具身智能体的扫描方法及系统与流程

本技术涉及三维扫描仪自动化，具体而言，涉及一种具身智能体的扫描方法及系统。

背景技术：

1、当前，在工业级三维扫描自动化领域，大多数方案仍依赖于固定式机械臂与定制化工装夹具的组合模式。具体的，该方案通常是将六轴工业机械臂刚性固定于地面基座，通过预设轨迹控制末端搭载的三维扫描仪，对静止工件进行单视角或多视角图像采集，再经点云配准生成完整的工件三维模型。

2、但是，这种扫描方式存在空间覆盖能力受限的问题，导致难以应对大尺寸（如汽车车身、风电叶片）、超长型（如轨道梁、船舶分段）或异形工件（如带深腔、内曲面、底部悬空结构）的全表面无遮挡扫描需求。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种具身智能体的扫描方法及系统，以便解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种具身智能体的扫描方法，应用于具身智能体中的计算控制模块，所述具身智能体至少包括：移动底盘、多自由度的机械臂及所述计算控制模块，所述具身智能体的机械臂末端上搭载有三维扫描设备；所述方法包括：

4、获取预先确定的待扫描工件上的多个扫描视点，并对所述多个扫描视点进行区间划分，得到多个扫描分区，每个扫描分区中包括多个邻近的扫描视点；

5、确定各所述扫描分区对应的底盘停靠站点，以使得所述移动底盘移动至所述扫描分区对应的底盘停靠站点后，所述机械臂末端无碰撞且可达所述扫描分区内的所有扫描视点；

6、基于各所述扫描分区对应的底盘停靠站点的坐标位置，确定各所述扫描分区的经过顺序；

7、按照所述经过顺序，控制所述移动底盘依次导航至各所述扫描分区对应的底盘停靠站点，并控制所述三维扫描设备按照预设的目标快门参数采集各所述扫描分区的三维数据；

8、基于所有扫描分区的三维数据，生成并输出所述待扫描工件的三维点云模型。

9、可选地，所述获取预先确定的待扫描工件上的多个扫描视点，包括：

10、获取第一工件台粗模型数据与第二工件台粗模型数据，其中，所述第一工件台粗模型数据为工件未放置前的基准环境模型，所述第二工件台粗模型数据为工件放置后由所述具身智能体环绕建模所得的含工件环境模型；

11、将所述第二工件台粗模型数据与所述第一工件台粗模型数据进行精确配准与差分运算，得到仅包含工件的工件粗模型数据数据；

12、对所述工件粗模型数据进行扫描视点计算，得到所述待扫描工件上的多个扫描视点，每个扫描视点包含相机位姿数据。

13、可选地，所述对所述多个扫描视点进行区间划分，得到多个扫描分区，包括：

14、基于工件粗模型数据及预设的安全缓冲距离，构建所述具身智能体的可活动工作区域；

15、基于所述具身智能体的属性参数及所述可活动工作区域，确定所述机械臂末端的可达空间范围，所述属性参数至少包括：底盘尺寸、所述机械臂的最大工作半径、机身安全碰撞缓冲距离；

16、基于所述机械臂末端的可达空间范围及预设的球形聚类算法，对所述多个扫描视点进行迭代聚类，得到多个视点簇，将各所述视点簇分别作为一个初始扫描分区；

17、对多个初始扫描分区进行去重处理，得到所述多个扫描分区。

18、可选地，所述对多个初始扫描分区进行去重处理，得到所述多个扫描分区，包括：

19、确定处于多个初始扫描分区的目标扫描视点；

20、确定所述目标扫描视点与所处的各初始扫描分区对应的底盘停靠站点之间的距离；

21、根据所述目标扫描视点与所处的各初始扫描分区对应的底盘停靠站点之间的距离，确定所述目标扫描视点所处的目标扫描分区，并将所述目标扫描视点从所处的除所述目标扫描分区外的各初始扫描分区中剔除。

22、可选地，所述确定各所述扫描分区对应的底盘停靠站点，包括：

23、基于当前扫描分区对应的视点分区簇，确定所述当前扫描分区的中心点；

24、基于所述机械臂末端的可达空间范围及所述当前扫描分区的中心点，确定所述当前扫描分区对应的地面区域，并在所述当前扫描分区对应的地面区域进行均匀采样，得到所述当前扫描分区内的多个候选底盘停靠点；

25、校验各所述候选底盘停靠点在扫描当前扫描分区内所有扫描视点时，是否满足预设的无碰撞性及可达性条件；

26、若满足，则从通过校验的至少一个候选底盘停靠点中，筛选出满足预设最优站点条件的目标候选底盘停靠点，并将所述目标候选底盘停靠点作为所述当前扫描分区对应的底盘停靠站点，所述最优站点条件包括：所述目标候选底盘停靠点覆盖当前扫描分区所有视点的机械臂运动行程总和最小，且使所述具身智能体的移动底盘与工件、工作台无干涉，且使所述具身智能体的机械臂处于无奇异位形。

