CN109452919B - 一种基于图像识别的高效刷鞋装置、刷鞋方法及图像识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的高效刷鞋装置、刷鞋方法及图像识别方法，壳体内的滑杆带动下方待清洗鞋子由图像识别区移动至清洗区；首先，在清洗区通过旋转布置的集成摄像头与所述待清洗鞋子的公子转配合，对所述待清洗鞋子每个角度的脏痕进行检测定级，确定脏痕的角度；然后通过清洗区的三维可旋转清洗套件对所述待清洗鞋子进行全面清洗和定点重点清洗，尤其是使清洗滚刷以与脏痕相同或相切的角度对其进行清理。

Description

一种基于图像识别的高效刷鞋装置、刷鞋方法及图像识别 方法

技术领域

本发明涉及智能清洁技术领域，特别是一种高效刷鞋装置及其方法高效刷鞋装置、刷鞋方法及图像识别方法。

背景技术

现有技术中所述待清洗鞋子清理装置功能单一，结构简单，其中一种形式是通过两侧或上下布置的滚刷对所述待清洗鞋子进行清理；以中国专利申请CN201620827763.8为例，上述专利申请公开了一种洗鞋装置，其通过头部定位和鞋跟定位将所述待清洗鞋子定位，然后通过滚动的毛刷对所述待清洗鞋子进行清理，但上述技术方案虽然对所述待清洗鞋子进行了大致清理，但首先所述待清洗鞋子额头部和根本无法清洗，需要使用者取出所述待清洗鞋子进行二次手动清洗；其次，上述清洗方式不能有效清除鞋帮等地方的顽固污渍；另外一种形式是通过水射流对所述待清洗鞋子进行清洗，以中国专利申请CN200620035294.2为例，上述专利申请公开了一种全自动洗鞋机，其通过上下布置的旋转鞋架，将多组所述待清洗鞋子以倾角30-70°布置在鞋架上，通过两侧和上部的喷嘴对所述待清洗鞋子进行清洗，但上述设计并为考虑上层鞋底脏污对下层所述待清洗鞋子的细菌污染，更重要的是上述鞋架以固定角度设置所述待清洗鞋子，这种结构可能导致侧面喷嘴对每只所述待清洗鞋子的另一侧面都无法清洗；另外，两种所述待清洗鞋子清洗装置都为考虑对所述待清洗鞋子的预检测工艺，都是将所述待清洗鞋子直接进行清理，且通过对技术方案的解读不难发现，上述两种清洗方案对于所述待清洗鞋子的顽固污渍清洗效果可能并不理想。

为此，本发明涉及一种基于图像识别的高效刷鞋装置、刷鞋方法及图像识别方法。本发明的主要技术创新点：

(1)通过对所述待清洗鞋子清洗装置的广泛调研和数据分析发现，现有刷鞋装置对于所述待清洗鞋子上的顽固污渍清洗效果并不理想，尤其是鞋帮上的脏痕更是需要手工清洗，通过对其形成机理分析发现，难以清理的脏痕通常都是因为其破坏了鞋帮表面的细微结构，脏痕因此吃入了鞋帮表面材料内，因而常规的滚刷清洗只能将鞋帮表面附着的污染物清除，而不能有效清理上述脏痕。通过对不同工艺参数的大量实验研究意外发现，毛刷的清洗角度对上述脏痕的清洗效果影响明显，控制其他参数变量的条件下，毛刷滚动方向于脏痕角度相切或相同时，清洗效果显著改善。

(2)通过左侧布置的图像识别区对所述待清洗鞋子各个位置的脏痕进行精确检测，对其污染程度进行定级，从而选择性的选取清洗液成分和用量，毛刷的接触压力和转速；并通过记录所述待清洗鞋子脏痕的角度数据使后续清理区的毛刷以相同或相切的角度对脏痕进行清理，此外毛刷还可以对所述待清洗鞋子进行全面清洗。

(3)通过左右布置的图像识别区和清洗区实现所述待清洗鞋子由检测到清洗再到复检的高效行程控制；且通过将筒体内壁直径与圆形滑轨内侧直径设计为同一数值，即可使图像识别区采集的脏痕的数据直接应用于清洗区作为清洗套件的控制数据使用，避免再在清洗区设置检测装置，导致漏电和成本浪费等缺陷。

