CN115721756B - 基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法，属于消杀技术领域。消杀机器人携带预灌装物料进入室内，按照规划的移动路线移动，扫描室内空间和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积，据此计算空气消杀和物表消杀所需药剂量，生成消杀任务；消杀任务被确认后，消杀机器人自动配制药剂并执行消杀任务，并在完成消杀后移动到室内入口。本公开能够对室内区域进行满足终末消杀标准的自动化消杀，不仅降低人工成本、提高效率，而且消杀机器人消杀全程不出房间，极大的降低了病毒污染房间带来的病毒扩散风险。

Description

基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法

技术领域

本发明属于环境消杀技术领域，特别涉及一种基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法。

背景技术

与预防性消杀相比，终末消杀对消杀方式和药剂用量提出了更严格的要求。在消杀方式方面，不仅需要进行空气消杀，还需同时进行物表消杀，空气消杀和物表消杀的药剂可能根据实际情况采用不同的药剂。在药剂用量方面，为了保证消杀效果，相关标准也规定了单位空间/面积所需喷洒的药剂量。比如1㎡含氯消毒液要喷完100ml。

为符合对于终末消杀的要求，如喷淋方式、药物浓度等，终末消杀大多采用人工方式，需要消杀人员多次出入污染空间进行测量、计算、配药等操作，这种方式存在劳动强度大、效率低、消杀效果难以保证、对人体有伤害、操作不当引起交叉感染等诸多弊端。因此，能够完全符合相关规范要求的针对终末消杀的自动无人消杀设备将发挥不可替代的作用。

经检索，现有技术也提出了一些解决方案，但都非针对终末消杀。

例如，发明名称为：一种非接触病毒消杀系统（申请号：CN202020376231.3；申请日：2020-03-23），该方案公开了一种智能非接触病毒消杀系统，能够在进行消杀时采用无人消杀的方式，不需要消杀人员长时间进入消杀环境，防止医护人员被感染，减轻医护人员的劳动强度。发明名称为：一种室内公共区域消杀系统及方法（申请号：CN202111450554.8；申请日：2021.11.29），该方案公开的系统包括消杀机器人和监控调度端，消杀机器人和监控调度端连接；此外本发明的系统还包括移动端，该移动端与消杀机器人无线连接，且该移动端用于对消杀机器人进行实时控制。

上述现有的无人消杀方案，都只是简单的进行一种消杀，一是不区分空间消杀和物品消杀，二是单位面积/体积的药剂用量不能得到保证。

发明内容

有鉴于此，针对现有公共区域自动消杀方案无法满足终末消杀效果的问题，本发明提供一种针对终末消杀的终末消杀机器人和终末消杀系统，能够对室内区域进行满足终末消杀标准的自动化消杀，不仅保证药剂用量、降低人工成本、提高效率，而且消杀机器人消杀全程不出房间，极大的降低了污染空间带来的病毒扩散风险。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法，包括如下步骤：

步骤1、消杀机器人携带预灌装物料进入室内，识别和建立室内地图并规划室内移动路线；

步骤2、消杀机器人按照规划的移动路线移动，扫描室内的空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积；

步骤3、消杀机器人根据所需消杀的空间体积和物表面积，结合预灌装物料浓度和目标药剂浓度，分别计算空气消杀和物表消杀所需药剂量；

步骤4、消杀机器人建立消杀路径和消杀操作方案，生成消杀任务；

步骤5、消杀任务被确认后，消杀机器人根据所述空气消杀和物表消杀所需药剂量自动配制药剂；按照消杀路径和消杀操作方案执行消杀操作；针对空气消杀，将药剂雾化并喷出至空气中；针对物表消杀，将药剂喷洒至物体表面和墙地表；

步骤6、消杀机器人完成消杀，移动到室内入口。

优选地，所述步骤5中，在空气消杀时以及消杀后，消杀机器人进一步产生紫外线，与作为空气消杀药剂的过氧化氢协同作用，以加速过氧化氢气溶胶在空气中的反应过程。

优选地，所述步骤2中，所述扫描室内的空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积包括：

消杀机器人配置单线激光雷达、激光测距装置和深度相机；

单线激光雷达在探索模式下进行平面空间的二维扫描，根据扫描得到的点位信息对所在空间进行地面的二维建模，得到地面周长和面积；空间扫描同时，置于消杀机器人顶部的激光测距装置，向上测距，获得高度信息；深度相机拍摄室内场景的图像；

