1.本发明属于智能机器人领域，涉及建筑废弃物分拣机器人的智能控制技术，具体是建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统。
背景技术：2.现有建筑废弃物的主要处理方式为填埋，这种处理方式不仅造成了土地资源的浪费，而且会导致大量温度气体的排放，因此对建筑废弃物的循环利用以减少资源浪费势在必行。
3.现有技术(申请号为2020100298321的发明专利)公开了一种爬坡建筑废弃物分拣机器人系统及控制方法、装置、介质，通过图像数据确定建筑废弃物的位置信息，根据位置信息规划分拣机器人的路径信息，结合变速信号控制分拣机器人工作，能适应于不同地形环境。现有技术在分拣机器人分拣过程中通过其携带的图像采集装置识别建筑废弃物，即分拣机器人是以上一次的分拣位置作为下一次分拣活动的出发点，导致分拣机器人的分拣路径不合理，分拣效率低下；因此，亟须一种建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统。
技术实现要素：4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，用于解决现有技术在分拣过程中，无法合理规划分拣路径，导致分拣效率低下的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明的第一方面提供了建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，包括中枢控制模块，以及相连接数据采集模块和若干边缘控制模块，且边缘控制模块设置在分拣机器人内部；
6.中枢控制模块：通过与数据采集模块相连接的数据采集装置采集获取宏观图像数据，并分析所述宏观图像数据获取废弃建筑物的位置信息；以及
7.根据所述位置信息和分拣机器人数量划分出若干分拣区域，为若干所述分拣区域配置分拣机器人，并将所述分拣区域发送至对应的所述分拣机器人；
8.边缘控制模块：根据接收的所述分拣区域以及所述位置信息规划分拣路径，根据所述分拣路径控制所述分拣机器人进行分拣活动；以及
9.在分拣活动中，通过图像采集组件采集区域图像数据；在分拣路径的基础上，根据所述区域图像数据灵活设置分拣任务。
10.优选的，所述中枢控制模块分别与数据采集模块和若干边缘控制模块通信和/或电气连接，且每个所述边缘控制模块与所述分拣机器人一一对应；
11.所述数据采集模块与所述数据采集装置通信和/或电气连接；其中，数据采集装置包括智能终端和摄像头，智能终端包括手机和电脑。
12.优选的，所述中枢控制模块通过所述数据采集装置采集数据，并基于采集的数据融合获取所述宏观图像数据，包括：
13.通过所述数据采集装置获取原始图像数据；其中，原始图像数据经过数据采集模块转发至中枢控制模块；
14.基于建筑施工区域对所述原始图像数据进行图像处理，之后拼接叠层获取所述宏观图像数据；其中，图像处理包括图像去噪和图像裁剪。
15.优选的，所述中枢控制模块根据所述宏观图像数据识别废弃建筑物，并定位获取废弃建筑物的所述位置信息，包括：
16.获取标准图像数据，并设置对应的识别标识；通过标准图像数据和对应的识别标识训练获取图像识别模型；
17.通过所述图像识别模型对所述宏观图像数据进行精细识别，根据获取到的识别标识确定建筑废弃物，同时获取对应的位置信息。
18.优选的，所述中枢控制模块基于分拣机器人的数量将建筑施工区域划分为若干所述分拣区域，包括：
19.获取分拣机器人的配置数量，以及基于位置信息确定建筑施工区域中对应建筑废弃物的分拣面积；
20.结合所述分拣面积和配置数量确定区域面积，基于区域面积将建筑施工区域划分为若干所述分拣区域。
21.优选的，在将所述分拣区域对应的所述位置信息发送至对应的所述分拣机器人之后，分拣机器人的所述边缘控制模块进行路径规划，包括：
22.确定所述分拣区域中的废弃物类别，根据所述废弃物类别配置对应的所述分拣机器人；
23.按照路径规划规则规划所述分拣机器人的运行路径，获取所述分拣路径；其中，路径规划规则包括时间最优规则和距离最优规则。
24.优选的，从所述分拣机器人执行分拣活动开始，所述边缘控制模块控制与之相连接的所述图像采集组件运行，获取分级机器人周围的所述区域图像数据；其中，图像采集组件安装在分拣机器人上。
25.优选的，在所述分拣路径的基础上，所述边缘控制模块根据所述区域图像数据灵活制定并执行分拣任务，包括：
26.通过所述区域图像数据识别未处于分拣路径上的建筑废弃物，标记为临时废弃物；同时获取所述临时废弃物与分拣路径的垂直距离；