(4)通过图像识别区的复检，保证所述待清洗鞋子清洗效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一方面提出了一种至少在一定程度上提高鞋子的清洗效果的一种基于图像识别的高效刷鞋装置。

本发明的第二方面提出了一种利用所述高效刷鞋装置的刷鞋方法。

本发明的第三方面提出了一种用于所述高效刷鞋装置的图像识别方法。

根据本发明第一方面所述的高效刷鞋装置，包括具有长圆形截面的壳体以及适于封闭所述壳体的顶盖，所述顶盖在横向两端设置有电磁开关以控制所述顶盖对所述壳体的开闭，所述壳体顶端设置有横向布置的滑轨，所述高效刷鞋装置还包括：滑杆，所述滑杆的一端的底部与支撑梁连接，支撑梁的底部两端分别连接一只所述待清洗鞋子，位于壳体内部左侧的所述图像识别区由圆形滑轨、沿圆形滑轨滑动的滑块和设置于圆形滑轨内侧的驱动伺服电机构成，所述滑块上固定有图像识别框架，所述图像识别框架用于识别所述待清洗鞋子的脏痕的位置和角度，位于壳体内部右侧的所述清洗区的筒体上部设置有筒体顶盖，所述筒体顶盖上具有左右延伸的条型槽，筒体内壁上设置有三维可旋转清洗套件，三维可旋转清洗套件用于同步地对调节清洗滚刷的周向、轴向、伸缩和清洗角度的调节，所述图像识别框架与所述调节清洗滚刷连接，以令所述调节清洗滚刷沿着与脏痕相同的角度或相切的角度旋转，所述滑杆用于将所述滑杆下方的待清洗鞋子由所述图像识别区移动至所述清洗区。

根据本发明第一方面所述的高效刷鞋装置，能够通过滑杆带动所述待清洗鞋子位移，实现先检测脏痕，然后对脏痕进行针对性清洗的工艺流程。

进一步地，所述图像识别区的圆形滑轨底部设置有容置空间以用于布置驱动伺服电机、PLC、信号发生器以及伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器为多组，分别用于控制刷鞋装置中不同的伺服电机；图像识别框架内侧设置有集测距、轮廓扫描、图像识别功能于一身的集成摄像头，所述集成摄像头可沿图像识别框架内侧布置的导轨上下滑动，从而实现对所述待清洗鞋子不同位置脏痕的数据采集；所述筒体底部设计为朝右侧底端出水口倾斜的斜面结构，筒体底部通过转轴连接有可转动开合的筒体门，筒体门底部外表面设有齿条，并通过设置于水箱侧壁面支架上的开合驱动伺服电机控制筒体门开合；所述出水口连接有排水管；筒体内壁直径与圆形滑轨内侧直径设置为同一数值，从而使经过图像识别区采集的脏痕的数据可以直接应用于清洗区作为三维可旋转清洗套件的控制数据。由此，避免布置在圆形滑轨底部容置空间内的电子元器件沾水损坏，并实现改善筒体排水效果，采集数据应用过程方便简单的目的。

进一步地，所述滑杆具有中空的空腔，所述空腔内通过两组轴承设置有扭矩输出轴，扭矩输出轴输出端连接有第一锥齿轮，主转轴穿设于滑杆一侧的内部，且主转轴下部以具有间隙的形式连接有支撑梁，主转轴在滑杆内腔中设置有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮将竖直面上的转矩转换为水平面上的转矩，并带动支撑梁及主动轮转动；主动轮两侧各设置有一个转轴，转轴上分别设置有从动轮，从动轮上套设有皮带，且上述皮带仅经过主动轮一侧，主动轮和从动轮带动两只所述待清洗鞋子转动实现所述待清洗鞋子公转和自转的灵活调节，对所述待清洗鞋子的脏痕的图像进行识别和清理。由此，能够将每只所述待清洗鞋子的任何一个角度通过自身公转、自转与图像识别区和清洗区内位置调整部件的配合将所述待清洗鞋子的每一个部位暴露在检测装置或清洗装置处，实现对所述待清洗鞋子的全面检测和充分清洗。

