一种基于大数据的智能机器人控制系统的制作方法

本发明涉及智能机器人，具体为一种基于大数据的智能机器人控制系统。

背景技术：

1、清扫机器人是一种用于城市环卫工作的机器人，具有高效、智能、节省人力物力等优点。这种机器人可以通过不同的技术进行导航，如激光雷达、gps、摄像头等，以实现自主导航和避障。它们通常具有机械臂和传感器等装置，可以抓取、运输和清理垃圾，以及进行道路清扫等任务。清扫机器人的发展对于提高城市环境卫生水平、减少人力成本、提高工作效率等方面具有重要意义。同时，由于其使用范围广泛，可以应用于城市街道、公园、广场等多个公共场所。

2、现有技术中，智能机器人控制系统通过对清扫区域内的垃圾进行识别、捕捉，对垃圾进行实时清理。但在目标清扫区域周围环境复杂的情况下，清扫区域环境会清扫机器人的行驶位置发生变化，难以获取清扫机器人在目标清扫区域内的实时位置与清扫方向，尤其是在风力较大的天气下，垃圾受到风力影响会产生位置变化、堆叠等情况，难以进行捕捉，导致清扫机器人的清扫效率大大降低。因此，设计目标监测精准性高和执行指令调节能力强的一种基于大数据的智能机器人控制系统是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的智能机器人控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的智能机器人控制系统，包括数据采集模块、监测模块和垃圾清扫模块，所述数据采集模块用于获取控制系统运行数据，根据机器人运行轮胎与目标清扫区域内参考方向的实时夹角，确定机器人的行驶方向数据，并基于确定得到的机器人行驶方向数据，获取清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息；所述监测模块用于调取摄像头使用权限，依据机器人的行驶方向对行驶方向上的道路画面进行拍摄，获取道路画面，对画面进行特征提取，检测道路画面中的垃圾位置，并对多角度区域的环境风力进行检测；所述垃圾清扫模块用于基于变换的垃圾量信息，对目标目标清扫区域进行垃圾清扫，操控机器人按照预设行驶路径对垃圾进行清理。

3、根据上述技术方案，所述数据采集模块包括多角度区域限定模块和位置检测模块，所述多角度区域限定模块用于获取目标清扫区域的范围数据和清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息；所述位置检测模块用于调取目标目标清扫区域在地图内的所在位置数据，在导航数据库内采集地图数据对应的多角度区域以及设定的区域画面标志物，将采集获得的多角度区域以及设定的区域画面标志物上传至处理终端，标定画面区域标志物的多个特征；获取区域定位清扫机器人在标志物所在位置为参考点的具体位置信息，调取区域画面标志物在多角度区域内的所在位置数据，结合区域定位清扫机器人在标志物所在位置为参考点的具体位置信息，获取清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息。

4、根据上述技术方案，所述监测模块包括垃圾识别模块和清扫检测模块，所述垃圾识别模块用于调取机器人清扫端设置的可清扫垃圾模型数据，使用计算机视觉技术来分析垃圾图像数据，获取画面信息，对画面信息中的垃圾进行重叠识别，对垃圾是否重叠进行分析判断，通对当前垃圾信息与数据库中垃圾特征信息进行实时对比，将堆积的出现垃圾特征的画面信息进行图片分解，获取重叠垃圾内的个体垃圾模型；所述清扫检测模块用于当检测到垃圾进入与清扫机器人所在目标清扫区域不同的其他目标清扫区域后，统计多角度区域中产生区域变换垃圾量最小的目标目标清扫区域。

5、根据上述技术方案，所述清扫检测模块包括清扫判别子模块和垃圾变换检测子模块，所述清扫判别子模块用于将重叠垃圾内的个体垃圾模型与可清扫垃圾模型数据内可清扫垃圾数据进行参数对比，判断当前个体垃圾模型是否可以被清扫垃圾人清扫；所述垃圾变换检测模块用于实时调取当前多角度区域风级数据，通过风级数据得到多角度区域内风速综合平均值；通过可清扫垃圾模型数据内可清扫垃圾数据，构建可清扫垃圾的质量评估模型，依次获取单个目标清扫区域内的垃圾质量，获取垃圾变换总量并统计在风力影响下单个目标目标清扫区域产生区域变换的垃圾量。

6、根据上述技术方案，一种基于大数据的智能机器人控制系统的运行方法，包括：

7、获取控制系统运行数据，根据机器人运行轮胎与目标清扫区域内参考方向的实时夹角，确定机器人的行驶方向数据；

8、基于确定得到的机器人行驶方向数据，获取目标清扫区域的范围数据，检测清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息；

9、调取摄像头使用权限，依据机器人的行驶方向对所述行驶方向上的道路画面进行拍摄，获取道路画面，对画面进行特征提取，检测道路画面中的垃圾位置，判断当前个体垃圾模型是否可以被清扫垃圾人清扫；

10、对所述多角度区域的环境风力进行检测，统计在风力影响下单个目标目标清扫区域产生区域变换的垃圾量；

11、基于变换的垃圾量信息，对目标目标清扫区域进行垃圾清扫，操控机器人按照预设行驶路径对垃圾进行清理，并将相应的指令通过输出端输出。

12、根据上述技术方案，所述获取目标清扫区域的范围数据，包括：

13、获取目标清扫区域的范围数据，所述目标清扫区域的范围数据是由地图导航软件内处理系统定位、截取并标记，并将所述目标目标清扫区域的范围数据通过地图导航软件输出获取的；

