本發(fā)明涉及智能機(jī)器人，具體為一種基于大數(shù)據(jù)的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、清掃機(jī)器人是一種用于城市環(huán)衛(wèi)工作的機(jī)器人，具有高效、智能、節(jié)省人力物力等優(yōu)點(diǎn)。這種機(jī)器人可以通過不同的技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航，如激光雷達(dá)、gps、攝像頭等，以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和避障。它們通常具有機(jī)械臂和傳感器等裝置，可以抓取、運(yùn)輸和清理垃圾，以及進(jìn)行道路清掃等任務(wù)。清掃機(jī)器人的發(fā)展對(duì)于提高城市環(huán)境衛(wèi)生水平、減少人力成本、提高工作效率等方面具有重要意義。同時(shí)，由于其使用范圍廣泛，可以應(yīng)用于城市街道、公園、廣場(chǎng)等多個(gè)公共場(chǎng)所。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，智能機(jī)器人控制系統(tǒng)通過對(duì)清掃區(qū)域內(nèi)的垃圾進(jìn)行識(shí)別、捕捉，對(duì)垃圾進(jìn)行實(shí)時(shí)清理。但在目標(biāo)清掃區(qū)域周圍環(huán)境復(fù)雜的情況下，清掃區(qū)域環(huán)境會(huì)清掃機(jī)器人的行駛位置發(fā)生變化，難以獲取清掃機(jī)器人在目標(biāo)清掃區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)位置與清掃方向，尤其是在風(fēng)力較大的天氣下，垃圾受到風(fēng)力影響會(huì)產(chǎn)生位置變化、堆疊等情況，難以進(jìn)行捕捉，導(dǎo)致清掃機(jī)器人的清掃效率大大降低。因此，設(shè)計(jì)目標(biāo)監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)性高和執(zhí)行指令調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的一種基于大數(shù)據(jù)的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于大數(shù)據(jù)的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于大數(shù)據(jù)的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)測(cè)模塊和垃圾清掃模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于獲取控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)行輪胎與目標(biāo)清掃區(qū)域內(nèi)參考方向的實(shí)時(shí)夾角，確定機(jī)器人的行駛方向數(shù)據(jù)，并基于確定得到的機(jī)器人行駛方向數(shù)據(jù)，獲取清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息；所述監(jiān)測(cè)模塊用于調(diào)取攝像頭使用權(quán)限，依據(jù)機(jī)器人的行駛方向?qū)π旭偡较蛏系牡缆樊嬅孢M(jìn)行拍攝，獲取道路畫面，對(duì)畫面進(jìn)行特征提取，檢測(cè)道路畫面中的垃圾位置，并對(duì)多角度區(qū)域的環(huán)境風(fēng)力進(jìn)行檢測(cè)；所述垃圾清掃模塊用于基于變換的垃圾量信息，對(duì)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域進(jìn)行垃圾清掃，操控機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行駛路徑對(duì)垃圾進(jìn)行清理。

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多角度區(qū)域限定模塊和位置檢測(cè)模塊，所述多角度區(qū)域限定模塊用于獲取目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)和清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息；所述位置檢測(cè)模塊用于調(diào)取目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域在地圖內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫內(nèi)采集地圖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多角度區(qū)域以及設(shè)定的區(qū)域畫面標(biāo)志物，將采集獲得的多角度區(qū)域以及設(shè)定的區(qū)域畫面標(biāo)志物上傳至處理終端，標(biāo)定畫面區(qū)域標(biāo)志物的多個(gè)特征；獲取區(qū)域定位清掃機(jī)器人在標(biāo)志物所在位置為參考點(diǎn)的具體位置信息，調(diào)取區(qū)域畫面標(biāo)志物在多角度區(qū)域內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域定位清掃機(jī)器人在標(biāo)志物所在位置為參考點(diǎn)的具體位置信息，獲取清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息。