进一步地，所述转轴底部活动连接有所述待清洗鞋子固定架；所述待清洗鞋子固定架延伸端部设置有蛛腿型弹性支架，且所述蛛腿型弹性支架尖端适于朝向所述待清洗鞋子的鞋尖。由此，支架的弹性可以使支架在不同尺寸范围内调整，实现对男鞋或女鞋，抑或是不同鞋码的适应性支撑；另外，支架的蛛腿结构指向鞋尖，并且蛛腿呈向内聚拢的结构，便于所述待清洗鞋子在支架的取放。

进一步地，所述筒体右端在周向上切有弧度为60°的驱动槽，所述驱动槽用于容置横向传动带，上述驱动槽内还设置有横向传动伺服电机的输出端，上述输出端与横向传动带压合，并带动横向传动带内侧的横向滑块横向往复运动，所述横向滑块内侧设置有纵向滑轨，两个纵向滑块在纵向滑轨上往复运动，两个上述纵向滑块的铰接端均通过伸缩杆与同一个基座铰接；基座上部设置有喷嘴；基座内侧设置有转动连接座，转动连接座延伸端部设置有清洗滚刷，所述转动连接座用于调节清洗滚刷与所述待清洗鞋子的接触角度；筒体与烘干装置连接。由此，实现对所述待清洗鞋子脏痕的针对性清理，提升所述待清洗鞋子清理效率。

进一步地，图像识别区和清洗区之间还设置有辅助柜，所述辅助柜顶部并排设置有清洗液加入槽和活性酶加入槽，清洗液加入槽和活性酶加入槽的下部设置有负离子发生器，上述负离子发生器下部设置有空气加热装置，上述空气加热装置下部设置有气泵，上述气泵下部设置有水泵。由此，进一步提升了高效刷鞋装置对待清洗鞋子清洗效果，并完成后续的烘干、除菌工序。

根据本发明第二方面的刷鞋方法，利用本发明第一方面所述的高效刷鞋装置，所述刷鞋方法包括如下步骤：

通过主转轴(67)带动所述待清洗鞋子沿上述主转轴(67)公转、从动轮(73，74)带动所述待清洗鞋子自转、图像识别框架(8)围绕所述待清洗鞋子转动以及集成摄像头(81)沿图像识别框架(8)内侧布置的导轨上下滑动，以实现所述图像识别框架(8)对所述待清洗鞋子的鞋帮和/或鞋面污染程度、脏痕位置、脏痕角度、所述待清洗鞋子轮廓、所述待清洗鞋子距离信息的采集，图像识别框架(8)转至圆形滑轨(31)纵向后端部以避让滑杆(6)，筒体顶盖(41)闭合，滑杆(63)横向滑动至筒体(43)中心位置，并令筒体门(44)处于开启状态，筒体门(44)在开合驱动伺服电机(45)的带动下闭合，且筒体(43)开口的两端均具有锐角结构的自压合边框(48)，自压合边框(48)在内部水力压力下压紧筒体门(44)，从而防止漏水，自压合边框(48)涂敷有橡胶涂层，当筒体门(44)完全闭合后，三维可旋转清洗套件(13)带动清洗滚刷(138)沿着与脏痕相同的角度或相切的角度旋转，清洗所述待清洗鞋子，完成所述待清洗鞋子的清洗后，返回图像识别区(3)对所述待清洗鞋子的清洗结果进行检测，若检测不合格则再次返回清洗区(4)，通过增加清洗液、提高清洗滚刷(138)转速和接触压力的形式进一步对所述待清洗鞋子进行清洗，所述图像识别区(3)对所述待清洗鞋子的清洗结果检测合格后，所述待清洗鞋子通过针对所述待清洗鞋子口的烘干装置(121)输送带有负离子的热风进行烘干和杀菌。

根据本发明第二方面所述的刷鞋方法，保障待清洗鞋子的脏痕得到充分而全面的覆盖刷洗，同时针对性的清洗方案以及喷水刷洗工艺能够最大限度的节约水资源，减少化学清洗剂的使用，降低对水资源的浪费和对环境的破坏程度。