消杀机器人根据所述高度信息对天花板进行建模，并结合所述地面周长和面积的数据建立所在空间的近似三维模型，从近似三维模型中提取所在空间的体积和墙地面的表面积；对深度相机返回的图像进行识别分析，确定室内物体的表面积；

根据提取的所述所在空间的体积，确定所需消杀的空间体积；

综合获得的所述室内物体的表面积和所述墙地面的表面积，确定所需消杀的物表面积。

优选地，所述步骤2进一步包括：消杀机器人进一步获取室内物体的体积；利用所述室内物体的体积，对所需消杀的空间体积进行修正；

消杀机器人还利用所述室内物体的表面积，对所需消杀的物表面积中墙地面与物体重合的面积进行减除修正。

优选地，该方法进一步包括：预先存储对应关系，所述对应关系为物体的类别及其对应的体积和表面积；

所述确定室内物体的表面积为：利用深度相机返回的图像进行室内物体的类别识别，从所述对应关系中提取室内物体的类别对应的表面积；

所述获取室内物体的体积为：利用深度相机返回的图像进行室内物体的类别识别，从所述对应关系中提取室内物体的类别对应的体积。

优选地，所述步骤2中，所述扫描室内的空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积包括：

消杀机器人配置多线激光雷达；该多线激光雷达装置在探索模式下对所在空间进行扫描，根据得到的点位信息进行室内空间的三维建模，根据建立的三维模型直接获取所需消杀的空间体积和所需消杀的物表面积。

优选地，该方法进一步包括：消杀机器人在室内移动过程中采集视频，通信传递到外部远程终端。

优选地，所述步骤4中，所述消杀机器人根据室内地图建立消杀路径和消杀操作方案，生成消杀任务为：

消杀机器人根据室内地图建立消杀路径；

消杀机器人规划消杀操作方案，包括雾化、喷淋操作的启动顺序，药剂喷洒速度，药剂用量，以及消杀机器人的行走速度；

根据消杀路径和消杀操作方案生成包含消杀任务的任务简报，任务简报包含所需消杀的物表面积、所需消杀的空间体积、消杀路径平面图、雾化和喷淋操作的启动顺序、药剂喷洒速度、消杀机器人的行走速度、总作业时长、药剂用量；

任务简报通过通信通道发送给远程终端，用户通过远程终端对任务简报进行确认和/或调整，将确认或调整后的任务简报反馈给消杀机器人，此时消杀任务被确认。

优选地，所述步骤5中，所述消杀机器人根据所述空气消杀和物表消杀所需药剂量自动配制药剂；按照消杀路径和消杀操作方案执行消杀操作为：

消杀机器人自动配制药剂，根据药剂配制要求进行静置等待或执行摇匀药剂动作，药剂准备就绪，输送到喷雾和喷淋的储液箱；

消杀机器人根据消杀路径和消杀任务自动生成消杀操作指令集，并开始按顺序执行。

优选地，该方法进一步包括：

消杀机器人在移动遇到障碍无法解除时，生成帮助请求，通过通信通道发送并展示在远程终端；远程终端接收用户操作指令，将规划消杀机器人移动的自动路径规划切换为手动控制移动；

消杀机器人在根据物体信息确定物表面积的过程中，遇到物体识别障碍时，生成帮助请求，通过通信通道发送并展示在远程终端；远程终端实时显示消杀机器人回传的视频，接收用户指定的室内物体的类别，然后发送给消杀机器人；消杀机器人根据预存的对应关系，提取室内物体的类别对应的体积和表面积。

有益效果：

（1）本发明提供的基于消杀空间物表测算的消杀机器人终末消杀方案，增加了空间测绘功能，对空间进行扫描，从而识别出空气消杀的体积和物表消杀的面积，根据体积和面积有针对性的、自动配制和喷洒足够量的药剂，提升单位面积/体积的药剂用量的准确性。而传统消杀机器人虽然能够入户进行自动喷洒，但是对于喷洒量只能人工估算，由于人员不能进入房间，因此估算操作也没有结合室内实际空间和物品情况，导致药剂喷洒量只能靠屋外人员根据住户口述信息进行简单估算，不够准确，可能导致喷洒药剂量不满足消杀标准。可见，使用本发明方案，消杀人员无需进入未消杀的阳性房间，能够在消杀全程无人入户的基础上，根据空间测绘结果精确药剂使用量，保证消杀效果，节省消杀物资。