27、可选地，所述基于各所述扫描分区对应的底盘停靠站点的坐标位置，确定各所述扫描分区的经过顺序，包括：

28、基于各所述扫描分区对应的底盘停靠站点的坐标位置，构建各所述扫描分区的距离矩阵；

29、采用预设的旅行商算法，对各所述扫描分区的距离矩阵进行站点遍历顺序规划，得到各所述扫描分区的经过顺序。

30、可选地，所述按照所述经过顺序，控制所述移动底盘依次导航至各所述扫描分区对应的底盘停靠站点，并控制所述三维扫描设备按照预设的目标快门参数采集各所述扫描分区的三维数据，包括：

31、基于相邻扫描分区的扫描顺序，得到所述相邻扫描分区对应的底盘停靠站点之间的避障路径；

32、控制所述移动底盘按照所述相邻扫描分区对应的底盘停靠站点之间的避障路径，依次导航至各所述扫描分区的底盘停靠站点。

33、可选地，所述控制所述三维扫描设备按照预设的目标快门参数采集各所述扫描分区的三维数据，包括：

34、在控制所述移动底盘移动至当前扫描分区的底盘停靠站点后，基于预先构建的场景地图执行定位校准，并在定位校准后锁止所述移动底盘；

35、向所述三维扫描设备发送启动扫描指令，并控制所述机械臂按照预先设定的连续扫描轨迹，对所述当前扫描分区中的所有扫描视点进行扫描，以采集所述当前扫描分区的三维数据，所述连续扫描轨迹是基于所述当前扫描分区内所有视点的扫描倾角、高度进行排序生成的；

36、在扫描完所述当前扫描分区中的所有扫描视点后，向所述三维扫描设备发送暂停扫描指令，解锁所述移动底盘，并控制所述移动底盘沿预先规划的避障路径移动至所述当前扫描分区的下一扫描分区对应的底盘停靠站点。

37、可选地，所述获取预先确定的待扫描工件上的多个扫描视点之前，还包括：

38、在第一场景下，控制所述移动底盘按预设的行走路径进行场景预建模，得到初始场景建模，所述第一场景为未放置工件及三维扫描设备的空场景；

39、在第二场景下，基于当前场景建模及所述初始场景建模，识别所述三维扫描设备的就位状态及所述待扫描工件的材质类型，所述第二场景为已放置所述待扫描工件和所述三维扫描设备；

40、基于所述待扫描工件的材质类型，调用与所述材质类型对应的预设扫描参数，并基于所述预设扫描参数，对所述待扫描工件进行预扫描，以自动调整并确定所述目标快门参数。

41、第二方面，本技术实施例还提供了一种扫描系统，所述系统包括：具身智能体及三维扫描设备，所述三维扫描设备与所述具身智能体中的计算控制模块通信连接；

42、所述三维扫描设备，用于接收计算控制模块下发的扫描命令，并将采集的各扫描分区的三维数据发送至所述计算控制模块；

43、所述计算控制模块，用于执行上述所述的具身智能体的扫描方法。

44、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述的具身智能体的扫描方法。

45、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的具身智能体的扫描方法。

46、本技术的有益效果是：

47、本技术提供一种具身智能体的扫描方法及系统，在本技术中，可以对多个扫描视点进行区间划分，形成多个区域，即扫描分区，这样，使得移动底盘移动到每个扫描分区进行全覆盖扫描；并确定各扫描分区对应的底盘停靠站点，以使得移动底盘移动至扫描分区对应的底盘停靠站点后，机械臂末端无碰撞且可达所述扫描分区内的所有扫描视点，即兼顾运动效率、避障与扫描全覆盖；并基于各扫描分区对应的底盘停靠站点的坐标位置，确定各扫描分区的经过顺序，以使得移动底盘的整体移动路程最小化，实现了具身智能体在多个停靠站点之间进行全局路径规划；并按照经过顺序，控制移动底盘依次导航至各扫描分区对应的底盘停靠站点，并控制三维扫描设备按照预设的目标快门参数采集各扫描分区的三维数据，基于所有扫描分区的三维数据，生成并输出待扫描工件的三维点云模型，实现了对工件的全表面无遮挡扫描。因此，采用本技术本技术提供的具身智能体的扫描方法，可自主环绕工件、移动到工件背面、底部远距离等多个站位，一次性完成整体环绕扫描，无需工装转运工件，即扫描覆盖空间不受限，能够满足对大尺寸（如汽车车身、风电叶片）、超长型（如轨道梁、船舶分段）或异形工件（如带深腔、内曲面、底部悬空结构）的全表面无遮挡扫描需求，提高了扫描效率。

48、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。