根据本发明第三方面的高效刷鞋装置的图像识别方法，所述高效刷鞋装置为本发明第一方面的高效刷鞋装置，所述图像识别方法包括以下步骤：

S1、图像采集：将所述待清洗鞋子转至某一固定角度，基于转动装置的结构特性，两只所述待清洗鞋子在固定角度展示的所述待清洗鞋子部位相同；通过转动图像识别框架(8)并上下移动集成摄像头(81)对两双所述待清洗鞋子在固定角度的图像进行采集，然后将所述待清洗鞋子转至不同角度，依照上述方法拍摄所述待清洗鞋子图片；

S2、图片预处理：将所述待清洗鞋子图片进行锐化处理；

S3、特征参数录入：首先以原始图像中的第一像素点作为中心像素点，利用补偿逼近算法求出其他像素点相对于中心像素点的大致位置，并采用自动阈值法基于不同角度分割图片，将分割后的图片利用Canny算子进行边缘点搜索得到色块边缘，最后对边缘点进行哈夫变换，得到包含边缘点最多的直线，以他的方向作为色标块的方向；

S4、污染定级：基于S3中分割后的图片建立污染等级与所述待清洗鞋子脏痕图像的关系，并对所述待清洗鞋子的脏痕污染状态进行识别。

根据本发明第三方面所述的图像识别方法，基于现有图像识别方法进行优化改进，以此提升图像识别方法对于所述待清洗鞋子脏痕识别工艺的适用性，改善识别精度，为后续清洗效果提供可靠的数据保障。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为基于图像识别的高效刷鞋装置的顶视图；

图2为图1中高效刷鞋装置的A-A截面剖视图；

图3为滑杆和支撑梁的配合关系剖视图；

图4为图3配合关系图的左剖视图；

图5为辅助柜和清洗区的结构剖视图；

图6为三维可旋转清洗套件的局部放大图；

图7为图5中筒体B-B截面的局部剖视图；

图8为刷鞋方法的行程控制图，其中图8A为检测状态示意图，图8B为刷鞋状态示意图。

附图标记：

壳体1，顶盖2，电磁开关21，图像识别区3，圆形滑轨31，滑块32，驱动伺服电机33，清洗区4，筒体顶盖41，条型槽42，筒体43，筒体门44，开合驱动伺服电机45，水箱46，排水管47，自压合边框48，伺服电机壳体491，横向传动伺服电机492，传动带493，滑轨5，滑杆6，轴承62，扭矩输出轴63，第一锥齿轮64，第二锥齿轮65，主转轴67，支撑梁7，转轴71，主动轮72，从动轮73、74，皮带75，图像识别框架8，集成摄像头81，PLC91，信号发生器92，伺服电机驱动器93，辅助柜10，清洗液加入槽101，活性酶加入槽102，负离子发生器103，空气加热装置104，气泵105，水泵106，所述待清洗鞋子固定架11，蛛腿型弹性支架12，烘干装置121，三维可旋转清洗套件13，横向滑块131，纵向滑轨132，纵向滑块133，伸缩杆134，基座135，喷嘴136，转动连接座137，清洗滚刷138。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并参考具体实施例描述本发明。

首先结合图1-图8描述本发明实施例的高效刷鞋装置。

如图1-图8所示，本发明实施例的高效刷鞋装置可以包括具有类似胶囊状截面的装置壳体1，以及与其相对应的顶盖2，顶盖2在两个横向延伸端部设置有电磁开关21来控制装置的开合。壳体1纵向顶端设置有横向布置的滑轨5，滑杆6一侧在上述滑轨5顶部通过未示出的驱动装置控制其滑动，并带动下方待清洗鞋子由图像识别区3移动至清洗区4；滑杆6另一端底部与支撑梁7连接，支撑梁7底部两端分别连接一只所述待清洗鞋子；位于壳体1内部左侧的所述图像识别区3由圆形滑轨31以及延滑轨滑动的滑块32和设置于圆形滑轨31内侧的驱动伺服电机33构成，驱动伺服电机33和圆形滑轨31通过齿轮齿条传动，所述滑块32上固定有图像识别框架8；位于壳体1内部右侧的所述清洗区4的筒体43上部设置有筒体顶盖41，所述筒体顶盖41上具有对称与其横向中轴线设置的，自左侧延伸超过筒体顶盖41中心点一定长度的条型槽42构成，条型槽宽度比主转轴外径大5-8cm，所述一定长度以主转轴67能够布置在筒体顶盖中心点为准；筒体43内壁上设置有三维可旋转清洗套件13，三维可旋转清洗套件13可以同步实现对清洗滚刷138的周向、轴向、伸缩和清洗角度的调节，通过图像识别区3识别的鞋帮上脏痕的角度，调节清洗滚刷138沿着与脏痕相同的角度或相切的角度旋转。