（2）本发明消杀方案通过消杀机器人可以进行药剂自动调配，无需人员使消杀人员和终末消杀机器人都无需出入阳性空间，降低病毒外传的可能性。

（3）在一优选方案中，消杀方案利用紫外线照射提高过氧化氢的作用效率，缩短过氧化氢的作用时间和作用后的通风时间，从而缩短整体消杀过程时间。且根据研究表明，紫外线与过氧化氢协同作用时，能够达到比两者单独使用更高的杀灭率。

（4）在一优选方案中，本消杀方案进一步利用识别出的物体的表面积和体积，对所需消杀的空间体积和物表面积进行修正，进一步精细化药剂配制和使用量。

（5）在另一优选方案中，本消杀方案进行现场实时视频监控及录像，方便后方消杀人员掌握消杀现场的情况和后期对消杀流程进行评价。

附图说明

图1为本发明实施例一中终末消杀机器人系统的原理框图；

图2为本发明喷淋消毒模块的原理图；

图3为本发明雾化消毒模块的原理图；

图4为本发明实施例二中终末消杀机器人系统的原理框图；

图5为本发明实施例三中终末消杀机器人系统的原理框图；

图6为本发明基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法的流程图。

其中，11-第一储液箱，12-导液管，13-高压喷嘴，14-压力泵，15-第一液位传感器，16-喷淋控制板，21-第二储液箱，22-超声波雾化器，23-风扇，24-喷雾管，25-第二液位传感器，26-雾化控制板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

针对终末消杀需求，考虑到需要在防疫人员不入户的情况下，对消杀空间体积和物表面积进行评估计算，并根据评估结果有针对性的进行药剂的控制，本发明首先提供了一种终末消杀机器人系统，同时具备空气消杀和物表消杀两种消杀能力，同时增加了空间测绘功能，对空间进行扫描，从而识别出空气消杀的体积和物表消杀的面积，通过对目标空间的扫描，识别出空气消杀的体积和物表消杀的面积，根据空间体积和物表面积有针对性的、配制和喷洒足够量的药剂，从而在消杀全程无人入户的基础上，保证空气和物表的整体消杀效果。

实施例一

本实施例的终末消杀机器人系统具备如下功能：一是同时具备空气消杀和物表消杀两种消杀方式；二是空间测绘能力；三是药剂用量计算以及自动药剂配制功能。

图1为本实施例一中终末消杀机器人系统的组成框图。如图1所示，该系统包括中央控制模块、喷淋消毒模块、雾化消毒模块、自动药剂配制模块、环境感知模块、智能分析模块、供电模块和移动模块。

针对问题一的同时具备空气消杀和物表两种消杀方式：以新冠病毒为例，在病毒污染室内空间的终末消杀任务中，空气消杀即对于空气漂浮的含病毒气溶胶采用将消毒液雾化为20um以下的微小粒子，在空气中均匀喷雾，使之与空气中微生物颗粒充分接触，以杀灭空气中微生物。物表消杀即对室内物体、墙壁及地面等目标用指定浓度含氯消毒剂定量喷洒。因此，本发明系统需要具备雾化消毒模块和喷淋消毒模块。雾化消毒模块将药剂雾化并喷出至空气中，完成空气消杀；喷淋消毒模块将药剂喷洒至物体、墙表和地面，完成物表消杀。

针对问题二的空间测绘能力：为保证终末消杀效果，在病毒污染室内空间的终末消杀任务中，空气消杀的雾化药剂用量需要根据室内空间的体积进行计算得出；物表消杀的药剂喷洒量需要根据室内物体、墙壁及地面等目标物的表面积进行计算得出。因此系统需要具备室内空间的体积测绘能力和室内目标物的表面积计算能力。

针对该空间测绘能力需求，本发明采用环境感知模块和智能分析模块联合实现。环境感知模块在室内扫描空间信息和物体信息，传递给智能分析模块。其中，空间信息可以包括但不限于空间地面长宽、面积、天花板高度中的部分或者全部；物体信息可以是在空间采集的包含物体的图像，或者通过空间测绘获得的空间三维模型，模型中的曲面含有物体信息。智能分析模块，用于根据上述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积。本发明针对环境感知模块提出了2种实现方案：

方案一：单线激光雷达、顶置激光测距雷达、深度相机智能识别方案

该方案中，环境感知模块配备单线激光雷达、顶置向上测距的单线激光测距装置，单线激光雷达在探索模式下对所在空间进行扫描，并将得到的点位信息回传至智能分析模块。在探索模式下，系统记录激光雷达回传的点位信息，并通过算法将相对点位信息转换成绝对点位信息，然后系统会不断向距离较远点位或超出测距范围的方向前进，直到记录的绝对点位形成闭环。智能分析模块根据点位信息对所在空间进行地面的二维建模，计算后得到地面周长和面积。扫描过程中需要机器人在室内进行移动，扫描过程的路径规划可由智能分析模块利用现有技术完成。

