[发明专利]一种基于手眼视觉伺服技术的铁钻工目标检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于手眼视觉伺服技术的铁钻工目标检测方法，其特征在于，所述方法应用于手眼视觉伺服系统，所述系统包括图像采集设备、距离传感器，所述方法包括：

通过图像采集设备对钻柱进行图像采集，获得钻柱图像信息；

将所述钻柱图像信息输入深度学习算法模型进行图像特征识别，得到钻柱定位信息；

通过距离传感器对所述钻柱进行距离检测，获得距离检测信息；

通过图像采集设备对铁钻工进行图像采集，获得铁钻工图像信息；

将所述铁钻工图像信息输入所述深度学习算法模型进行图像特征识别，得到铁钻工位姿；

根据所述钻柱定位信息、所述铁钻工位姿通过手眼协调算法对铁钻工进行对中处理及钻柱规格识别；

构建专家知识库，所述专家知识库包括钻柱规格、铁钻工位姿与握紧力的对应关系；

根据钻柱规格识别结果、所述铁钻工位姿在所述专家知识库进行匹配，获得匹配握紧力；

根据所述匹配握紧力、所述距离检测信息通过模糊控制器进行铁钻工开度、扭矩的自适应模糊控制；

其中，所述方法还包括：获得铁钻工冲扣钳多角度图像信息，钻柱多规格图像信息；

通过距离传感器获得钻柱距离信息；

利用所述铁钻工冲扣钳多角度图像信息、所述钻柱多规格图像信息进行开度预测，获得预测开度信息；

根据所述钻柱距离信息，通过设置在铁钻工上的图像采集器进行图像监测，获得操作结果、控制轨迹信息；

根据所述操作结果进行标记，利用所述预测开度信息、所述控制轨迹信息对手眼协调算法进行优化，当操作结果的成功概率达到预设要求时，确定所述手眼协调算法。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

获得历史钻柱图像信息集、铁钻工历史图像信息集；

构建深度学习卷积神经网络；

分别将所述历史钻柱图像信息集、所述铁钻工历史图像信息集作为训练数据对所述深度学习卷积神经网络进行训练，获得所述深度学习算法模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述钻柱定位信息、所述铁钻工位姿通过手眼协调算法对铁钻工进行对中处理及钻柱规格识别，包括：

根据所述钻柱定位信息，获得钻柱各元件的边缘定位标识；

根据所述钻柱各元件的边缘定位标识进行连接，获得钻柱元件定位结构；

基于所述钻柱元件定位结构从钻柱规格定位结构库中进行匹配，获得钻柱规格识别结果；

利用所述钻柱定位信息、所述钻柱规格识别结果，确定目标工作坐标；

基于所述铁钻工位姿、所述目标工作坐标进行手眼协调算法进行对中，确定对中信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述匹配握紧力、所述距离检测信息通过模糊控制器进行铁钻工开度、扭矩的自适应模糊控制，包括：

基于所述对中信息、所述匹配握紧力、钻柱规格识别结果进行铁钻工冲扣钳开度分析，确定铁钻工开度；

根据所述距离检测信息、所述对中信息，获得铁钻工控制轨迹信息；

根据所述钻柱规格识别结果进行所述铁钻工开度调节范围分析，获得开度调节变化信息；

根据所述开度调节变化信息、所述铁钻工控制轨迹信息，确定对中概率；

当对中概率不满足设定要求时，基于所述对中信息、所述开度调节变化信息、所述铁钻工控制轨迹信息进行调节，直到所述对中概率达到设定要求为止；

根据所述开度调节变化信息确定夹紧开度信息，根据所述夹紧开度信息、所述匹配握紧力进行扭矩自适应模糊控制。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

获得扭矩控制模糊集；

根据所述扭矩控制模糊集与所述匹配握紧力进行隶属度计算，获得隶属度关系；

判断所述隶属度关系是否满足隶属度要求；

当满足时，基于所述隶属度关系，确定扭矩自适应模糊控制信息。

6.一种基于手眼视觉伺服技术的铁钻工目标检测系统，其特征在于，所述系统包括：

第一图像采集设备，通过所述第一图像采集设备对钻柱进行图像采集，获得钻柱图像信息；

第一图像特征识别模块，所述第一图像特征识别模块用于将所述钻柱图像信息输入深度学习算法模型进行图像特征识别，得到钻柱定位信息；

距离传感器，通过距离传感器对所述钻柱进行距离检测，获得距离检测信息；

第二图像采集设备，通过所述第二图像采集设备对铁钻工进行图像采集，获得铁钻工图像信息；

第二图像特征识别模块，所述第二图像特征识别模块用于将所述铁钻工图像信息输入所述深度学习算法模型进行图像特征识别，得到铁钻工位姿；

信息处理模块，所述信息处理模块用于根据所述钻柱定位信息、所述铁钻工位姿通过手眼协调算法对铁钻工进行对中处理及钻柱规格识别；

专家知识库构建模块，所述专家知识库构建模块用于构建专家知识库，所述专家知识库包括钻柱规格、铁钻工位姿与握紧力的对应关系；

握紧力匹配模块，所述握紧力匹配模块用于根据钻柱规格识别结果、所述铁钻工位姿在所述专家知识库进行匹配，获得匹配握紧力；

自适应模糊控制模块，所述自适应模糊控制模块用于根据所述匹配握紧力、所述距离检测信息通过模糊控制器进行铁钻工开度、扭矩的自适应模糊控制；

多角度信息获取模块，所述多角度信息获取模块用于获得铁钻工冲扣钳多角度图像信息，钻柱多规格图像信息；

距离信息获取模块，所述距离信息获取模块用于通过距离传感器获得钻柱距离信息；

开度信息预测模块，所述开度信息预测模块用于利用所述铁钻工冲扣钳多角度图像信息、所述钻柱多规格图像信息进行开度预测，获得预测开度信息；

图像采集器，所述图像采集器用于根据所述钻柱距离信息，通过设置在铁钻工上的图像采集器进行图像监测，获得操作结果、控制轨迹信息；

手眼协调算法确定模块，所述手眼协调算法确定模块用于根据所述操作结果进行标记，利用所述预测开度信息、所述控制轨迹信息对手眼协调算法进行优化，当操作结果的成功概率达到预设要求时，确定所述手眼协调算法。