参阅说明书附图2可知，所述图像识别区3的圆形滑轨31底部设置有容置空间用于布置驱动伺服电机33、PLC(即可编程逻辑控制器)91、信号发生器92以及伺服电机驱动器93，所述伺服电机驱动器为多组，分别用于控制刷鞋装置中不同的伺服电机，且刷鞋装置中的全部伺服电机均指伺服电机；图像识别框架8内侧设置有集测距、轮廓扫描、图像识别功能于一身的集成摄像头81，所述集成摄像头81可沿图像识别框架8内侧布置的导轨上下滑动，从而实现对所述待清洗鞋子不同位置脏痕的数据采集；所述筒体43顶部与筒体顶盖41与右侧铰接，所述筒体43底部设计为朝右侧底端出水口倾斜的斜面结构，筒体43底部通过转轴连接有可转动开合的筒体门44，筒体门44底部外表面设有齿条，并通过设置于水箱46侧壁面支架上的开合驱动伺服电机45控制其开合；所述出水口连接有排水管47；筒体43内壁直径与圆形滑轨31内侧直径设计为同一数值，从而使经过图像识别区3采集的脏痕的数据可以直接应用于清洗区4作为三维可旋转清洗套件13的控制数据。

参阅说明书附图3-4可知，所述滑杆6具有中空的空腔，其空腔内通过两组轴承62设置有延中心线布置的扭矩输出轴63，扭矩输出轴63输出端连接有第一锥齿轮64，主转轴67穿设于滑杆6一侧内腔，且其下部以具有一定间隙的形式连接有支撑梁7，主转轴67在滑杆6的内腔中设置有与第一锥齿轮64相对应的第二锥齿轮65，所述第二锥齿轮65将纵面上的转矩转换为平面上的转矩，并带动支撑梁及其内腔里的主动轮72转动，主转轴67可以通过行星齿轮带动支撑梁7转动；主动轮两侧等距各设置有一个转轴71，两转轴71上分别设置有从动轮73、74，从动轮73、74上套设有皮带75，且上述皮带仅经过主动轮72一侧，使主动轮72兼具压带轮功能，通过主转轴67带动支撑梁7转动，皮带轮带动两只所述待清洗鞋子转动即可实现所述待清洗鞋子公转和自转的灵活调节，便于对其脏痕的图像识别和清理。

进一步，所述转轴71底部活动连接有所述待清洗鞋子固定架11，例如可以通过销钉连接，所述待清洗鞋子固定架可以根据所述待清洗鞋子类型的不同，灵活调整其结构，例如可以使柔性可调节支撑杆；所述待清洗鞋子固定架11延伸端部设置有蛛腿型弹性支架12，且上述蛛腿型弹性支架12尖端指向朝向鞋尖，便于固定架11的取出。

参阅说明书附图5-7可知，所述筒体43右端在周向上切设有一弧度为60°的驱动槽，上述驱动槽用于容置横向传动带493，驱动槽内还设置有横向传动伺服电机492的输出端，上述输出端与横向传动带493压合，所述横向传动伺服电机492设置在筒体43外壁上固定的伺服电机壳体491内，并带动横向传动带493内侧的横向滑块131横向往复运动，所述横向滑块131内侧设置有纵向滑轨132，所述纵向滑轨132内的两条滑轨分别控制两个纵向滑块133的纵向往复运动，两个纵向滑块133的输出端均通过伸缩杆134与同一个基座135，对基座135的纵向位置进行调节；基座135上部设置有喷嘴136，用于喷射清洗液或清水；基座135内侧设置有转动连接座137，转动连接座137延伸端部设置有清洗滚刷138，并调节清洗滚刷138与所述待清洗鞋子的接触角度；筒体43右侧顶端以滑槽的形式活动连接有烘干装置121。

