CN113909207A

CN113909207A - 一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统

Info

Publication number: CN113909207A
Application number: CN202111019677.6A
Authority: CN
Inventors: 葛宋
Original assignee: Suzhou Xingeya Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Xingeya Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-01-11

Abstract

本发明公开了超声波清洗系统，具体一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统，属于玻璃制造领域；本发明通过先建立不同玻璃的网络地图模型；根据工作场合的不同进行在数据库中选取此场景下的网络地图模型，且所述网络地图模型只需在每次启动时进行建立一次，从而在结果工作时进行关闭即可；其次进行建立通讯连接；所述超声波清洗装置分别以此为中心与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯连接；在进行自动定位；根据超声波清洗装置与终端基站、总基站和区基站之间的距离进行三点定位，从而得到此时超声波清洗装置的具体位置；最后进行接收工作指令，并进行工作驱动；根据超声波清洗装置的位置，进行接收区基站下发的工作指令。

Description

一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统

技术领域

本发明公开了超声波清洗装置定位系统，具体一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统，属于超声波清洗装置领域。

背景技术

玻璃作为被广泛使用的工业制品主要应用于建筑、汽车和光伏领域。然而，玻璃制造企业的发展情况不容乐观，如“国五条”的实施，楼市调控政策吃紧，材料成本、劳动力成本、物流成本和渠道扩张的成本进一步提高，为玻璃制造企业带来了更大的压力，致使成本上升但销售价格很难提高。此外，国家节能减排的力度进一步加大，增大了玻璃制造企业的环保成本。因此怎样提高企业的竞争力，怎样保持企业的竞争优势，已经成为影响企业发展的重要因素。降低财务成本，精准并整合财务成本信息已经成为决定企业竞争实力的重要因素之一。现阶段，产品的品种日趋丰富，产品结构日益复杂，产品按订单需求生产，生产周期越来越短。多样化、非标准的生产模式逐渐代替了传统的大批量、标准化的生产模式。种种迹象表明，传统的制造成本法已经愈来愈不适应当今企业和社会的发展。

现有技术中，玻璃在制造完成后需要进行清洗，从而保证玻璃的光滑性；同时现有技术中只是进行粗略的表面清洗，无法真正去除一些细小的杂质；从而导致玻璃在使用中强度降低。

发明内容

发明目的：提供一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统，以解决上述问题。

技术方案：一种玻璃制造用超声波清洗方法，包括：

建立网络地图模型；根据工作场合的不同进行在数据库中选取此场景的下网络地图模型，且所述网络地图模型只需在每次启动时进行建立一次，从而在结果工作时进行关闭即可；

进行建立通讯连接；所述超声波清洗装置分别以此与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯连接；

进行自动定位；根据超声波清洗装置与终端基站、总基站和区基站之间的距离进行三点定位，从而得到此时超声波清洗装置的具体位置；

进行接收工作指令，并进行工作驱动；根据超声波清洗装置的位置，进行接收区基站下发的工作指令。

一种超声波清洗装置定位系统，包括：

用于建立超声波清洗装置与基站通讯连接并传输工作数据的通讯单元；

用于进行数据处理和进行控制指令发送的主控单元；

用于进行超声波清洗装置驱动的驱动单元；

用于进行工作反馈以及错误记录的报错单元。

有益效果：本发明通过在超声波清洗装置启动时，通过与基站之间建立通讯通道，进而可以得出此时的超声波清洗装置位置，同时在进行正常工作时，首先对工作路径计算，选择最优路径，同时在行驶中，通过超声波进行检测周围的障碍，并计算出障碍距离进而可以又效保证工作的安全，同时在完成工作时，可以根据障碍位置进行下一杂质的清洗。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的自动定位示意图。

图3是本发明的避障工作示意图。

图4是本发明的避障工作流程图。

图5是本发明的避障模块流程图。

具体实施方式

一种玻璃制造用超声波清洗方法，包括：

进行接收工作指令，并进行工作驱动；根据超声波清洗装置的位置，进行接收区基站下发的工作指令

根据上述方法中，所述建立网络地图模型时根据数据库进行提取当前位置地图模型，其超声波清洗装置首次进行网络地图模型建立时，是对整个场景下的三维对象和其关联关系将被转换为对偶空间内的节点与边，转换后，整体建筑信息变成节点边连接的关系结构，在进行关系结构的简化，从而得出此场景下的地图模型。

在一个实施例中，由于不同场景下的地图模型各不相同，且差异也很大，从而在建立网络地图模型时，需要先进行平面地图构建，根据工作区信息筛选同区的建筑构件，如果工作区为一层式和单独区结构，则进行下一步，将工作区的建筑构件几何信息平面二维化，投影在工作区平面上；然后提取本工作区中建筑内墙的几何数据，将其作为地图外边界；其次，将几何信息平面的所以节点进行分类，将工作区域的节点作为主要信息节点，地形信息节点作为结构节点；将主要信息节点利用实线进行连接，结构节点用虚线连接，形成基础地图模型；

