[发明专利]一种建筑外墙清洁探测和规划方法、设备和装置

权利要求书

1.一种建筑外墙清洁探测和规划方法，其特征在于，具体包括如下操作：

S1、根据雷达传感器的参数确定雷达传感器的方位分辨率；根据方位分辨率确定水平采样间距和垂直采样间距；

S2、控制探测无人机悬停至建筑外墙外部，通过雷达传感器对建筑外墙进行探测得到探测数据；并将探测数据通过数据采集模块进行处理后传输至终端系统；

步骤S2的具体过程如下：

S21、控制探测无人机悬停至建筑外墙的第一探测区域；通过雷达传感器对该探测区域进行探测得到探测数据，并将探测数据通过数据采集模块进行处理后传输至终端系统；

S22、控制探测无人机保持到建筑外墙距离不变，并沿水平方向移动水平采样间距后悬停至下一探测区域；通过雷达传感器对该探测区域进行探测得到探测数据，并将探测数据通过数据采集模块进行处理后传输至终端系统；重复步骤S22，完成同一高度内建筑外墙的探测；

S23、控制探测无人机保持到建筑外墙的距离不变，在垂直方向上移动垂直采样间距后悬停至下一个高度；重复步骤S22；完成该高度内建筑外墙的探测；

S24、重复步骤S23，完成建筑外墙的探测；

S3、终端系统接收数据采集模块传输的探测数据后，通过数据处理模块生成建筑外墙表面的三维图像；

S4、根据三维图像特征判断和决策建筑外墙清洁目标区域与禁区，确定清洁优先级及规划清洁路径；具体操作如下：

S41、对于外墙表面形状规则的建筑，根据三维图像特征执行直接区域判断；具体操作如下：若三维图像特征体现为探测距离和回波信号散射强度起伏总体保持一致的，判定为建筑墙面部分；若三维图像特征为探测距离一致，但回波信号幅度明显增强且形成闭合形状的，判定为窗户区域；若三维图像特征为明显距离突变的区域，且区域内所有回波信号探测距离一致，则判定为清洁禁区；

S42、对于外部表面形状特征复杂的建筑，则预先采集所在地域各类建筑的外部探测数据，并添加标签分类，形成子分类数据集；搭建特征训练网络，通过对各个子分类数据集的模型训练，提取各个数据集内建筑墙面部分、窗户区域的散射图像特征，生成相应的特征模型库；最后根据目标探测建筑的所属分类，导入已完成训练的相应的特征模型库，完成对目标建筑清洁区域与禁区的区分；

通过雷达传感器建筑外墙进行探测得到探测数据，并将探测数据通过数据采集模块进行处理后传输至终端系统具体包括如下子步骤：

A1、雷达发射天线发射线性调频连续锯齿波信号；接收天线接收由探测区域散射的回波信号；雷达传感器通过将回波信号混频得到包含探测信息的IQ基带信号；并传输给数据采集模块；

A2、数据采集模块接收雷达传感器产生的IQ基带信号；并对IQ基带信号进行信号调理和ADC采样；得到LVDS并行信号；

A3、FPGA器件接收LVDS并行信号，并通过网口传输给第一无线通信模块；

A4、第一无线通信模块将接收到的LVDS并行信号传输给终端系统的第二无线通信模块。

2.如权利要求1所述的一种建筑外墙清洁探测和规划方法，其特征在于：步骤S1中雷达传感器的方位分辨率由E/H面天线波束宽度和雷达到建筑外墙距离确定，水平采样间距和垂直采样间距由方位分辨率确定。

3.如权利要求1所述的一种建筑外墙清洁探测和规划方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下子步骤：

S31、终端系统的无线通信模块接收数据采集模块传输的探测数据后，形成含有所有采样方位的IQ基带信号三维矩阵；

S32、终端系统的数据处理模块利用信号处理技术形成所有采样方位的沿天线波束视轴方向的距离单元集合，从而生成建筑外墙表面的三维图像。

4.如权利要求1所述的一种建筑外墙清洁探测和规划方法，其特征在于，对于建筑墙面部分，则设定高清洁优先级；若为窗户区域，则设定为低清洁优先级；若为清洁禁区，则禁止清洁作业。

5.如权利要求1所述的一种建筑外墙清洁探测和规划方法，其特征在于：所述第一探测区域为建筑外墙的左上角、右上角、左下角或右下角中的一个。