一种激光清障设备的控制方法及控制系统与流程

本发明涉及激光应用，具体为一种激光清障设备的控制方法及控制系统。

背景技术：

1、激光清障设备，即激光清障仪，激光清障仪是一种利用激光技术进行清除障碍物的设备；它通过发射高能激光束，将目标物体表面瞬间加热并蒸发，从而达到清除障碍物的目的；激光清障仪采用激光器作为光源，经过光学系统的聚焦和调制，将激光束聚焦到极小的直径，使其能够在极短的时间内提供高能量密度，从而实现对障碍物的瞬间清除。

2、现有的用于激光清障设备的控制方面的改进，通常是用于提高激光清障设备的工作效率，比如在申请公开号为cn112462654a的中国专利中，公开了一种激光清障设备控制系统，该方案就是通过光束调节系统根据配置的激光清障设备的工作参数控制激光清障设备在目标激光聚焦位置完成清障作业，能够方便地操控激光清障设备来执行清障任务，由此实现激光清障设备的多种功能控制，提高激光清障设备的操作和工作效率，其他的用于激光清障设备的控制方面的改进，通常是用于提高激光发射的精度以及适用性，而现有技术在激光清障设备的激光安全控制方面存在局限性以及不够智能的问题，当激光清障设备启动后，不对激光发射器的朝向进行控制会导致当出现误触或故障进而使激光发射器发射激光时，会对非清障目标发射高能激光束，造成物体损坏的问题，鉴于此，有必要对现有的用于激光清障设备的控制方面进行改进。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过提出一种激光清障设备的控制方法及控制系统，用于解决现有技术中，在激光清障设备的激光安全控制方面存在局限性以及不够智能的问题，当激光清障设备启动后，不对激光发射器的朝向进行控制会导致当出现误触或故障进而使激光发射器发射激光时，会对非清障目标发射高能激光束，造成物体损坏的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种激光清障设备的控制方法，包括：

3、获取激光清障设备正常启动时电源的额定电压以及电源电压的可调区间；基于电源的额定电压以及电源电压的可调区间获取多个危险电压以及常规电压；

4、当激光清障设备启动后，基于电源电压的提高实时获取激光清障设备中的摄像头画面内的可破坏物体以及激光点；

5、当连接电源的电压值变化后，基于激光点控制激光清障设备的激光发射器的朝向，并在控制激光发射器的朝向后对清障目标进行清障处理。

6、进一步地，所述获取激光清障设备正常启动时电源的额定电压以及电源电压的可调区间；基于电源的额定电压以及电源电压的可调区间获取多个危险电压以及常规电压包括：

7、获取激光清障设备正常启动时电源的额定电压，记为电源电压；获取在激光清障设备启动期间电源电压的可调区间，记为电压区间，其中，电源电压处于电压区间内；

8、将处于电压区间内且激光清障设备的电源能够实际接通的电压分别记为接通电压1至接通电压n；对于接通电压1至接通电压n中的任意一个接通电压n1，当激光清障设备的电源连接接通电压n1后能够启动激光清障设备的激光发射器时，将接通电压n1记为激光启动电压；

9、获取接通电压1至接通电压n对应的所有激光启动电压，并由小到大分别记为激光启动电压1至激光启动电压m，其中，m为小于等于n且大于等于1的正整数。

10、进一步地，所述基于电源的额定电压以及电源电压的可调区间获取多个危险电压以及常规电压还包括：

11、建立平面直角坐标系，记为激光启动坐标系，其中，激光启动坐标系的x轴的单位为v，y轴的单位为w/cm²；基于激光启动电压1至激光启动电压m以及在处于激光启动电压1至激光启动电压m时激光发射器的激光强度，在激光坐标系中进行标点，分别记为激光强度点1至激光强度点mj，并将横坐标为电源电压的激光强度点记为标准强度点，将标准强度点的纵坐标记为标准激光强度；

12、将所有激光强度点中纵坐标大于标准激光强度的激光强度点记为危险强度点；将所有激光强度点中纵坐标小于等于标准激光强度的激光强度点记为常规强度点；将危险强度点对应的横坐标分别记为危险电压1至危险电压q；将常规强度点对应的横坐标分别记为常规电压1至常规电压p，其中，q+p+1=m。

13、进一步地，所述当激光清障设备启动后，基于电源电压的提高实时获取激光清障设备中的摄像头画面内的可破坏物体以及激光点包括：

14、当启动激光清障设备后，实时获取连接电源的电压值，并记为实时电压值；

15、当实时电压值等于任意一个常规电压或危险电压时，停止变动连接电源的电压值并在使用破坏提取法进行分析后继续对连接电源的电压值进行变动，直至连接电源的电压值等于电源电压，其中，变动包括提高以及降低，即对连接电源的电压值进行变动包括提高连接电源的电压值以及降低连接电源的电压值。

16、进一步地，所述破坏提取法包括：

17、获取此时连接电源的电压值，当连接电源的电压值为危险电压时，使用破坏子一法进行后续分析；当连接电源的电压值为常规电压时，使用破坏子二法进行后续分析。

18、进一步地，破坏子一法包括：获取连接电源的电压值对应的激光强度，记为危险强度；将此时激光清障设备的摄像头拍摄的画面记为子一拍摄图像，将子一拍摄图像中需要使用激光发射器清除的目标记为清障目标；

