CN115307559A - 一种目标定位方法、远距离激光清洗方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及目标定位方法，向目标物分别发射第一束圆环激光和第二束圆环激光，以在目标物上分别形成第一激光圆环和第二激光圆环；由第一图像采集设备和第二图像采集设备分别拍摄第一激光圆环的第一图像，以及第二激光圆环的第二图像；识别第一图像中的第一激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置，以及识别第二图像中的第二激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；若第一激光圆环和第二激光圆环的直径相同，且同心度满足预设范围，则目标定位成功，反之，则重新调整第一束圆环激光和第二束圆环激光的发射方位，并重复上述步骤。有益效果为：根据圆环直径定位距离，以及根据双圆环同心度定位目标位置，实现对目标精准定位，以利于后续进行激光清洗。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗领域，具体涉及一种目标定位方法、远距离激光清洗方法及***。
背景技术
激光清洁技术具有操作简便、高效、绿色、安全等特点，它是在不损伤基件的前提下，通过化学反应以物理方式去除表面废弃物的清洗技术。激光器发射具有连续脉冲的激光束，照射到工件表面，通过控制激光器的阈值及其运动速度，以燃烧、汽化等方式去除表面废弃物，可以达到清洗工件表面的目的。
例如：电厂设备在带电时通常具有高压特性，在清洗带电设备时需要保证在安全距离外操作，而安全距离一般在5米以外，非常不便于清洗目标的定位，特别是操作人员很难去判别清洗目标的准确性，清洗位置找不对容易导致损伤其他非清洗设备受到损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种目标定位方法、远距离激光清洗方法及***，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种目标定位方法，包括如下步骤：
S11、向目标物分别发射第一束圆环激光和第二束圆环激光，以在目标物上分别形成第一激光圆环和第二激光圆环；
S12、由第一图像采集设备和第二图像采集设备分别拍摄目标物上第一激光圆环的第一图像，以及第二激光圆环的第二图像；
S13、基于圆检测算法，识别第一图像中的第一激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置，以及识别第二图像中的第二激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；
S14、若第一激光圆环和第二激光圆环的直径相同，且同心度满足预设范围，则目标定位成功，反之，则重新调整第一束圆环激光和第二束圆环激光的发射方位，并重复S11～S13。
本发明的有益效果是：发射两束圆环激光，并分别在目标物上形成第一激光圆环和第二激光圆环，然后分别对第一激光圆环和第二激光圆环进行图像拍摄，基于所拍摄的图像，进行视觉识别，以判断第一激光圆环和第二激光圆环的直径是否相同，以及同心度是否满足预设范围，根据圆环直径定位距离(激光源发射激光时通常具有一定发散角，距离越远圆环直径越大，且该变化是线性增大的关系，故可以根据圆环直径一一对应距离)，以及根据双圆环同心度定位目标位置，实现对目标精准定位，以利于后续进行激光清洗，避免清洗位置找不对而导致损伤其他非清洗设备。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，第一束圆环激光和第二束圆环激光的波长不同。
采用上述进一步的有益效果为：可以提升圆环识别的准确性。
更进一步，第一束圆环激光的波长为532nm，第二束圆环激光的波长为650nm。
进一步，第一束圆环激光和第二束圆环激光的颜色不同。
采用上述进一步的有益效果为：利于后续识别，可以提升圆环识别的准确性。
更进一步，第一束圆环激光的颜色为绿色，第二束圆环激光的颜色为红色。
进一步，圆检测算法为霍夫圆检测。
基于上述技术方案，本发明还提供一种远距离激光清洗方法，采用上述目标定位方法对待清洗目标物进行定位，包括如下步骤：
S21、基于目标定位方法对待清洗目标物进行定位；
S22、根据对目标物的定位结果，开启激光清洗组件进行清洗作业。
采用上述进一步的有益效果为：
先采用机器准确定位距离和位置，再根据定位结果开启激光清洗组件进行清洗作业，相对人工肉眼定位而言，精度更高，特别适用于远距离清洗。
基于上述技术方案，本发明还提供一种远距离激光清洗***，包括：第一激光发射器、第二激光发射器、第一图像采集设备、第二图像采集设备、激光清洗组件和数据处理器；第一激光发射器、第二激光发射器、第一图像采集设备和第二图像采集设备均设置在激光清洗组件上，第一激光发射器、第二激光发射器、第一图像采集设备、第二图像采集设备和激光清洗组件分别与数据处理器电连接。
采用上述进一步的有益效果为：不仅结构简单，而且还可确保定位准确性。