4、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述監(jiān)測(cè)模塊包括垃圾識(shí)別模塊和清掃檢測(cè)模塊，所述垃圾識(shí)別模塊用于調(diào)取機(jī)器人清掃端設(shè)置的可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來分析垃圾圖像數(shù)據(jù)，獲取畫面信息，對(duì)畫面信息中的垃圾進(jìn)行重疊識(shí)別，對(duì)垃圾是否重疊進(jìn)行分析判斷，通對(duì)當(dāng)前垃圾信息與數(shù)據(jù)庫中垃圾特征信息進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，將堆積的出現(xiàn)垃圾特征的畫面信息進(jìn)行圖片分解，獲取重疊垃圾內(nèi)的個(gè)體垃圾模型；所述清掃檢測(cè)模塊用于當(dāng)檢測(cè)到垃圾進(jìn)入與清掃機(jī)器人所在目標(biāo)清掃區(qū)域不同的其他目標(biāo)清掃區(qū)域后，統(tǒng)計(jì)多角度區(qū)域中產(chǎn)生區(qū)域變換垃圾量最小的目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域。

5、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述清掃檢測(cè)模塊包括清掃判別子模塊和垃圾變換檢測(cè)子模塊，所述清掃判別子模塊用于將重疊垃圾內(nèi)的個(gè)體垃圾模型與可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)內(nèi)可清掃垃圾數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，判斷當(dāng)前個(gè)體垃圾模型是否可以被清掃垃圾人清掃；所述垃圾變換檢測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)調(diào)取當(dāng)前多角度區(qū)域風(fēng)級(jí)數(shù)據(jù)，通過風(fēng)級(jí)數(shù)據(jù)得到多角度區(qū)域內(nèi)風(fēng)速綜合平均值；通過可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)內(nèi)可清掃垃圾數(shù)據(jù)，構(gòu)建可清掃垃圾的質(zhì)量評(píng)估模型，依次獲取單個(gè)目標(biāo)清掃區(qū)域內(nèi)的垃圾質(zhì)量，獲取垃圾變換總量并統(tǒng)計(jì)在風(fēng)力影響下單個(gè)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域產(chǎn)生區(qū)域變換的垃圾量。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，一種基于大數(shù)據(jù)的智能機(jī)器人控制系統(tǒng)的運(yùn)行方法，包括：

7、獲取控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)機(jī)器人運(yùn)行輪胎與目標(biāo)清掃區(qū)域內(nèi)參考方向的實(shí)時(shí)夾角，確定機(jī)器人的行駛方向數(shù)據(jù)；

8、基于確定得到的機(jī)器人行駛方向數(shù)據(jù)，獲取目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)，檢測(cè)清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息；

9、調(diào)取攝像頭使用權(quán)限，依據(jù)機(jī)器人的行駛方向?qū)λ鲂旭偡较蛏系牡缆樊嬅孢M(jìn)行拍攝，獲取道路畫面，對(duì)畫面進(jìn)行特征提取，檢測(cè)道路畫面中的垃圾位置，判斷當(dāng)前個(gè)體垃圾模型是否可以被清掃垃圾人清掃；

10、對(duì)所述多角度區(qū)域的環(huán)境風(fēng)力進(jìn)行檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)在風(fēng)力影響下單個(gè)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域產(chǎn)生區(qū)域變換的垃圾量；

11、基于變換的垃圾量信息，對(duì)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域進(jìn)行垃圾清掃，操控機(jī)器人按照預(yù)設(shè)行駛路徑對(duì)垃圾進(jìn)行清理，并將相應(yīng)的指令通過輸出端輸出。

12、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述獲取目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)，包括：

13、獲取目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)，所述目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)是由地圖導(dǎo)航軟件內(nèi)處理系統(tǒng)定位、截取并標(biāo)記，并將所述目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域的范圍數(shù)據(jù)通過地圖導(dǎo)航軟件輸出獲取的；

14、獲取清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息，其中所述多角度區(qū)域由g個(gè)相同面積的目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域組成。

15、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述檢測(cè)清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息，包括：