具体的，基础地图模块会产生体量庞大的节点数据，容易形成数据冗余；从而造成节点复杂化，重叠度高，导致工作加载时间过长，同时加大数据的存储，从而需要通过计算机技术进行节点选取处理，进行节点的简化；

首先将所以节点进行平面化，重合的节点进行剔除，只保留一点，进而连接相邻的节点，形成平面化(俯视图)的地图模型；

其次，将工作区域进行立体化，完成平面地图后需将模型内的节点网络拓展到多层，需要建立清洗地图；本发明将玻璃顶层作为单层平面地图的终点节点，根据层数，建立纵向的建筑层关联，顶层作为货架层过渡元素将抽象为节点，相互连接，形成仓库内地图模型从水平到垂直的拓扑关系；

更具体的，根据将地形的平面化和工作区域的立体化进行融合，进行而形成网络地图模型，同时由于地图的简洁化，对于超声波清洗装置的移动范围有所限制，根据超声波清洗装置的不同，工作区域被限制，从而可以有效的防止超声波清洗装置开往地图以外的区域，从而产生错误。

在一个实施例中，所述进行建立通讯连接，其超声波清洗装置内部设有通讯单元，通讯单元依次与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯通道，并根据此通讯通道进行距离位置计算，进而分别于三个位置的距离为半径做圆，其三个圆的相交点为超声波清洗装置的具体位置；

具体的，其超声波清洗装置内部的通讯单元不仅仅可以与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯通道，同时可以与其他基站或者工作台进行建立连接，所以超声波清洗装置可以进行与多个设备连接，但不代表超声波清洗装置可以同时执行多个命令，具体的命令需要通过区基站进行下达，从而根据命令的先后顺序和重要程度进行依次执行；

更具体的，超声波清洗装置与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯通道时，终端基站、总基站和区基站相互之间也会建立通讯，但终端基站可以进行访问控制总基站和区基站和超声波清洗装置的权限，但总基站和区基站只能访问其下属的权限，当下达命令时，终端基站可以直接或者任意给总基站和区基站、超声波清洗装置下达命令，同时也可以依照程序进行依次有序下达。

在一个实施例中，将超声波清洗装置、终端基站、总基站和区基站四点位置建立在一个平面坐标轴，可以得到四个位置为：(x，y)、(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)；进而可以得出：

式中，(x，y)表示超声波清洗装置的坐标轴位置；(x₁，y₁)表示终端基站的坐标轴位置；(x₂，y₂)表示总基站的坐标轴位置；(x₃，y₃)表示区基站的坐标轴位置；

表示终端基站与超声波清洗装置的距离；

表示总基站与超声波清洗装置的距离；

表示区基站与超声波清洗装置的距离；

具体的，在进行工作时，超声波清洗装置、终端基站、总基站和区基站四点的位置时实时变换的，所以在需要进行定位时，则需要通过通讯单元进行重新计算此时位置。

在一个实施例中，所述进行接收工作指令包括正常工作指令、停止工作指令和其他指令；

其中，所述正常工作指令是通过终端基站下发工作指令至各个仓库的总基站，仓库总基站根据指令信息进行分配至各个仓库的区域的分基站，进而区基站将工作指令和工作信息发送至超声波清洗装置，进而驱动超声波清洗装置工作；

停止工作指令只需要区基站根据预设的工作时间进行定时触发，进而当到达停止工作时间时，区基站直接下达停止工作指令至超声波清洗装置，超声波清洗装置接收指令进而进行归位工作；

其他工作是指工作中的特殊工作和意外情况工作，此工作指令只能通过仓库总基站进行发送至超声波清洗装置，从而进行工作。

在进一步的实施例中，在正常工作指令执行时，所接收的驱动程序，为无障碍路径规划信息，其在工作时，超声波清洗装置四角上的检测装置会实时检测前后左右所带来的预知障碍；

具体的，正常工作指令执行前，首先口模型程序被初始化，然后进行出发点与目标点，提取两点之间的节点信息，并建立工作程序与数据库的连接，读取数据库中节点信息、计算节点之间的距离；当执行程序，程序首先判别输入的出发点在数据库中是否存在，若任务信息输入正确，则程序利用算法计算出出发点到目标点的最短距离，并将最短距离的节点进行依次连接，形成路径信息且传送至驱动程序中，进行工作；

更具体的，当超声波清洗装置接收到工作命令时，以出发点为中心逐步向外层扩展，求出到各个节点的最短距离，直到扩展到目标点为止，设出发点为A，结束点为B；则可以得到节点集合A¹和U¹；

