[发明专利]无人机智能喷涂系统的随动智能车系统及控制方法

说明书

本发明公开了无人机智能喷涂系统的随动智能车系统，包括车体、无人机和地面站，车体顶部作为停机坪用于无人机停落；其特征在于车体上设置有地面站、通信模块、电机驱动模块、视觉跟随模块以及避障模块，其中地面站对无人机喷涂过程产生的数据进行处理和决策，将实际数据与预设值对比分析，判断各模块是否满足要求并输出控制信息；通信模块接收地面站发送的车体跟随路径信息后，电机驱动模块驱动电机一转动，在视觉跟随模块和避障模块的配合下使得车体按规划的跟随路径行驶；车体上还设置有送料模块和管线收放模块，管线收放模块将送料模块的物料送给无人机，管线收放模块根据管线张力大小、管线收放长度和喷涂无人机运动的高度信息实现涂料管自动收放。

技术领域

本发明涉及船舶喷涂领域，特别涉及无人机智能喷涂系统的随动智能车系统及控制方法。

背景技术

随着科技的进步及人类社会的发展，船舶在人类生产生活中扮演着十分重要的角色，船舶喷涂能防止海水、海洋大气腐蚀和海洋生物附着及其他特殊要求。但喷涂作业环境恶劣、大多数涂料对人体有害，尽管采取一定的劳动防护措施，人工喷涂还会对工人的身体健康造成一定程度的损害。由于船舶的尺寸较大，工人在工作时必须爬高和来回走动、手臂也需要大幅度来回摆动，增大了工人工作时的危险系数和劳动强度。最近几年伴随的无人机系统和人工智能技术的大幅度提升，应用无人机智能设备已经在农业、建筑等领域取得了实用经验，为此，为了尽快提升我国船舶行业的智能化水平，减少施工现场的恶性事故，同时提高施工效率，开发和应用可以喷涂船舶曲面的无人机智能设备是非常必要的，也是切实可行的一条思路。

专利申请号“201620150130.8”船舶喷涂机器人设计了一种移动平台上装有垂直升降杆和水平移动杆并在水平移动杆上装有机械臂的喷涂机器人，这种船舶喷涂机器人对垂直升降杆和水平移动杆要求刚度较大，并且机器人运动到水平移动杆末端是还会出现一端力矩过大而使装置不牢固的危险，同时需通过电源线外接电源，移动范围受限制。

专利申请号“201510515250.3”船舶自动喷涂机器人发明了一种模拟涂装工人作业的可移动的喷涂机器人，但该发明机器人需在船体上运动，不适用于船体上有建筑的船舶，同时其喷涂机构上下行程较小，对较高大船舶难以实现较好的喷涂。

专利申请号“201810248179.0”一种基于无人机的室外墙面喷涂设备设计了一种自动喷涂设备可智能化的完成高空喷涂工作，但是储料罐、喷管、空压机等都设置在无人机上，无人机负载过大且喷涂时间较短。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种无人机智能喷涂系统的随动智能车系统，解决上述问题。

技术方案：本发明所述的无人机智能喷涂系统的随动智能车系统，包括车体、无人机和地面站，车体顶部作为停机坪用于无人机停落；其特征在于车体上设置有通信模块、电机驱动模块、视觉跟随模块以及避障模块，其中地面站对无人机喷涂过程产生的数据进行处理和决策，将实际数据与预设值对比分析，判断各模块是否满足要求并输出控制信息；通信模块接收车体的跟随路径信息后，电机驱动模块驱动电机一转动，在视觉跟随模块和避障模块的配合下使得车体按规划的跟随路径行驶；车体上还设置有送料模块和管线收放模块，管线收放模块将送料模块的物料送给无人机，管线收放模块根据管线张力大小、管线收放长度和喷涂无人机运动的高度信息实现涂料管自动收放。

进一步的，地面站用于数据的处理、软件的实现和各设备状态信息显示，所述数据处理包括目标识别、路径跟踪、输出指令；设备状态信息包括电池电量、车位姿信息、无人机运动状态和无人机与车体两者相对距离信息；地面站提供了人机交互软件窗口，用户可以自主输入控制指令控制车体的运行状态。

进一步的，还包括控制模块，控制模块包括单片机，设于车体的底盘上，用于接收地面站的控制指令、传感器数据的采集和驱动模块控制指令的发送。