系统在运行探索模式时，置于顶部的激光测距模块持续将高度信息回传至智能分析模块，智能分析模块根据记录的高度信息集对天花板进行建模，并结合之前的地面周长和面积数据建立所在空间的近似三维模型，从而得到所在空间的近似体积，以及墙面（包括墙壁和天花板）和地面的表面积，称为墙地面的表面积S1。

终末消杀机器人系统配备深度相机模块，系统在运行探索模式时，智能分析模块利用深度相机模块拍摄的图像，采用图像识别算法进行物体识别分析，大致识别出家电、家具等室内物体的表面积S2。所述墙地面的表面积S1加上室内物体的表面积S2，得到所需消杀的物表面积。

其中，室内物体的表面积可以根据识别的图像配合二维、三维建模结果进行计算得到。在实际中，还可以在数据库中预先存储物体类别和典型表面积数据的对应关系，智能分析模块只需要根据图像识别出物体类别，然后查找数据库存储的对应关系，即可获得室内物体的表面积，这样无需进行精细计算，而且速度快，适合绝大多数的室内场合。

在一优选方案中，智能分析模块还可以进一步识别出室内物体的体积，该体积数据可以根据二维、三维建模结果计算得到，也可以通过查数据库对应关系得到。利用室内物体的表面积和体积可以对所需消杀的空间体积和物表面积进行修正，得到更准确的结果。例如，对于所需消杀的空间体积，可以采用根据近似三维建模获得的空间体积减去物体的体积，得到更精确的所需消杀的空间体积；对于所需消杀的物表面积，可以采用根据物体放置位置与墙地面的重合关系，减去重合的面积，获得更精确的所需消杀的物表面积。

方案二：多线激光雷达方案的识别方案

在该方案中，环境感知模块配备多线激光雷达装置，系统能够以探索模式对所在空间进行扫描，并将得到的点位信息集回传至智能分析模块。探索模式下系统会记录激光雷达回传的点位信息，并通过算法将相对点位信息转换成绝对点位信息，然后系统会不断向水平方向距离较远点位或超出测距范围的方向前进，直到记录的水品方向绝对点位形成闭环。

目前，主流多线激光雷达的激光线数在16线至128线，垂直视场角在20°至90°，水平视场角为360°。设垂直视场角为θ，目标距离为L，则垂直观测范围W=2tan(θ/2)L。以64线垂直视场角90°的激光雷达为例，当目标距离为1.5m时，垂直观测范围为3m，其角分辨率约为1.4°，可完全满足室内空间建模需求。

因此，在系统执行探索模式过程中能够识别（这里的识别并非识别出物体类别，而是识别出此处具有物品）墙壁及室内放置的各种物品，智能分析模块根据点位信息集进行室内空间建模，获得室内空间精确的三维模型。智能分析模块在进行体积测算和面积测算时，均可以根据该室内空间的三维模型确定所需消杀的空间体积和所述所需消杀的物表面积，计算结果更为精确。该方案无需对室内物体进行识别，多线激光雷达扫描后获得的三维建模结果中的曲面就是去除了物体的空间，计算该空间的体积和面积，即为所需的空气消杀体积和物表消杀面积。

针对问题三的药剂用量计算以及自动药剂配制能力：

相关规范要求终末消杀中药剂的使用量需要根据消杀空间的物表面积和空间体积进行计算得出，以保证消杀效果。且为保证消杀人员的安全，在终末消杀机器人进行终末消杀前，需要保证消杀人员无需进入病毒污染房间，因此系统需要能够实现无人为干预的自动药剂配制。

为此，智能分析模块负责根据空间体积和物表面积结合系统内预置的药物配比参数进行计算，得出所需药剂量，具体包括根据空间体积计算所需雾化量，根据物表面积计算所需喷淋量。然后，根据所需药剂量生成药剂配制指令下发到自动药剂配制模块。

自动药剂配制模块，用于根据所述配制指令自动进行药剂配制，为喷淋消毒模块和雾化消毒模块提供药剂。自动药剂配制模块可以支持固态药剂（片）投放、液态原液注入两种方式将系统储水配制成指定浓度的消毒液，以相应不同环境的消杀要求。固态药剂和液态原液预先足量存储于消杀机器人机体中。