初始化上述中的集合A¹和U¹，集合A¹表示已求最短路径节点，U¹表示未求最短路径节点；其中两个节点之间的距离代表权值，若两节点相连，则权值为连接两点的边的长度，若两点不相连，则两点间的权值为无穷大；

依次将A¹内的所有节点的权值计算，得出最小权值C，进行判断U¹内是否存在C，不存在的话将进行下一步，反之则进行将C删除在进行下一步；

判断C与结束点B是否匹配，如果匹配，则此为最优路径，反之则进行C值验算；以C为中间节点，继续遍历结束点B中的节点，计算出发点A经过C节点到结束点B 中节点的距离，与出发点A不经过C节点的距离进行比较；若经过C节点的距离比不经过C节点的距离短，则求的最短距离为新的最短距离，该节点为新的中间节点，将此节点加入集合A¹，并进行判断U¹是否为空集，若为空集，表示没有找到由起点到终点的最短路径，若不为空集，则进行匹配。

在一个实施例中，停止工作指令只需要区基站根据预设的工作时间进行定时触发，进而当到达停止工作时间时，区基站直接下达停止工作指令至超声波清洗装置，超声波清洗装置接收指令进而进行归位工作。

在进一步的实施例中，停止工作指令是当工作时间结束时，超声波清洗装置会在结束此时的工作任务进行当前位置定位，并根据预设的结束地点，进行选择路径，并进行驱动到指定地点结束工作；

具体的，当超声波清洗装置先以较低的速度匀速驶到结束地点时，超声波清洗装置通过传感器来实时获得环境信息和清洗装置位姿信息，同时通过传感器来检测结束地点的信息，判断结束地点是否满足清洗装置停止的要求；如果检测到的结束地点符合摆放清洗装置所需的最小停空间要求，便会根据检测的结果为清洗装置规划出一条最优路径；接下来通过控制清洗装置的方向盘转角以及速度，控制清洗装置按照预设路径进行自动归位；

更具体的，由于清洗装置的不同和停放的不同，在进行摆放之前，需要对当前的位置进行勘察，进而选择不同的归位方式。

在一个实施例中，在进行工作时，超声波清洗装置上的避障模块将设置在的声波传感器进行工作，进而通过反射声波进行检测此时外部的环境情况，进而可以达到避障的作用；

具体的，声波传感器将固定频率的超声波发射出去。声波在传播过程中，遇到障碍物后被反射回来。由于发射出去的超声波及反射回来的超声波频率相同。因此超声波传感器可将反射回来的超声波与环境中其他频率的声波信号区别开来，从而捕获回波信号。

更具体的，声波在传输及反射过程中会有损耗，幅值变化程度与探测距离成反比；障碍物越远，反射回来的声波能量越低；当距离大到一定程度，反射回的声波信号非常微弱，不被检测到，声波测距模块达到测量阈值上限；目前基于超声波测距模块测量阈值上限一般为3～10米对于给定的声波传感器探头，阈值上限主要是由发射功率决定的；声波发射能量越大，幅值越高，其探测的距离就越远。

在一个实施例中，下文给出超声波清洗装置的具体的工作流程：

远程控制模块首先需要用户选中超声波清洗装置，在这个环节输入想要控制其移动到的目的点坐标，然后选择确认移动；如果移动正常，则结束；如果移动发生错误，则进行快速锁闭，将超声波清洗装置所在点以及其周围地图上的点位进行锁闭；若锁闭失败，则重复锁闭操作直至锁闭成功；若锁闭成功，则对该清洗装置进行故障下线指令下发，将其下线；

首先由区基站选择一辆超声波清洗装置，为其输入目的地；然后系统调用远程控制类中的移动函数生成指令类的对象自动发起用户任务；系统需要先调用指令服务类中的方法来获取超声波清洗装置当前状态，因为只有准备状态的超声波清洗装置才能去执行任务；如果超声波清洗装置状态不就绪，则报错并结束；如果超声波清洗装置状态为就绪，则系统调用指令服务类的分配指令方法给超声波清洗装置分配任务；超声波清洗装置完成任务后系统调用指令服务类的完成指令方法告知任务完成。

一种超声波清洗装置定位系统，其特征在于，包括：

用于进行数据处理和进行控制指令发送的主控单元；

用于进行超声波清洗装置驱动的驱动单元；

用于进行工作反馈以及错误记录的报错单元。

在一个实施例中，所述驱动单元包括：避障模块，所述避障模块是在超声波清洗装置安装至少四个超声波传感器，用于进行向超声波清洗装置的四周发射超声波，其声波的范围为90°；同时避障模块设有声波接收器，其用于接收反射回的超声波；