16、調(diào)取目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域在地圖內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)，在導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫內(nèi)采集地圖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所述多角度區(qū)域以及設(shè)定的區(qū)域畫面標(biāo)志物，將采集獲得的多角度區(qū)域以及設(shè)定的區(qū)域畫面標(biāo)志物上傳至處理終端，標(biāo)定所述畫面區(qū)域標(biāo)志物的多個(gè)特征；

17、其中，所述目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域在地圖內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)包括目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域在城市展開圖內(nèi)坐標(biāo)數(shù)據(jù)、目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域的長度寬度數(shù)據(jù)以及區(qū)域畫面標(biāo)志物在多角度區(qū)域內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)；

18、對(duì)拍攝的實(shí)時(shí)畫面進(jìn)行特征識(shí)別，并與標(biāo)定的所述畫面區(qū)域標(biāo)志物進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)識(shí)別到標(biāo)志物特征時(shí)，獲取在以清掃機(jī)器人內(nèi)部中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，清掃機(jī)器人當(dāng)前行駛方向?yàn)閤軸，在行駛平面內(nèi)過坐標(biāo)原點(diǎn)將x軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°為y軸，過坐標(biāo)原點(diǎn)平行于x、y軸向上為z軸正半軸建立的空間直角坐標(biāo)系內(nèi)，攝像頭拍攝角度對(duì)應(yīng)方向與x、y、z軸所在平面的夾角信息；

19、通過拍攝畫面內(nèi)識(shí)別到標(biāo)志物與標(biāo)定的所述畫面區(qū)域標(biāo)志物在畫面內(nèi)的大小比例信息和標(biāo)定的所述畫面區(qū)域標(biāo)志物的參考拍攝距離信息，計(jì)算清掃機(jī)器人拍攝頭與標(biāo)志物的距離信息，結(jié)合所述攝像頭拍攝角度對(duì)應(yīng)方向與x、y、z軸所在平面的夾角信息，獲取區(qū)域定位清掃機(jī)器人在所述標(biāo)志物所在位置為參考點(diǎn)的具體位置信息；

20、調(diào)取區(qū)域畫面標(biāo)志物在多角度區(qū)域內(nèi)的所在位置數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域定位清掃機(jī)器人在所述標(biāo)志物所在位置為參考點(diǎn)的具體位置信息，獲取清掃機(jī)器人在所述多角度區(qū)域內(nèi)的具體位置信息。

21、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述判斷當(dāng)前個(gè)體垃圾模型是否可以被清掃垃圾人清掃，包括：

22、調(diào)取機(jī)器人清掃端設(shè)置的可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)，所述可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)包括機(jī)器人清掃端可清掃垃圾的最大高度、最大寬度、最大長度以及垃圾的柔韌性信息；

23、使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來分析垃圾圖像數(shù)據(jù)，包括對(duì)象檢測(cè)、圖像分割、特征提取技術(shù)，所述分析圖像數(shù)據(jù)中的垃圾是通過深度學(xué)習(xí)模型來實(shí)現(xiàn)的；

24、采集至少n個(gè)標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)用于構(gòu)建垃圾監(jiān)測(cè)ai算法，包括各種類型和狀態(tài)的垃圾物品，其中n為最小訓(xùn)練標(biāo)記圖像數(shù)據(jù)數(shù)量；

25、獲取畫面信息，對(duì)畫面信息中的垃圾進(jìn)行重疊識(shí)別，對(duì)垃圾是否重疊進(jìn)行分析判斷，通對(duì)當(dāng)前垃圾信息與數(shù)據(jù)庫中垃圾特征信息進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，將堆積的出現(xiàn)垃圾特征的畫面信息進(jìn)行圖片分解，獲取重疊垃圾內(nèi)的個(gè)體垃圾模型并將個(gè)體垃圾模型與所述可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)內(nèi)可清掃垃圾數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，判斷當(dāng)前個(gè)體垃圾模型是否可以被清掃垃圾人清掃，若可以，則輸出可清掃的指令。

