[发明专利]多点喷射均匀压强清洗装置及控制方法、应用

权利要求书

1.一种多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，包括多个涡旋水流喷头以及与多个涡旋水流喷头控制连接的机器人图像视觉定位系统；其中：

所述多个涡旋水流喷头分布于人体肛周及附近区域；

所述机器人图像视觉定位系统获得目标清洗区域的空间定位几何信息，并根据空间定位几何信息控制多个涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力。

2.根据权利要求1所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，每一个涡旋水流喷头均包括喷头主体和万向球铰连接支架，所述喷头主体安装在万向球铰连接支架上，并通过万向球铰连接支架实现喷射角度的变换。

3.根据权利要求1所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，所述机器人图像视觉定位系统包括：图像获取模块、视觉定位模块、中央处理模块、控制模块以及数据库模块；其中：

所述图像获取模块获取人体肛周及附近区域图像，并进行预处理；

所述视觉定位模块根据预处理图像，确定目标清洗区域在预处理图像中的具体位置，并从整幅预处理图像中分割出来；

所述中央处理模块根据分割出来的目标清洗区域，确定目标清洗区域的定位参数以及目标清洗区域与多个涡旋水流喷头之间的相对位置，即得到空间定位几何信息，并根据空间定位几何信息计算多个涡旋水流喷头的最优喷射角度和喷射压力参数；

所述控制模块根据最优喷射角度和喷射压力参数，控制多个涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力；

所述数据库模块包括人体肛周区域生理数据和清洗舒适感数据，其中，人体肛周区域生理数据用于确定目标清洗区域的定位参数；清洗舒适感数据用于明确肛周最终接触水流作用力和速度。

4.根据权利要求3所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，所述图像获取模块采用直方图均衡化、Gamma黑白对比度矫正和/或图像锐化的方法对获取的人体肛周及附近区域图像进行预处理。

5.根据权利要求3所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，所述视觉定位模块基于边缘纹理的图像定位方法，在定位之前先将预处理图像转换成灰度图像，通过边缘检测与判断，实现目标清洗区域定位。

6.根据权利要求3所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，所述中央处理模块以预先设定的涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力以及涡旋水流喷头至肛周区域相对高度作为初始条件，通过计算机仿真或者实际测试实验，明确单点涡旋水流的湍流喷射轨迹，依据数据库模块提供的肛周最终接触水流作用力与速度，得出最优的涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力。

7.根据权利要求3所述的多点喷射均匀压强清洗装置，其特征在于，所述控制模块对多个涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力的控制，包括如下过程：

-控制模块检测到工作信号，输入当前目标清洗区域的定位参数，检测位姿是否变化，此时记为动作一，如果动作一没有变化，控制模块则根据初始位姿高度和角度，输出各涡旋水流喷头的俯仰与水平控制信号；

-如果动作一有变化，则执行新的位姿高度和角度，进一步判断压力是否有变化，此时记为动作二，如果动作二没变化，则控制模块按初始喷射压力，输出各涡旋水流喷头的俯仰与水平控制信号；

-如果动作二有变化，则执行新的瞬时压力，判断流速是否变化，此时记为动作三；如果动作三没有变化，则根据初始喷射流速，输出各涡旋水流喷头的俯仰与水平控制信号；

-如果动作三有变化，则按新的瞬时流速，输出各涡旋水流喷头的俯仰与水平控制信号。

8.一种多点喷射均匀压强清洗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取人体肛周及附近区域图像，并进行预处理；

根据预处理图像，确定目标清洗区域在预处理图像中的具体位置，即定位，并从整幅预处理图像中分割出来；

根据分割出来的目标清洗区域，确定目标清洗区域的定位参数以及目标清洗区域与多个涡旋水流喷头之间的相对位置，即得到空间定位几何信息，并根据空间定位几何信息计算多个涡旋水流喷头的最优喷射角度和喷射压力参数；

根据最优喷射角度和喷射压力参数，控制多个涡旋水流喷头的喷射角度和喷射压力。