[发明专利]管道内喷涂轨迹优化系统及方法

权利要求书

1.管道内喷涂轨迹优化系统，其特征在于：包括：

基本信息录入模块，用于录入目标管道的带尺寸标注的设计图纸以及涂层要求，录入喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度；

管道内障碍物识别模块，根据录入的设计图纸实现管道内障碍物所在位置以及障碍物尺寸数据的获取；

喷涂机械运动路线规划模块，基于所得的障碍物所在位置和障碍物尺寸数据，以喷涂机械起始工作的点为起点，以喷涂完毕后喷涂机械所在的点为终点，规划喷涂机械运动路线；

管道内壁面积获取模块，用于根据录入的设计图纸以障碍物为基准将管道分割成若干个模块，并实现每个模块内壁面积的计算；

喷涂轨迹优化模块，以涂层要求、喷涂机械在不同档位下对应的喷涂覆盖面积、喷涂覆盖厚度以及每个模块面积的计算结果为基础，以综合成本最小为目标进行喷涂机械喷涂轨迹的优化；

喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度通过管道预喷涂获取，每个预喷涂操作重复3次，取平均值；

所述管道内障碍物识别模块首先采用ssd目标检测算法进行管内障碍物的识别定位，然后基于数据挖掘模块挖掘获取管内障碍物标注的尺寸；

所述涂层要求至少包括涂层的材质以及涂层的厚度。

2.如权利要求1所述的管道内喷涂轨迹优化系统，其特征在于：所述喷涂轨迹优化模块基于MATLAB实现。

3.如权利要求1所述的管道内喷涂轨迹优化系统，其特征在于：还包括：

仿真模型构建模块，用于根据带尺寸标注的设计图纸使用ADAMS建立管道模型；

硬点表构建模块，用于获取管道模型中的所有硬点的位置坐标信息，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；

涂层模型构建模块，用于根据所获取的硬点的位置坐标信息建立以涂层硬点模型；

模型组合模块，用于完成管道模型、涂层硬点模型的套叠操作；

虚拟作动器，与硬点表建立关系后，将接收到的喷涂机械喷涂轨迹转换为对应的控制命令至硬点表，驱动硬点表内参数在指定的范围内进行变动，从而实现喷涂机械喷涂轨迹的预演，还可以驱动仿真分析算法针对不同的参数进行计算求解；

虚拟传感器，为在涂层硬点模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；

在仿真模拟的过程中，虚拟作动器通过循环执行仿真分析算法，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据。

4.一种管道内喷涂轨迹优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、通过预喷涂操作实现喷涂机械在不同档位下在目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度的获取，每个预喷涂操作重复3次，取平均值；

S2、通过基本信息录入模块录入目标管道的带尺寸标注的设计图纸、涂层要求以及喷涂机械在不同档位下在该目标管道内工作时对应的喷涂覆盖面积以及喷涂覆盖厚度；

S3、采用ssd目标检测算法进行管内障碍物的识别定位，然后基于数据挖掘模块挖掘获取管内障碍物标注的尺寸；

S4、基于所得的障碍物所在位置和障碍物尺寸数据，以喷涂机械起始工作的点为起点，以喷涂完毕后喷涂机械所在的点为终点，规划喷涂机械运动路线；

S5、通过管道内壁面积获取模块根据录入的设计图纸以障碍物为基准将管道分割成若干个模块，并实现每个模块内壁面积的计算；

S6、基于MATLAB以涂层要求、喷涂机械在不同档位下对应的喷涂覆盖面积、喷涂覆盖厚度以及每个模块面积的计算结果为基础，以综合成本最小为目标进行喷涂机械喷涂轨迹的优化。

5.如权利要求4所述的一种管道内喷涂轨迹优化方法，其特征在于：还包括进行喷涂机械喷涂轨迹演示分析的步骤，具体的：

通过仿真模型构建模块根据带尺寸标注的设计图纸使用ADAMS建立管道模型；

通过硬点表构建模块获取管道模型中的所有硬点的位置坐标信息，形成一个可修改的硬点表；

通过涂层模型构建模块根据所获取的硬点的位置坐标信息建立以涂层硬点模型；

通过模型组合模块完成管道模型、涂层硬点模型的套叠操作；

在涂层硬点模型中插入虚拟作动器，建立虚拟作动器与硬点表的关系，将接收到的喷涂机械喷涂轨迹转换为对应的控制命令至硬点表，驱动硬点表内参数在指定的范围内进行变动，从而实现喷涂机械喷涂轨迹的预演；

在涂层硬点模型中插入能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元，通过虚拟作动器循环执行仿真分析算法，将结果反馈给给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据。