在本实施例中，自动药剂配制模块包括2套设备，分别为喷淋消毒模块和雾化消毒模块提供药剂。每套设备均包括液体药剂投放器、片剂投放器及药剂配制控制板。液体药剂投放器、片剂投放器与所连接的喷淋消毒模块或雾化消毒模块中的储液箱连通；液体药剂投放器、片剂投放器还与药剂配制控制板电连接；药剂配制控制板与中央控制模块相连。智能分析模块在执行药剂计算功能时，计算出所需药剂量，包括雾化量和喷淋量，启动配制指令生成功能；配制指令生成功能根据所述雾化量和喷淋量生成配制指令，发送给相应的自动药剂配制模块的药剂配制控制板，药剂配制控制板控制液体药剂投放器或片剂投放器将药剂投放至喷淋消毒模块或雾化消毒模块的储液箱，完成药剂配制。储液箱中需要预先盛有稀释溶剂。如果液体药剂浓度不需稀释，则不需要预先盛有稀释溶剂。

在实际中，该自动药剂配制模块也可以具备一个配药箱，将液体药剂或者片剂投入配药箱内，配药箱内预先盛有稀释溶剂。然后将配好的液体药剂通过管路输送到喷淋消毒模块和雾化消毒模块中。

图2为喷淋消毒模块的原理图。液体喷淋模块由中央控制模块控制，中央控制模块根据消杀策略或远程终端的遥控指令对喷淋消毒模块进行喷淋功能开关、喷洒量等参数控制。液体喷淋模块将自身工况参数实时回传至中央控制模块。如图3所示，液体喷淋模块具体包括第一储液箱11、导液管12、高压喷嘴13、压力泵14、第一液位传感器15和喷淋控制板16；第一储液箱、压力泵、高压喷嘴依次由导液管相连，形成喷洒管路；第一储液箱与自动药剂配制模块的药剂投放器相连，实现配制药剂的输送功能；第一液位传感器安装于第一储液箱，与喷淋控制板相连，喷淋控制板读取液位数值并上传至中央控制模块，中央控制模块结合液位数值变化下发喷洒指令至喷淋控制板；压力泵与喷淋控制板相连，喷淋控制板根据喷洒指令控制压力泵的开关，实现定量喷洒。

图3为雾化消毒模块的原理图。雾化消毒模块由中央控制模块控制，中央控制模块根据消杀策略或远程终端的遥控指令对雾化消毒模块进行雾化功能开关、雾化量等参数控制。雾化消毒模块将自身工况参数实时回传至中央控制模块。如图4所示，雾化消毒模块具体包括第二储液箱21、超声波雾化器22、风扇23、喷雾管24、第二液位传感器25和雾化控制板26；超声波雾化器安装在第二储液箱内，第二储液箱连接设有风扇的喷雾管，形成喷雾管路；第二液位传感器安装于第二储液箱，并与雾化控制板相连，雾化控制板读取液位数值并上传至中央控制模块，中央控制模块结合液位数值变化下发雾化指令至雾化控制板；超声波雾化器和风扇与雾化控制板相连，雾化控制板根据雾化指令控制超声波雾化器和风扇的开关，实现定量喷雾。

供电模块，用于向本系统的模块提供电力。本实施例中，该模块由蓄电池、供电控制板等装置组成，蓄电池与供电控制板相连；供电控制板与中央控制模块相连，上传电流、电压、电量等参数；供电控制板与其他模块相连，供应电能。

移动模块，用于承载本系统的模块，并提供移动功能。本实施例中，移动模块由底盘、电机、车轮、移动控制板等装置组成，底盘、电机、车轮相连组成承载部分；移动控制板与中央控制模块相连，传输转速、控制指令等数据；移动控制板与电机相连，用于驱动电机。

中央控制模块连接喷淋消毒模块、雾化消毒模块、自动药剂配制模块、智能分析模块和移动模块，实现模块的管理和信息互通。在实际中，该模块主要由单片机组成，与系统其他子模块均有数据连接。是整个系统的控制中枢，负责各子模块的状态参数采集、根据程序逻辑生成控制指令并下发。

实施例二

终末消杀机器人系统进入病毒污染空间后，可在无人为干预的情况下进行消杀操作，消杀人员在病毒污染空间外无法得知现场的消杀效果，也无法对消杀过程进行评价。

在本实施例中，该系统还包括通信模块和视频监控模块，如图4所示，视频监控模块在中央控制模块控制下，采集消杀机器人在室内移动过程中采集的视频，通过通信模块传递到外部消杀人员远程终端。其中，视频采集可以包括室内消杀过程视频的采集，通过远程终端的显示，可以实现远程人员对消杀现场的监控。