27.当垂直距离不超过距离阈值时，则基于所述临时废弃物建立分拣任务，并控制所述分拣机器人执行所述分拣任务；其中，距离阈值根据经验设定。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.1、本发明通过独立于分拣机器人的数据采集模块采集数据，处理之后获取宏观图像数据；基于宏观图像数据识别获取位置信息，以及合理划分分拣区域，并在分拣区域的基础上规划分拣路径，从全局角度规划分拣路径，提高了分拣路径的合理性，以及分拣机器人的工作效率。
30.2、本发明分拣机器人进行分拣活动中，根据配置的图像采集组件采集区域图像数据，分析分拣机器人周围是否存在遗漏的建筑废弃物，若存在遗漏的建筑废弃物，则构建并执行分拣任务，提高建筑废弃物的识别率和分拣效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明的工作步骤示意图；
33.图2为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
34.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1-图2，本发明第一方面实施例提供了建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，包括：包括中枢控制模块，以及相连接数据采集模块和若干边缘控制模块，且边缘控制模块设置在分拣机器人内部；
36.中枢控制模块：通过与数据采集模块相连接的数据采集装置采集获取宏观图像数据，并分析宏观图像数据获取废弃建筑物的位置信息；以及根据位置信息和分拣机器人数量划分出若干分拣区域，为若干分拣区域配置分拣机器人，并将分拣区域发送至对应的分拣机器人；
37.边缘控制模块：根据接收的分拣区域以及位置信息规划分拣路径，根据分拣路径控制分拣机器人进行分拣活动；以及在分拣活动中，通过图像采集组件采集区域图像数据；在分拣路径的基础上，根据区域图像数据灵活设置分拣任务。
38.本发明申请中的中枢控制模块相当于服务器，主要进行全局数据处理，以获取宏观图像数据，并基于宏观图像数据将建筑施工区域划分开来；边缘控制模块则是通过边缘计算技术与中枢控制模块建立联系，主要负责对分拣机器人的具体控制，尤其是为分拣机器人进行路径规划，以及在分拣活动中灵活设置分拣任务。
39.中枢控制模块分别与数据采集模块和若干边缘控制模块通信和/或电气连接，且每个边缘控制模块与分拣机器人一一对应；数据采集模块与数据采集装置通信和/或电气连接。
40.数据采集装置与数据采集模块相连接，包括智能终端和摄像头，数据采集装置将采集的数据发送至数据采集模块，数据采集模块进行数据筛选之后发送至中枢控制模块。需要注意的是，摄像头设置在建筑施工区域中，通过上帝视角采集图像或者视频，而智能终端则由工作人员(施工人员、监理人员等)控制，即工作人员可以通过智能终端将需要分拣的建筑废弃物对应的图像或者视频发送至数据采集模块。
41.本发明申请中中枢控制模块通过数据采集装置采集数据，并基于采集的数据融合获取宏观图像数据，包括：
42.通过数据采集装置获取原始图像数据；基于建筑施工区域对原始图像数据进行图像处理，之后拼接叠层获取宏观图像数据。
43.中枢控制模块在接收到原始图像数据之后，对原始图像数据进行数据去噪、数据裁剪等处理，将处理后的原始图像数据拼接起来获取宏观图像数据，宏观图像数据应当与建筑施工区域的地理信息进行匹配。
44.值得注意的是，建筑废弃物所处位置并不固定在地面上，还有可能在不同楼层上，因此按照建筑废弃物所处的高度需要获取多层图像数据，将多层图像数据进行叠层处理之后获取宏观图像数据。如地面图像数据作为一层，一楼图像数据作为一层，二楼图像数据作为一层，
……
，将多层图像数据按照顺序进行叠层处理即可获取宏观图像数据。而考虑到分拣机器人的爬坡能力不足，在分拣活动开始前，需要将分拣机器人放置在对应的楼层中，以便机器人进行分拣活动。
45.本发明申请中中枢控制模块根据宏观图像数据识别废弃建筑物，并定位获取废弃建筑物的位置信息，包括：
46.获取标准图像数据，并设置对应的识别标识；通过标准图像数据和对应的识别标识训练获取图像识别模型；通过图像识别模型对宏观图像数据进行精细识别，根据获取到的识别标识确定建筑废弃物，同时获取对应的位置信息。