进一步，第一激光发射器为绿光激光灯，且发射波长为532nm的绿色激光；第二激光发射器为红光激光灯，且发射波长为650nm的红色激光。
进一步，第一图像采集设备包括：第一相机以及布置在第一相机镜头前的第一光学窄带滤光片，第一光学窄带滤光片的带通宽度与第一激光发射器的所发射激光的波长相互匹配；第二图像采集设备包括：第二相机以及布置在第二相机镜头前的第二光学窄带滤光片，第二光学窄带滤光片的带通宽度与第二激光发射器的所发射激光的波长相互匹配。
采用上述进一步的有益效果为：
在相机镜头前布置光学窄带滤光片，可有效滤除外界杂散光的影响；
而所选用的光学窄带滤光片的带通宽度与激光发射器的所发射激光的波长相互匹配，该措施可以有效抑制其他波长光的入射，提高圆检测准确率。
附图说明
图1为本发明所述目标定位方法的流程图；
图2为本发明所述远距离激光清洗方法的流程图；
图3为本发明所述远距离激光清洗***的结构图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一激光发射器，2、第二激光发射器，3、第一图像采集设备，4、第二图像采集设备，5、激光清洗组件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，一种目标定位方法，包括如下步骤：
S11、向目标物发射第一束圆环激光，以让第一束圆环激光照射在目标物上，并在目标物上形成第一激光圆环；
向目标物发射第二束圆环激光，以让第二束圆环激光照射在目标物上，并在目标物上形成第二激光圆环；
S12、由第一图像采集设备3拍摄目标物上第一激光圆环的第一图像，以及，由第二图像采集设备4拍摄目标物上第二激光圆环的第二图像；
S13、基于圆检测算法，识别第一图像中的第一激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；
基于圆检测算法，识别第二图像中的第二激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；
S14、若第一激光圆环和第二激光圆环的直径相同，且同心度满足预设范围，则目标定位成功，当然，通常情况下，要求第一激光圆环的圆心位置与第二激光圆环的圆心位置重合，则判断目标定位成功，此时定位精度最高，当然，由于激光聚焦有一定焦深，因此，在一定范围也并不影响结果，反之，则重新调整第一束圆环激光和第二束圆环激光的发射方位，并重复S11～S13。
实施例2
本实施例为在实施例1的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
第一束圆环激光的波长和第二束圆环激光的波长不同。
通常情况下，第一束圆环激光的波长优选为532nm，第二束圆环激光的波长优选为650nm。
实施例3
本实施例为在实施例1或2的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
第一束圆环激光的颜色和第二束圆环激光的颜色不同。
通常情况下，第一束圆环激光的颜色为绿色，第二束圆环激光的颜色为红色，利于后续进行视觉识别，进一步提升定位精度；
当然，也可以是其他颜色，满足易于识别区分即可。
实施例4
本实施例为在实施例1或2或3的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
圆检测算法为霍夫圆检测。
实施例5
如图2所示，一种远距离激光清洗方法，采用上述目标定位方法对待清洗目标物进行定位，包括如下步骤：
S21、基于目标定位方法对待清洗目标物进行定位；
S22、根据对目标物的定位结果，开启激光清洗组件5进行清洗作业。
实施例6
如图3所示，一种远距离激光清洗***，包括：
第一激光发射器1、第二激光发射器2、第一图像采集设备3、第二图像采集设备4、激光清洗组件5和数据处理器；
第一激光发射器1、第二激光发射器2、第一图像采集设备3和第二图像采集设备4均设置在激光清洗组件5上；
通常可以是：
第一激光发射器1和第二激光发射器2分别布置在激光清洗组件5的出光口的两侧，第一图像采集设备3和第二图像采集设备4则分别与第一激光发射器1和第二激光发射器2同侧布置；
第一激光发射器1的信号输入端与数据处理器的信号输出端电连接，第二激光发射器2的信号输入端与数据处理器的信号输出端电连接，第一图像采集设备3的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接，第二图像采集设备4的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接，激光清洗组件5的信号输入端与数据处理器的信号输出端电连接；
数据处理器可以控制第一激光发射器1、第二激光发射器2开启和关闭；
第一图像采集设备3和第二图像采集设备4可以将所拍摄的第一图像和第二图像上传至数据处理器，并由数据处理器基于圆检测算法识别第一图像中的第一激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置，以及识别第二图像中的第二激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；
