[发明专利]基于ROS的飞机自动清洗轨迹离线规划方法

说明书

本发明适用于离线规划技术领域，提供了一种基于ROS的飞机自动清洗轨迹离线规划方法，所述方法包括如下步骤：S1、通过视觉传感器扫描飞机模型，通过点云建立飞机三维模型STL；S2、对飞机三维模型STL进行划分，形成若干区域，定义各区域的清洗位置；S3、规划各区域的清洗轨迹，基于清洗轨迹对该区域进行清洗。对待清洗飞机分区域进行清洗轨迹的自动规划，实现飞机自动清洗的同时，保证了飞机的自动清洗效果。

技术领域

本发明属于离线规划技术领域，提供了一种基于ROS的飞机自动清洗轨迹离线规划方法。

背景技术

飞机在日常使用中经常会接触到各种污染物，这些不仅影响飞机的外观，而且会对飞机表面造成损伤，影响飞机安全。飞机表面清洗已成为飞机维修过程中的重要组成部分。飞机的表面清洗不仅使飞机表面清洁美观，而且能有效缓解和减少腐蚀。保证飞机的正常运动，因此，航空工业的发展对飞机的清洁度要求越来越高。随着飞机数量的增加，飞机表面的清洗成为一个大问题。现有技术大部分是通过人工来完成清洗的，人工清洗不能近距离接触飞机表面，导致一些死角和关键部位清洗不到。

发明内容

本发明实施例提供一种基于ROS的飞机自动清洗轨迹离线规划方法，自动生成清洗路径，基于清洗路径进行自动清洗。

本发明是这样实现的，一种基于ROS的飞机自动清洗轨迹离线规划方法，所述方法包括如下步骤：

S1、通过视觉传感器扫描飞机模型，通过点云建立飞机三维模型STL；

S2、对飞机三维模型STL进行划分，形成若干区域，定义各区域的清洗位置；

S3、规划各区域的清洗轨迹，基于清洗轨迹对该区域进行清洗。

进一步的，各区域清洗轨迹的划分方法具体包括如下步骤：

S31、对各区域再次进行划分，划分成若干子区域；

S32、将区域的一个子区域导入ROS系统中RVIZ中，对该子区域进行三角片的划分，划分为若干三角片，获取各三角片的法向矢量和三个顶点的顶点坐标；

S33、基于该子区域的三角片来构建对应子区域的最小包围盒；

S34、计算最小包围盒的八个顶点的顶点坐标，将最小包围盒的一个顶点和一个轴向量组成一个投影平面；

S35、计算子区域内所有三角片与投影平面的交点，交点即为子区域的目标清洗点；

S36、基于步骤S31至步骤S35获取该区域中所有子区域的目标清点，定义为区域的目标清洗点，基于区域目标清洗点形成该区域的清洗轨迹。

进一步的，子区域的最小包围盒构建方法具体如下：

S331、基于子区域内三角片的协方差矩阵来确定最小包围盒的三轴方向，即X轴、Y轴及Z轴的方向；

S332、计算最小包围盒的中心坐标，基于最小包围盒的中心坐标及三轴方向构建最小包围盒。

进一步的，最小包围盒三轴的确定方法具体如下：

S3311、获取子区域内三角片的协方差矩阵，并计算协方差矩阵的三个特征向量及对应的特征值；

S3312、将特征向量R1所在方向作为最小包围盒的X轴方向，R1为最大特征值对应的特征向量，特征向量R2所在方向作为最小包围盒的Z轴方向，R2为最小特征值对应的特征向量，特征向量R3所在方向作为最小包围盒的Y轴方向，R3为中间特征值对应的特征向量。

进一步的，最小包围盒的中心坐标计算方法具体如下：

S3321、基于协方差的三个特征向量来构建矩阵E，矩阵E表示具体如下：