26、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述統(tǒng)計(jì)在風(fēng)力影響下單個(gè)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域產(chǎn)生區(qū)域變換的垃圾量，包括：

27、實(shí)時(shí)調(diào)取當(dāng)前多角度區(qū)域風(fēng)級(jí)數(shù)據(jù)，獲取風(fēng)級(jí)為q并通過風(fēng)級(jí)數(shù)據(jù)得到所述多角度區(qū)域內(nèi)風(fēng)速綜合平均值為a；

28、通過所述可清掃垃圾模型數(shù)據(jù)內(nèi)可清掃垃圾數(shù)據(jù)，構(gòu)建可清掃垃圾的質(zhì)量評(píng)估模型，依次獲取單個(gè)目標(biāo)清掃區(qū)域內(nèi)的可垃圾質(zhì)量分別為m1、m2……mc，則可清掃垃圾變換總量f＝m1+m2......mc，統(tǒng)計(jì)在風(fēng)力影響下單個(gè)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域產(chǎn)生區(qū)域變換的可清掃垃圾量其中c為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)的可清掃垃圾質(zhì)量統(tǒng)計(jì)次數(shù)，λ為單位轉(zhuǎn)化參數(shù)，μ為多角度區(qū)域內(nèi)可清掃垃圾量堆積的機(jī)器人清掃限定值。

29、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述對(duì)目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域進(jìn)行垃圾清掃，包括：

30、當(dāng)檢測(cè)到垃圾進(jìn)入與清掃機(jī)器人所在目標(biāo)清掃區(qū)域不同的其他目標(biāo)清掃區(qū)域后，統(tǒng)計(jì)多角度區(qū)域中產(chǎn)生區(qū)域變換垃圾量最小的目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域，并在統(tǒng)計(jì)時(shí)間段結(jié)束后行駛到產(chǎn)生區(qū)域變換垃圾量最小的目標(biāo)目標(biāo)清掃區(qū)域進(jìn)行垃圾清掃；

31、根據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取的統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生區(qū)域變換的垃圾量信息，計(jì)算在風(fēng)力較小情況下目標(biāo)清掃附近垃圾的堆積量s＝k1+k2......kg，當(dāng)檢測(cè)到s＞s1且在統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)風(fēng)級(jí)平均值小于3后，將提示工作人員對(duì)所述多角度區(qū)域進(jìn)行維護(hù)的信息向工作人員攜帶的移動(dòng)終端輸出，其中s1為多角度區(qū)域內(nèi)垃圾堆積的最大人工清掃限定值。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明，通過定位清掃機(jī)器人在區(qū)域內(nèi)的具體位置信息，并對(duì)清掃機(jī)器人在多角度區(qū)域內(nèi)的行駛監(jiān)測(cè)，快速定位清掃機(jī)器人當(dāng)前所處區(qū)域與清掃任務(wù)，基于清掃機(jī)器人現(xiàn)有位置環(huán)境布置清掃任務(wù)，實(shí)現(xiàn)清掃區(qū)域的高效率清掃；通過對(duì)垃圾模型進(jìn)行特征識(shí)別，調(diào)取垃圾模型的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠確認(rèn)清掃機(jī)器人是否能夠清除目標(biāo)垃圾，將多角度區(qū)域的垃圾根據(jù)能否被清除進(jìn)行有效區(qū)分；對(duì)在不同風(fēng)力影響下多角度區(qū)域內(nèi)垃圾的堆積量進(jìn)行計(jì)算，通過風(fēng)級(jí)參數(shù)的變化獲取產(chǎn)生區(qū)域變換的可清掃垃圾量，解決了多角度區(qū)域內(nèi)垃圾量難以實(shí)時(shí)且精確捕捉的難點(diǎn)，幫助系統(tǒng)更加精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)多角度區(qū)域內(nèi)垃圾造成的污染情況，并采取合適的措施進(jìn)行治理。