然后再进行如下判断：
若第一激光圆环和第二激光圆环的直径相同，且同心度满足预设范围，则目标定位成功，则判断目标定位成功，反之，则重新调整第一束圆环激光和第二束圆环激光的发射方位，并重复定位；
根据定位结果，数据处理器可以控制激光清洗组件5朝所定位的目标物发射激光，以实现远距离激光清洗；
在本实施例中，激光清洗组件5为现有技术，其可以包含激光器、激光输出头及光学整形器件等，可实现安全距离下清洗的目标。
实施例7
本实施例为在实施例6的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
第一激光发射器1为绿光激光灯，且第一激光发射器1发射波长为532nm的绿色激光；
第二激光发射器2为红光激光灯，且第二激光发射器2发射波长为650nm的红色激光；
当然，也可以是其他颜色，满足易于识别区分即可；
激光灯具有一定发散角，距离越远圆环直径越大，且该变化是线性增大的关系，故可以根据圆环直径一一对应距离。
实施例8
本实施例为在实施例6或7的基础上对其所进行的进一步改进，具体如下：
第一图像采集设备3包括：第一相机，为了有效滤除外界杂散光的影响，在第一相机镜头前布置第一光学窄带滤光片，第一光学窄带滤光片的带通宽度与第一激光发射器1的所发射激光的波长相互匹配，该措施可以有效抑制其他波长光的入射，提高圆检测准确率；
第二图像采集设备4包括：第二相机，为了有效滤除外界杂散光的影响，在第二相机镜头前布置第二光学窄带滤光片；
第二光学窄带滤光片的带通宽度与第二激光发射器2的所发射激光的波长相互匹配，该措施可以有效抑制其他波长光的入射，提高圆检测准确率。
在本发明中：激光波长不同，颜色也不同，相机配合对应的光学窄带滤光片可以提升圆环识别的准确性，且对应光学窄带滤光片的相机只能拍到对应那一个波长的圆环。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种目标定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11、向目标物分别发射第一束圆环激光和第二束圆环激光，以在目标物上分别形成第一激光圆环和第二激光圆环；
S12、由第一图像采集设备和第二图像采集设备分别拍摄目标物上第一激光圆环的第一图像，以及第二激光圆环的第二图像；
S13、基于圆检测算法，识别第一图像中的第一激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置，以及识别第二图像中的第二激光圆环，并获取圆环直径和圆心位置；
S14、若第一激光圆环和第二激光圆环的直径相同，且同心度满足预设范围，则目标定位成功，反之，则重新调整第一束圆环激光和第二束圆环激光的发射方位，并重复S11～S13。
2.根据权利要求1所述的一种目标定位方法，其特征在于：所述第一束圆环激光和所述第二束圆环激光的波长不同。
3.根据权利要求2所述的一种目标定位方法，其特征在于：所述第一束圆环激光的波长为532nm，所述第二束圆环激光的波长为650nm。
4.根据权利要求1所述的一种目标定位方法，其特征在于：所述第一束圆环激光和所述第二束圆环激光的颜色不同。
5.根据权利要求4所述的一种目标定位方法，其特征在于：所述第一束圆环激光的颜色为绿色，所述第二束圆环激光的颜色为红色。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种目标定位方法，其特征在于：所述圆检测算法为霍夫圆检测。
7.一种远距离激光清洗方法，其特征在于：采用如权利要求1～6任一项所述目标定位方法对待清洗目标物进行定位，包括如下步骤：
S21、基于所述目标定位方法对待清洗目标物进行定位；
S22、根据对目标物的定位结果，开启激光清洗组件进行清洗作业。
8.一种远距离激光清洗***，其特征在于，包括：第一激光发射器、第二激光发射器、第一图像采集设备、第二图像采集设备、激光清洗组件和数据处理器；所述第一激光发射器、所述第二激光发射器、所述第一图像采集设备和所述第二图像采集设备均设置在所述激光清洗组件上，所述第一激光发射器、所述第二激光发射器、所述第一图像采集设备、所述第二图像采集设备和所述激光清洗组件分别与所述数据处理器电连接。
9.根据权利要求8所述的一种远距离激光清洗***，其特征在于：所述第一激光发射器为绿光激光灯，且发射波长为532nm的绿色激光；所述第二激光发射器为红光激光灯，且发射波长为650nm的红色激光。
10.根据权利要求8或9所述的一种远距离激光清洗***，其特征在于：所述第一图像采集设备包括：第一相机以及布置在第一相机镜头前的第一光学窄带滤光片，所述第一光学窄带滤光片的带通宽度与第一激光发射器的所发射激光的波长相互匹配；所述第二图像采集设备包括：第二相机以及布置在第二相机镜头前的第二光学窄带滤光片，所述第二光学窄带滤光片的带通宽度与第二激光发射器的所发射激光的波长相互匹配。
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