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、通過靜電除塵器對(duì)經(jīng)過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，由于干冰清洗無需使用水源，也無需利用機(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。