进一步，图像识别区3和清洗区4之间还设置有辅助柜10，所述辅助柜10顶部并排设置有清洗液加入槽101和活性酶加入槽102，上述加入槽下部设置有负离子发生器103，上述负离子发生器103下部设置有空气加热装置104，上述空气加热装置104下部设置有气泵105，上述气泵105下部设置有水泵106。由此，进一步提升了高效刷鞋装置对待清洗鞋子清洗效果，并完成后续的烘干、除菌工序。

下面描述本发明的刷鞋方法。

本发明的刷鞋方法利用本发明上述实施例的高效刷鞋装置，刷鞋方法包括：通过主转轴67带动所述待清洗鞋子延上述主转轴67公转、从动轮带动所述待清洗鞋子自转、图像识别框架8围绕所述待清洗鞋子转动以及集成摄像头81沿图像识别框架8内侧布置的导轨上下滑动，上述四者相互配合实现鞋帮和/或鞋面脏痕污染程度、脏痕位置、脏痕角度、所述待清洗鞋子轮廓、所述待清洗鞋子距离信息的采集，采集完成后，图像识别框架8转至圆形滑轨31纵向后端部，避免影响滑杆6横向滑动；筒体顶盖41闭合，接着滑杆63横向滑动至筒体43中心位置，此时筒体门44处于开启状态；当滑杆63定位于筒体43中心位置后，筒体门44在开合驱动伺服电机45的带动下闭合，且筒体43开口的两端均具有锐角结构的自压合边框48，受其结构影响，自压合边框48在内部水力压力下压紧筒体门44，从而防止漏水；自压合边框48涂敷有橡胶涂层；当筒体门44完全闭合后，三维可旋转清洗套件13，三维可旋转清洗套件13带动清洗滚刷138沿着与脏痕相同的角度或相切的角度旋转，高效清洗所述待清洗鞋子，完成所述待清洗鞋子的清洗后，返回图像识别区3对其清洗结果进行检测，不合格则返回清洗区4，通过增加清洗液或加入活性酶、提高清洗滚刷138转速和接触压力的形式进一步对所述待清洗鞋子进行清洗；完成检测的所述待清洗鞋子通过针对所述待清洗鞋子口的烘干装置121输送带有负离子的热风进行烘干和杀菌。

下面描述本发明的图像识别方法。

本发明的图像识别方法为本发明上述任一种实施例的高效刷鞋装置所采用的图像识别方法，其中图像识别方法为：S1、图像采集：将所述待清洗鞋子转至某一固定角度，基于转动装置的结构特性，两只所述待清洗鞋子在固定角度展示的所述待清洗鞋子部位相同；通过转动图像识别框架8并上下移动集成摄像头81对两双所述待清洗鞋子在固定角度的图像进行采集；然后将所述待清洗鞋子转至不同角度，依照上述方法拍摄所述待清洗鞋子图片；S2、图片预处理，将原始图片进行锐化处理；S3、特征参数录入：首先以原始图像中的第一像素点作为中心像素点，利用补偿逼近算法求出其他像素点相对于中心像素点的大致位置，并采用自动阈值法基于不同角度分割图片；将分割后的图片利用Canny算子进行边缘点搜索得到色块边缘；最后对边缘点进行哈夫变换，得到包含边缘点最多的直线，以他的方向作为色标块的方向；S4、污染定级：基于S3中分割后的图片建立污染等级与所述待清洗鞋子脏痕图像的关系，并对所述待清洗鞋子脏痕污染状态进行识别。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的高效刷鞋装置，包括具有长圆形截面的壳体(1)以及适于封闭所述壳体(1)的顶盖(2)，所述顶盖(2)在横向两端设置有电磁开关(21)以控制所述顶盖(2)对所述壳体(1)的开闭，其特征在于：所述壳体(1)顶端设置有横向布置的滑轨(5)，所述高效刷鞋装置还包括：滑杆(6)；