14、获取清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息，其中所述多角度区域由g个相同面积的目标目标清扫区域组成。

15、根据上述技术方案，所述检测清扫机器人在多角度区域内的具体位置信息，包括：

16、调取目标目标清扫区域在地图内的所在位置数据，在导航数据库内采集地图数据对应的所述多角度区域以及设定的区域画面标志物，将采集获得的多角度区域以及设定的区域画面标志物上传至处理终端，标定所述画面区域标志物的多个特征；

17、其中，所述目标目标清扫区域在地图内的所在位置数据包括目标目标清扫区域在城市展开图内坐标数据、目标目标清扫区域的长度宽度数据以及区域画面标志物在多角度区域内的所在位置数据；

18、对拍摄的实时画面进行特征识别，并与标定的所述画面区域标志物进行比对，当识别到标志物特征时，获取在以清扫机器人内部中心为坐标原点，清扫机器人当前行驶方向为x轴，在行驶平面内过坐标原点将x轴顺时针旋转90°为y轴，过坐标原点平行于x、y轴向上为z轴正半轴建立的空间直角坐标系内，摄像头拍摄角度对应方向与x、y、z轴所在平面的夹角信息；

19、通过拍摄画面内识别到标志物与标定的所述画面区域标志物在画面内的大小比例信息和标定的所述画面区域标志物的参考拍摄距离信息，计算清扫机器人拍摄头与标志物的距离信息，结合所述摄像头拍摄角度对应方向与x、y、z轴所在平面的夹角信息，获取区域定位清扫机器人在所述标志物所在位置为参考点的具体位置信息；

20、调取区域画面标志物在多角度区域内的所在位置数据，结合区域定位清扫机器人在所述标志物所在位置为参考点的具体位置信息，获取清扫机器人在所述多角度区域内的具体位置信息。

21、根据上述技术方案，所述判断当前个体垃圾模型是否可以被清扫垃圾人清扫，包括：

22、调取机器人清扫端设置的可清扫垃圾模型数据，所述可清扫垃圾模型数据包括机器人清扫端可清扫垃圾的最大高度、最大宽度、最大长度以及垃圾的柔韧性信息；

23、使用计算机视觉技术来分析垃圾图像数据，包括对象检测、图像分割、特征提取技术，所述分析图像数据中的垃圾是通过深度学习模型来实现的；

24、采集至少n个标记的图像数据用于构建垃圾监测ai算法，包括各种类型和状态的垃圾物品，其中n为最小训练标记图像数据数量；

25、获取画面信息，对画面信息中的垃圾进行重叠识别，对垃圾是否重叠进行分析判断，通对当前垃圾信息与数据库中垃圾特征信息进行实时对比，将堆积的出现垃圾特征的画面信息进行图片分解，获取重叠垃圾内的个体垃圾模型并将个体垃圾模型与所述可清扫垃圾模型数据内可清扫垃圾数据进行参数对比，判断当前个体垃圾模型是否可以被清扫垃圾人清扫，若可以，则输出可清扫的指令。

26、根据上述技术方案，所述统计在风力影响下单个目标目标清扫区域产生区域变换的垃圾量，包括：

27、实时调取当前多角度区域风级数据，获取风级为q并通过风级数据得到所述多角度区域内风速综合平均值为a；

28、通过所述可清扫垃圾模型数据内可清扫垃圾数据，构建可清扫垃圾的质量评估模型，依次获取单个目标清扫区域内的可垃圾质量分别为m1、m2……mc，则可清扫垃圾变换总量f＝m1+m2......mc，统计在风力影响下单个目标目标清扫区域产生区域变换的可清扫垃圾量其中c为统计时间段内的可清扫垃圾质量统计次数，λ为单位转化参数，μ为多角度区域内可清扫垃圾量堆积的机器人清扫限定值。

29、根据上述技术方案，所述对目标目标清扫区域进行垃圾清扫，包括：

30、当检测到垃圾进入与清扫机器人所在目标清扫区域不同的其他目标清扫区域后，统计多角度区域中产生区域变换垃圾量最小的目标目标清扫区域，并在统计时间段结束后行驶到产生区域变换垃圾量最小的目标目标清扫区域进行垃圾清扫；

31、根据统计获取的统计时间段内产生区域变换的垃圾量信息，计算在风力较小情况下目标清扫附近垃圾的堆积量s＝k1+k2......kg，当检测到s＞s1且在统计时间段内风级平均值小于3后，将提示工作人员对所述多角度区域进行维护的信息向工作人员携带的移动终端输出，其中s1为多角度区域内垃圾堆积的最大人工清扫限定值。

32、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过定位清扫机器人在区域内的具体位置信息，并对清扫机器人在多角度区域内的行驶监测，快速定位清扫机器人当前所处区域与清扫任务，基于清扫机器人现有位置环境布置清扫任务，实现清扫区域的高效率清扫；通过对垃圾模型进行特征识别，调取垃圾模型的相关数据，能够确认清扫机器人是否能够清除目标垃圾，将多角度区域的垃圾根据能否被清除进行有效区分；对在不同风力影响下多角度区域内垃圾的堆积量进行计算，通过风级参数的变化获取产生区域变换的可清扫垃圾量，解决了多角度区域内垃圾量难以实时且精确捕捉的难点，帮助系统更加精准地监测多角度区域内垃圾造成的污染情况，并采取合适的措施进行治理。