19、当激光发射器指向子一拍摄图像中的任意一点a时，获取激光发射器在产生偏移且偏移量最大时能够射向的点，记为点b；以点a为圆心，点a与点b之间的距离为半径作圆，将得到的圆记为偏移圆；

20、使用ai识别技术对子一拍摄影像中除清障目标以外的物体进行识别，并分别记为已识别物体1~1至已识别物体1~h；将已识别物体1~1至已识别物体1~h中能够被危险强度的激光破坏的已识别物体记为可破坏物体1至可破坏物体z，其中，z为大于等于1且小于等于h的正整数。

21、进一步地，所述破坏子一法还包括：

22、建立平面直角坐标系，记为子一分析坐标系，其中，子一分析坐标系的x轴以及y轴的单位均为cm；将子一拍摄图像、偏移圆、子一拍摄图像中的清障目标以及所有可破坏物体等比例放置在子一分析坐标系中；

23、在子一分析坐标系中获取清障目标对应的图像的中点，记为清障中点，移动偏移圆使清障中点与偏移圆上的任意一个点重合；

24、以清障中点为圆心，旋转偏移圆，当偏移圆内未含有可破坏物体时，停止旋转偏移圆，并将偏移圆此时的圆心记为可停留点；当偏移圆旋转一周后仍未停止时，将偏移圆在旋转过程中偏移圆内可破坏物体所占的面积最小时偏移圆的圆心记为可停留点；

25、将子一分析坐标系中子一拍摄图像的可停留点在实际的子一拍摄图像中进行标记，记为激光点。

26、进一步地，破坏子二法包括：获取连接电源的电压值对应的激光强度，记为常规强度；将此时激光清障设备的摄像头拍摄的画面记为子二拍摄图像，获取子二拍摄图像中的清障目标以及偏移圆；

27、使用ai识别技术对子二拍摄影像中除清障目标以外的物体进行识别，并分别记为已识别物体2~1至已识别物体2~h；将已识别物体2~1至已识别物体2~g中能够被常规强度的激光破坏的已识别物体记为常规破坏体1至常规破坏体k，其中，k为小于等于g且大于等于1的正整数；

28、建立平面直角坐标系，记为子二分析坐标系，其中，子二分析坐标系的x轴以及y轴的单位均为cm；将子二拍摄图像、偏移圆、子二拍摄图像中的清障目标以及所有常规破坏体等比例放置在子二分析坐标系中；基于偏移圆的尺寸数据在子二分析坐标系的子二拍摄影像中获取不与任何常规破坏体重合的偏移圆，记为可停留圆；

29、将子二分析坐标系中子二拍摄图像的可停留圆的圆心在实际的子二拍摄图像中进行标记，记为激光点。

30、进一步地，所述当连接电源的电压值变化后，基于激光点控制激光清障设备的激光发射器的朝向，并在控制激光发射器的朝向后对清障目标进行清障处理包括：

31、当启动激光清障设备后，获取实时电压值，并获取在实时电压值处于常规电压或危险电压时的激光点，每当获取一个新的激光点时，控制激光清障设备的激光发射器朝向，使激光发射器指向新的激光点；

32、当实时电压值等于电源电压并开始激光清障时，控制激光清障设备的激光发射器的指向由激光点移动至清障目标，并进行清障处理。

33、第二方面，本发明还提供一种激光清障设备的控制系统，包括电压分析模块、激光点获取模块以及激光实时控制模块：

34、电压分析模块用于获取激光清障设备正常启动时电源的额定电压以及电源电压的可调区间；基于电源的额定电压以及电源电压的可调区间获取多个危险电压以及常规电压；

35、激光点获取模块用于当激光清障设备启动后，基于电源电压的提高实时获取激光清障设备中的摄像头画面内的可破坏物体以及激光点；

36、激光实时控制模块用于当连接电源的电压值变化后，基于激光点控制激光清障设备的激光发射器的朝向，并在控制激光发射器的朝向后对清障目标进行清障处理。

37、本发明的有益效果：本发明首先获取激光清障设备正常启动时电源的额定电压以及电源电压的可调区间；基于额定电压以及可调区间获取多个危险电压以及常规电压；然后在激光清障设备启动后，基于电源电压的提高实时获取激光清障设备中的摄像头画面内的可破坏物体以及激光点；最后当连接电源的电压值变化后，基于激光点控制激光清障设备的激光发射器的朝向，并在控制激光发射器的朝向后对清障目标进行清障处理，这样的好处在于，通过基于额定电压以及可调区间获取多个危险电压以及常规电压，能够得到可以支撑激光发射器发出激光的电压，从而在后续分析时能够对不同电压对应的发出的不同程度的激光射线进行进一步分析，使分析得到的数据更加准确；通过获取摄像头画面中的可破坏物以及激光点，能够在电源电压足以支撑激光发射器发射激光时，基于摄像头画面中的可破坏物得到激光点从而调整激光发射器的朝向，使激光发射器能够朝向较为安全的区域，防止激光发射器对非清障目标发射高能激光束，提高了使用安全性。