所述滑杆(6)的一端的底部与支撑梁(7)连接，支撑梁(7)的底部两端分别连接一只待清洗鞋子；

所述壳体(1)内设有图像识别区(3)和清洗区(4)，位于壳体(1)内部左侧的所述图像识别区(3)由圆形滑轨(31)、沿圆形滑轨(31)滑动的滑块(32)和设置于圆形滑轨(31)内侧的驱动伺服电机(33)构成，所述滑块(32)上固定有图像识别框架(8)，所述图像识别框架(8)用于识别所述待清洗鞋子的脏痕的位置和角度；

位于壳体(1)内部右侧的所述清洗区(4)的筒体(43)上部设置有筒体顶盖(41)，所述筒体顶盖(41)上具有左右延伸的条型槽(42)，筒体(43)内壁上设置有三维可旋转清洗套件(13)，三维可旋转清洗套件(13)适于同步地对用于清洗所述待清洗鞋子的调节清洗滚刷(138)的周向、轴向、伸缩和清洗角度的调节，所述图像识别框架(8)与所述调节清洗滚刷(138)连接，以令所述调节清洗滚刷(138)沿着与所述脏痕相同的角度或相切的角度旋转，所述滑杆(6)用于将所述滑杆(6)下方的待清洗鞋子由所述图像识别区(3)移动至所述清洗区(4)；

所述筒体(43)右端在周向上切有弧度为60°的驱动槽，所述驱动槽用于容置横向传动带(493)，上述驱动槽内还设置有横向传动伺服电机(492)的输出端，上述输出端与横向传动带(493)压合，并带动横向传动带(493)内侧的横向滑块(131)横向往复运动，所述横向滑块(131)内侧设置有纵向滑轨(132)，两个纵向滑块(133)在纵向滑轨(132)上往复运动，两个上述纵向滑块(133)的铰接端均通过伸缩杆(134)与同一个基座(135)铰接；基座(135)上部设置有喷嘴(136)；基座(135)内侧设置有转动连接座(137)，转动连接座(137)延伸端部设置有清洗滚刷(138)，所述转动连接座(137)用于调节清洗滚刷(138)与所述待清洗鞋子的接触角度。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的高效刷鞋装置，其特征在于，所述图像识别区(3)的圆形滑轨(31)底部设置有容置空间以用于布置驱动伺服电机(33)、PLC(91)、信号发生器(92)以及伺服电机驱动器(93)，所述伺服电机驱动器(93)为多组，分别用于控制刷鞋装置中不同的伺服电机；图像识别框架(8)内侧设置有集测距、轮廓扫描、图像识别功能于一身的集成摄像头(81)，所述集成摄像头(81)可沿图像识别框架(8)内侧布置的导轨上下滑动，从而实现对所述待清洗鞋子不同位置脏痕的数据采集；所述筒体(43)底部设计为朝右侧底端出水口倾斜的斜面结构，筒体(43)底部通过转轴连接有可转动开合的筒体门(44)，筒体门(44)底部外表面设有齿条，并通过设置于水箱(46)侧壁面支架上的开合驱动伺服电机(45)控制筒体门(44)开合；所述出水口连接有排水管(47)；筒体(43)内壁直径与圆形滑轨(31)内侧直径设置为同一数值，从而使经过图像识别区(3)采集的脏痕的数据可以直接应用于清洗区(4)作为三维可旋转清洗套件(13)的控制数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的高效刷鞋装置，其特征在于，所述滑杆(6)具有中空的空腔，所述空腔内通过两组轴承(62)设置有扭矩输出轴(63)，扭矩输出轴(63)输出端连接有第一锥齿轮(64)，主转轴(67)穿设于滑杆(6)一侧的内部，且主转轴(67)下部以具有间隙的形式连接有支撑梁(7)，主转轴(67)在滑杆内腔中设置有第二锥齿轮(65)，所述第二锥齿轮(65)将竖直面上的转矩转换为水平面上的转矩，并带动支撑梁(7)及主动轮(72)转动；主动轮两侧各设置有一个转轴(71)，转轴(71)上分别设置有从动轮(73，74)，从动轮(73，74)上套设有皮带(75)，且上述皮带仅经过主动轮(72)一侧，主动轮(72)和从动轮(73，74)带动两只所述待清洗鞋子转动实现所述待清洗鞋子公转和自转的灵活调节，对所述待清洗鞋子的脏痕的图像进行识别和清理。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的高效刷鞋装置，其特征在于，所述转轴(71)底部活动连接有所述待清洗鞋子固定架(11)；所述待清洗鞋子固定架(11)延伸端部设置有蛛腿型弹性支架(12)，且所述蛛腿型弹性支架(12)尖端适于朝向所述待清洗鞋子的鞋尖。

