跡移動(dòng)所述干冰噴射噴頭。

34、作為優(yōu)選方案，所述基于所述干冰噴射參數(shù)，對(duì)所述污漬進(jìn)行干冰噴射之后，所述方法還包括：

35、對(duì)干冰噴射區(qū)域內(nèi)的混合氣體進(jìn)行回收；其中，所述混合氣體包括干冰顆粒、污垢和二氧化碳；

36、通過(guò)旋風(fēng)分離器對(duì)所述混合氣體進(jìn)行一次分離處理，以從所述混合氣體中分離獲得所述污垢和所述干冰顆粒，并分別將所述污垢和所述干冰顆粒收集于預(yù)設(shè)的污垢儲(chǔ)罐和干冰儲(chǔ)罐；

37、通過(guò)靜電除塵器對(duì)經(jīng)過(guò)一次分離處理的剩余混合氣體進(jìn)行二次分離處理，以從所述剩余混合氣體中分離獲得所述二氧化碳，并將所述二氧化碳液化后收集于預(yù)設(shè)的二氧化碳儲(chǔ)罐，或者將所述二氧化碳通過(guò)分子篩吸附并存儲(chǔ)。

38、作為優(yōu)選方案，所述方法還包括：

39、當(dāng)識(shí)別到所述建筑表面圖像中不存在污漬時(shí)，計(jì)算當(dāng)前位置與所述待清洗建筑的建筑表面邊緣之間的相距距離；

40、當(dāng)所述相距距離大于第一預(yù)設(shè)距離時(shí)，沿所述待清洗建筑的建筑表面的法線向所述建筑表面邊緣移動(dòng)，并實(shí)時(shí)計(jì)算所述相距距離；當(dāng)檢測(cè)到所述相距距離在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)不變時(shí)，后退預(yù)設(shè)距離后切換移動(dòng)角度并繼續(xù)向所述建筑表面邊緣移動(dòng)，直至檢測(cè)到所述相距距離在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)變小，重新獲取所述待清洗建筑的建筑表面圖像，并對(duì)所述建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別；

41、當(dāng)所述相距距離小于或等于所述第一預(yù)設(shè)距離，且大于或等于第二預(yù)設(shè)距離時(shí)，按照預(yù)設(shè)的所述待清洗建筑的建筑表面材質(zhì)所對(duì)應(yīng)的逼近速度，向所述建筑表面邊緣移動(dòng)，并在移動(dòng)過(guò)程中以10hz的頻率更新所述相距距離，對(duì)所述建筑表面進(jìn)行多光譜掃描，以重新獲取所述待清洗建筑的建筑表面圖像，并對(duì)所述建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別；

42、當(dāng)所述相距距離小于所述第二預(yù)設(shè)距離時(shí)，向所述建筑表面邊緣移動(dòng)，直至所述相距距離達(dá)到預(yù)設(shè)最小距離，利用接觸傳感器陣列檢測(cè)所述建筑表面的壓力分布變化，并基于所述壓力分布變化計(jì)算所述建筑表面的接觸壓力標(biāo)準(zhǔn)差；當(dāng)所述接觸壓力標(biāo)準(zhǔn)差大于預(yù)設(shè)壓力標(biāo)準(zhǔn)差閾值時(shí)，向所述建筑表面發(fā)射振動(dòng)信號(hào)，以識(shí)別所述建筑表面上是否存在污漬；若存在，則重新獲取所述待清洗建筑的建筑表面圖像，并對(duì)所述建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別；若不存在，則按照預(yù)設(shè)的干冰清洗參數(shù)，對(duì)所述建筑表面進(jìn)行干冰噴射。

43、作為優(yōu)選方案，所述方法還包括：

44、實(shí)時(shí)檢測(cè)所述干冰儲(chǔ)罐內(nèi)的干冰余量；

45、當(dāng)檢測(cè)到所述干冰余量小于預(yù)設(shè)余量閾值時(shí)，發(fā)出余量不足警報(bào)信息。

46、本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供一種干冰清洗裝置，包括外殼、移動(dòng)模塊、存儲(chǔ)模塊、回收模塊、伸縮臂模塊、干冰噴射模塊和控制模塊；

47、所述移動(dòng)模塊設(shè)于所述外殼的兩側(cè)；所述存儲(chǔ)模塊、所述回收模塊和所述伸縮臂模塊均設(shè)于所述外殼上；

48、所述干冰噴射模塊設(shè)于所述伸縮臂模塊的端部，所述干冰噴射模塊包括高壓空氣產(chǎn)生模塊、干冰噴射噴頭和真空吸附模塊；所述干冰噴射噴頭的輸入端與所述高壓空氣產(chǎn)生模塊的氣體輸出端連接，且所述干冰噴射噴頭的輸入端通過(guò)干冰輸送管道與所述回收模塊連接；所述真空吸附模塊靠近所述干冰噴射噴頭進(jìn)行設(shè)置，且所述真空吸附模塊與所述回收模塊連接；

49、所述存儲(chǔ)模塊包括污垢儲(chǔ)罐、干冰儲(chǔ)罐和二氧化碳儲(chǔ)罐，所述回收模塊具有污垢分離口、干冰分離口和二氧化碳分離口，所述污垢分離口、所述干冰分離口和所述二氧化碳分離口分別與所述污垢儲(chǔ)罐、所述干冰儲(chǔ)罐和所述二氧化碳儲(chǔ)罐連接；

50、所述控制模塊設(shè)于所述外殼內(nèi)，且所述控制模塊的控制端分別與所述移動(dòng)模塊的受控端、所述存儲(chǔ)模塊的受控端、所述回收模塊的受控端、所述伸縮臂模塊的受控端和所述干冰噴射模塊的受控端連接；所述控制模塊用于執(zhí)行如第一方面中任一項(xiàng)所述的干冰清洗方法。

51、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的有益效果在于，通過(guò)對(duì)待清洗建筑的建筑表面圖像進(jìn)行污漬識(shí)別，并在識(shí)別到存在污漬后，基于污漬信息進(jìn)行干冰清洗，由于干冰清洗無(wú)需使用水源，也無(wú)需利用機(jī)械工具與建筑表面進(jìn)行接觸，從而能夠迅速去除建筑表面的污漬的同時(shí)，不會(huì)造成二次污染，也不會(huì)損壞建筑表面，從而能夠同時(shí)兼顧清洗效果和建筑表面完好性。