47.在获取建筑废弃物的位置信息之前，需要对宏观图像数据中的建筑废弃物进行识别。本发明申请通过图像识别模型来进行识别，图像识别模型是根据不同建筑废弃物对应的标准图像数据训练获取的。在图像识别过程中，将宏观图像数据划分成多个子图像，再通过图像识别模型对子图像进行识别，保证建筑废弃物识别的准确性。识别建筑废弃物完成之后，根据建筑施工区域的地理信息确定建筑废弃物的位置信息。
48.本发明申请中中枢控制模块基于分拣机器人的数量将建筑施工区域划分为若干分拣区域，包括：
49.获取分拣机器人的配置数量，以及基于位置信息确定建筑施工区域中对应建筑废弃物的分拣面积；结合分拣面积和配置数量确定区域面积，基于区域面积将建筑施工区域划分为若干分拣区域。
50.为了保证建筑废弃物的分拣效率，需要根据建筑施工区域中的分拣面积和分拣机器人的配置数量来划分获取若干分拣区域。基于位置信息从建筑施工区域中选择需要进行建筑废弃物分拣的区域，其对应的面积即为分拣面积，然后结合分拣机器人的数量合理划分，获取若干分拣区域。可以理解的是，分拣区域对应的面积并不一定相同，可以根据分拣区域的形状进行适当调整。
51.值得注意的是，如宏观图像数据可能包含多层，则对逐层进行划分，即将每层都进行划分，以保证对整个建筑施工区域的建筑废弃物都进行分拣。
52.本发明申请中在将分拣区域对应的位置信息发送至对应的分拣机器人之后，分拣机器人的边缘控制模块进行路径规划，包括：
53.确定分拣区域中的废弃物类别，根据废弃物类别配置对应的分拣机器人；按照路径规划规则规划分拣机器人的运行路径，获取分拣路径；其中，路径规划规则包括时间最优规则和距离最优规则。
54.在每个分拣区域都确定了对应的分拣机器人之后，应该根据建筑废弃物类别来配置分拣机器人，如需要配置足够的存储袋来存储不同类别的建筑废弃物。当然，如果分拣机器人的相关配置不易更换时，也可以根据分拣区域中的建筑废弃物类别来选择其对应的分
拣机器人。
55.分拣机器人的结果可参考2020100298321的发明专利，其所公开的分拣机器人结构包括：
56.底盘支架，用于承载四自由度爪型机械手臂、图像检测组件、分类存储箱等；全向轮，安装于底盘支架下，用于实现爬坡建筑废弃物分拣机器人在平地及坡道的移动；电机，用于接收控制模块的控制指令，驱动全向轮运动。
57.本发明申请中从分拣机器人执行分拣活动开始，边缘控制模块控制与之相连接的图像采集组件运行，获取分级机器人周围的区域图像数据；其中，图像采集组件安装在分拣机器人上。
58.在分拣路径确定好之后，在分拣机器人运行过程中通过图像采集组件实时获取分拣机器人周围的区域图像数据，区域图像数据不仅限于分拣路径上的图像。在规划分拣路径时，已经将识别到的建筑废弃物的位置包括在内，区域图像数据是为了避免宏观图像数据的精度不够，或者角度问题导致部分建筑废弃物没有识别到，因此在分拣机器人进行分拣活动中，通过图像采集组件对建筑废弃物进行精细识别，避免遗漏。
59.本发明申请中在分拣路径的基础上，边缘控制模块根据区域图像数据灵活制定并执行分拣任务，包括：
60.通过区域图像数据识别未处于分拣路径上的建筑废弃物，标记为临时废弃物；同时获取临时废弃物与分拣路径的垂直距离；当垂直距离不超过距离阈值时，则基于临时废弃物建立分拣任务，并控制分拣机器人执行分拣任务。
61.在分拣路径两侧如果存在通过宏观图像数据未识别到的建筑废弃物，则根据该建筑废弃物的位置临时建立分拣任务，即分拣机器人可以暂时偏离分拣路径执行分拣任务，尽可能对所有建筑废弃物进行清理。
62.上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
63.本发明的工作原理：
64.通过与数据采集模块相连接的数据采集装置采集获取宏观图像数据，并分析宏观图像数据获取废弃建筑物的位置信息。
65.根据位置信息和分拣机器人数量划分出若干分拣区域，为若干分拣区域配置分拣机器人，并将分拣区域发送至对应的分拣机器人。
66.根据分拣区域以及位置信息规划分拣路径，根据分拣路径控制分拣机器人进行分拣活动。
67.在分拣活动中，通过图像采集组件采集区域图像数据；在分拣路径的基础上，根据区域图像数据灵活设置分拣任务。
68.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