5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的高效刷鞋装置，其特征在于，筒体(43)与烘干装置(121)连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的高效刷鞋装置，其特征在于，图像识别区(3)和清洗区(4)之间还设置有辅助柜(10)，所述辅助柜(10)顶部并排设置有清洗液加入槽(101)和活性酶加入槽(102)，上述清洗液加入槽(101)和活性酶加入槽(102)的下部设置有负离子发生器(103)，上述负离子发生器(103)下部设置有空气加热装置(104)，上述空气加热装置(104)下部设置有气泵(105)，上述气泵(105)下部设置有水泵(106)。

7.一种使用高效刷鞋装置的刷鞋方法，其特征在于，所述高效刷鞋装置为如权利要求6所述的基于图像识别的高效刷鞋装置，所述刷鞋方法包括如下步骤：

通过主转轴(67)带动所述待清洗鞋子沿上述主转轴(67)公转、从动轮(73，74)带动所述待清洗鞋子自转、图像识别框架(8)围绕所述待清洗鞋子转动以及集成摄像头(81)沿图像识别框架(8)内侧布置的导轨上下滑动，以实现所述图像识别框架(8)对所述待清洗鞋子的鞋帮和/或鞋面污染程度、脏痕位置、脏痕角度、所述待清洗鞋子轮廓、所述待清洗鞋子距离信息的采集；

图像识别框架(8)转至圆形滑轨(31)纵向后端部以避让滑杆(6)，筒体顶盖(41)闭合；

滑杆(63)横向滑动至筒体(43)中心位置，并令筒体门(44)处于开启状态；

筒体门(44)在开合驱动伺服电机(45)的带动下闭合，且筒体(43)开口的两端均具有锐角结构的自压合边框(48)，自压合边框(48)涂敷有橡胶涂层，自压合边框(48)在内部水力压力下压紧筒体门(44)，从而防止漏水；

当筒体门(44)完全闭合后，三维可旋转清洗套件(13)带动清洗滚刷(138)沿着与脏痕相同的角度或相切的角度旋转，清洗所述待清洗鞋子，完成所述待清洗鞋子的清洗后，返回图像识别区(3)对所述待清洗鞋子的清洗结果进行检测，若检测不合格则再次返回清洗区(4)，通过增加清洗液、提高清洗滚刷(138)转速和接触压力的形式进一步对所述待清洗鞋子进行清洗；

所述图像识别区(3)对所述待清洗鞋子的清洗结果检测合格后，所述待清洗鞋子通过针对所述待清洗鞋子口的烘干装置(121)输送带有负离子的热风进行烘干和杀菌。

8.一种用于高效刷鞋装置的图像识别方法，其特征在于，所述高效刷鞋装置为如权利要求1-6任一项的基于图像识别的高效刷鞋装置，所述图像识别方法包括以下步骤：

S1、图像采集：将所述待清洗鞋子转至某一固定角度，基于转动装置的结构特性，两只所述待清洗鞋子在固定角度展示的所述待清洗鞋子部位相同；通过转动图像识别框架(8)并上下移动集成摄像头(81)对两双所述待清洗鞋子在固定角度的图像进行采集，然后将所述待清洗鞋子转至不同角度，依照上述方法拍摄所述待清洗鞋子图片；

S2、图片预处理：将所述待清洗鞋子图片进行锐化处理；

S3、特征参数录入：首先以原始图像中的第一像素点作为中心像素点，利用补偿逼近算法求出其他像素点相对于中心像素点的大致位置，并采用自动阈值法基于不同角度分割图片，将分割后的图片利用Canny算子进行边缘点搜索得到色块边缘，最后对边缘点进行哈夫变换，得到包含边缘点最多的直线，以他的方向作为色标块的方向；

S4、污染定级：基于S3中分割后的图片建立污染等级与所述待清洗鞋子脏痕图像的关系，并对所述待清洗鞋子的脏痕污染状态进行识别。

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