具体的，在声波测距中关键的是耍对声波传感器产生的回波信号进行精确测量，对回波信号测量的精确程度直接决定了超声波测距系统的数据精度本发明中选用可编程逻辑器件作为主要控制器件，搭配单片机及其外围电路来超声波传感器产生的回波信号进行精确检测，并将数据发送至上位机等待下一步处理；

更具体的，单片机先产生一个大于10μs的触发脉冲信号给安装在超声波清洗装置上的声波传感器作为触发信号，声波传感器接收到触发信号后，发出超声波，当碰到障碍物时返回，进而波传感器接收到回波信号时，将其转换为高电平发送给可编程逻辑器件，可编程逻辑器件并对回波信号长度进行检测，并将所得数据发送给单片机进行处理，最后通过串口通信方式将处理后的数据发送给主控计算机等待下一步处理；

当声波传感器发回回波高电平时，同时给可编程逻辑器件中的计数器的输入端，通过计数器外接分频器进行分频，产生周期为16μs的小脉冲，计数器接收小脉冲的同时记录小脉冲的个数，当回波高电平结束时，计数器的输入端置低，计数器停止计小脉冲数，单片机依次读取每个计数器中的数据；读取数据时，单片机先读第一个计数器的低八位和高四位，再读第二个计数器的低八位和高四位，以此类推，直至读完计数器的数据。

根据上述内容，系统通电后，单片机产生一个大于10μs的触发脉冲给声波传感器，接收到触发脉冲信号后，声波传感器模块内部发出40HZ周期的脉冲，并且开始检测回波信号，当检测到有回波信号并产生一个高电平；可编程逻辑器件外围的晶振经过分频产生周期为16μs的小脉冲，此时可编程逻辑器件内部的计数器同时记录小脉冲的个数。当回波高电平结束时，计数器停止计数，将计数值传给单片机，由单片机计算出回波高电平的时间长度，即：

L＝Z*16μs

S＝L*R/2

L表示回波信号时间长度；

Z表示小脉冲信号个数(计数器的记录个数)；

S表示障碍距离；

R表示声波的传输速度，通常情况下为340m/s；

上述中，工控机接收到数据后经过VB软件编程计算便可显示出每个超声波探头所测量的距离。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims

1.一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，所述建立网络地图模型时根据数据库进行提取当前位置地图模型，其超声波清洗装置首次进行网络地图模型建立时，是对整个场景下的三维对象和其关联关系将被转换为对偶空间内的节点与边，转换后，整体建筑信息变成节点边连接的关系结构，在进行关系结构的简化，从而得出此场景下的地图模型。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，所述进行建立通讯连接，其超声波清洗装置内部设有通讯单元，通讯单元依次与终端基站、总基站和区基站进行建立通讯通道，并根据此通讯通道进行距离位置计算，进而分别于三个位置的距离为半径做圆，其三个圆的相交点为超声波清洗装置的具体位置。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，将超声波清洗装置、终端基站、总基站和区基站四点位置建立在一个平面坐标轴，可以得到四个位置为：(x，y)、(x₁，y₁)、(x₂，y₂)、(x₃，y₃)；进而可以得出：

表示终端基站与超声波清洗装置的距离；

表示总基站与超声波清洗装置的距离；

表示区基站与超声波清洗装置的距离。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，所述进行接收工作指令包括正常工作指令、停止工作指令和其他指令；

6.根据权利要求5所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，所述正常工作指令执行前，首先口模型程序被初始化，然后进行出发点与目标点，提取两点之间的节点信息，并建立工作程序与数据库的连接，读取数据库中节点信息、计算节点之间的距离；当执行程序，程序首先判别输入的出发点在数据库中是否存在，若任务信息输入正确，则程序利用算法计算出出发点到目标点的最短距离，并将最短距离的节点进行依次连接，形成路径信息且传送至驱动程序中，进行工作。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法，其特征在于，在正常工作指令执行时，所接收的驱动程序，为无障碍路径规划信息，其在工作时，超声波清洗装置四角上的检测装置会实时检测前后左右所带来的预知障碍。

8.根据权利要求5所述的一种玻璃制造用超声波清洗方法与系统，其特征在于，所述停止工作指令是当工作时间结束时，超声波清洗装置会在结束此时的工作任务进行当前位置定位，并根据预设的归位地点，进行选择路径，并进行驱动到指定地点结束工作。

9.一种玻璃制造用超声波清洗系统，其特征在于，包括：

用于进行数据处理和进行控制指令发送的主控单元；

用于进行超声波清洗装置驱动的驱动单元；

用于进行工作反馈以及错误记录的报错单元。

10.根据权利要求9所述的一种超声波清洗装置定位系统，其特征在于，所述驱动单元包括：避障模块，所述避障模块是在超声波清洗装置安装至少四个超声波传感器，用于进行向超声波清洗装置的四周发射超声波，其声波的范围为90°；同时避障模块设有声波接收器，其用于接收反射回的超声波。