技术特征：1.建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，包括中枢控制模块，以及相连接数据采集模块和若干边缘控制模块，且边缘控制模块设置在分拣机器人内部，其特征在于：中枢控制模块：通过与数据采集模块相连接的数据采集装置采集获取宏观图像数据，并分析所述宏观图像数据获取废弃建筑物的位置信息；以及根据所述位置信息和分拣机器人数量划分出若干分拣区域，为若干所述分拣区域配置分拣机器人，并将所述分拣区域发送至对应的所述分拣机器人；边缘控制模块：根据接收的所述分拣区域以及所述位置信息规划分拣路径，根据所述分拣路径控制所述分拣机器人进行分拣活动；以及在分拣活动中，通过图像采集组件采集区域图像数据；在分拣路径的基础上，根据所述区域图像数据灵活设置分拣任务。2.根据权利要求1所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，所述中枢控制模块通过所述数据采集装置采集数据，并基于采集的数据融合获取所述宏观图像数据，包括：通过所述数据采集装置获取原始图像数据；其中，原始图像数据经过数据采集模块转发至中枢控制模块；基于建筑施工区域对所述原始图像数据进行图像处理，之后拼接叠层获取所述宏观图像数据；其中，图像处理包括图像去噪和图像裁剪。3.根据权利要求2所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，所述中枢控制模块根据所述宏观图像数据识别废弃建筑物，并定位获取废弃建筑物的所述位置信息，包括：获取标准图像数据，并设置对应的识别标识；通过标准图像数据和对应的识别标识训练获取图像识别模型；通过所述图像识别模型对所述宏观图像数据进行精细识别，根据获取到的识别标识确定建筑废弃物，同时获取对应的位置信息。4.根据权利要求3所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，所述中枢控制模块基于分拣机器人的数量将建筑施工区域划分为若干所述分拣区域，包括：获取分拣机器人的配置数量，以及基于位置信息确定建筑施工区域中对应建筑废弃物的分拣面积；结合所述分拣面积和配置数量确定区域面积，基于区域面积将建筑施工区域划分为若干所述分拣区域。5.根据权利要求1或4所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，在将所述分拣区域对应的所述位置信息发送至对应的所述分拣机器人之后，分拣机器人的所述边缘控制模块进行路径规划，包括：确定所述分拣区域中的废弃物类别，根据所述废弃物类别配置对应的所述分拣机器人；按照路径规划规则规划所述分拣机器人的运行路径，获取所述分拣路径；其中，路径规划规则包括时间最优规则和距离最优规则。6.根据权利要求5所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，从所述分拣机器人执行分拣活动开始，所述边缘控制模块控制与之相连接的所述图像采集组件运
行，获取分级机器人周围的所述区域图像数据；其中，图像采集组件安装在分拣机器人上。7.根据权利要求6所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，在所述分拣路径的基础上，所述边缘控制模块根据所述区域图像数据灵活制定并执行分拣任务，包括：通过所述区域图像数据识别未处于分拣路径上的建筑废弃物，标记为临时废弃物；同时获取所述临时废弃物与分拣路径的垂直距离；当垂直距离不超过距离阈值时，则基于所述临时废弃物建立分拣任务，并控制所述分拣机器人执行所述分拣任务；其中，距离阈值根据经验设定。8.根据权利要求1所述的建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，其特征在于，所述中枢控制模块分别与数据采集模块和若干边缘控制模块通信和/或电气连接，且每个所述边缘控制模块与所述分拣机器人一一对应；所述数据采集模块与所述数据采集装置通信和/或电气连接；其中，数据采集装置包括智能终端和摄像头，智能终端包括手机和电脑。
技术总结本发明公开了建筑废弃物分拣机器人的智能控制系统，涉及智能机器人技术领域，解决了现有技术在分拣过程中，无法合理规划分拣路径，导致分拣效率低下的技术问题；本发明通过独立于分拣机器人的数据采集模块采集数据，处理之后获取宏观图像数据；基于宏观图像数据识别获取位置信息，以及合理划分分拣区域，并在分拣区域的基础上规划分拣路径，从全局角度规划分拣路径，提高了分拣路径的合理性，以及分拣机器人的工作效率；本发明分拣机器人进行分拣活动中，根据配置的图像采集组件采集区域图像数据，分析分拣机器人周围是否存在遗漏的建筑废弃物，若存在遗漏的建筑废弃物，则构建并执行分拣任务，提高建筑废弃物的识别率和分拣效率。效率。效率。
技术研发人员：丁大明
受保护的技术使用者：马鞍山裕明智能科技有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