具体来说，视频监控模块，可视使用场景采用可见光成像器件加补光灯或可见光红外切换成像器件，视频监控模块由中央控制模块控制，中央控制模块根据系统工作状态控制监控模块进行功能开关、录像保存等操作。通信模块采用wifi或无线移动网络通信功能，消杀人员可利用外部设备（如手机、平板电脑或带显示屏的远程终端）通过wifi或无线移动通信网络调取视频监控模块的实时视频流，进行消杀现场监控。

实施例三

本实施例的系统在实施例二的基础上进一步包括紫外线消毒模块，如图5所示。

室内空间终末消杀任务中，空气消杀的主要方式为过氧化氢雾化，过氧化氢气溶胶在空气中的反应过程较为缓慢，喷洒操作后，需要将消杀空间密闭1小时，来使药剂发挥效果；且对人体呼吸道具有较大刺激性，消杀后需要进行通风。这使整个消杀过程很难提高效率。

本优选实施例中，在实施例一所公开系统的基础上增加了紫外线消毒模块。该设计有两个作用，一是紫外线可直接对周围空间进行照射消毒，二是在空气消杀时产生紫外线与作为空气消杀药剂的过氧化氢协同作用，以加速过氧化氢气溶胶在空气中的反应过程。因为紫外线的照射可以提高过氧化氢的作用效率，缩短过氧化氢的作用时间和作用后的通风时间。且根据研究表明，紫外线与过氧化氢协同作用时，能够达到比两者单独使用更高的杀灭率。

在实际中，可以在系统机体的不同位置安装多个紫外线灯对周围进行紫外线照射。

实施例四

本实施例给出了本终末消杀机器人系统的消杀过程。参见图6的基于消杀空间物表测算的消杀机器人终末消杀方法流程图。

步骤1：准备工作

消杀机器人灌装物料，预存灌装物料浓度并根据消杀类型设置目标药剂浓度。

本实施例中，在自动药剂配制模块中灌装足够的物料。根据本次消杀的环境和用药要求，灌装液体药剂，或固体药剂和溶剂的组合。

步骤2：消杀机器人进行空间测算和室内物体测算。

本步骤包括如下子步骤：

步骤201：消杀机器人进入室内，识别和建立室内地图并规划室内移动路线规划。

本步骤中，消杀机器人可以在室内进行移动，通过环境感知模块探索室内地图，再由智能分析模块根据探索结果进行室内移动路线规划。

步骤202：消杀机器人按照规划的移动路线移动，扫描室内空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，计算所需消杀的空间体积和物表面积。

本步骤中，消杀机器人按照规划的移动路线移动，通过环境感知模块扫描室内空间信息和物体信息，进而由智能分析模块利用预存算法实现空间体积和物表面积的计算。扫描方案可以采用上述单线激光雷达+激光测距装置+深度相机的方案，为了提升测算精度，可以利用识别出的物体的表面积和体积，对所需消杀的空间体积和物表面积进行修正；还可以利用数据库存储的物体的体积和表面积数据快速的获得物体的相关数据。当然，扫描方案也可以采用上述多线激光雷达的方案。两种方案在上述实施例一中有具体描述，这里不赘述。

步骤3：消杀机器人基于步骤2的空间体积和物表面积测算结果确定所需药剂量。

本步骤中，消杀机器人的智能分析模块根据空间体积和物表面积，结合灌装物料浓度参数和目标药剂浓度，分别计算空气消杀和物表消杀所需药剂量。

具体来说，根据相关标准要求的目标药剂浓度、灌装物料浓度和所需消杀的空间体积计算喷雾所需药剂量；根据相关标准要求的目标药剂浓度、灌装物料浓度和所需消杀的物表面积计算喷淋所需药剂量。

上述感知、测算、计算的数据均存储在消杀机器人中。同时上述步骤1-步骤3的过程也由视频监控模块拍摄，并通过通信模块回传到远程终端中。

步骤4：消杀机器人根据室内地图建立消杀路径和消杀操作方案，生成消杀任务，向远程终端发送任务简报。

本步骤中，消杀路径初始可以与扫描空间时的移动路径相同，但可以在发送给远程终端后，允许工作人员进行修改优化。消杀操作方案可以包括消杀策略和其他信息，消杀策略中包括雾化、喷淋操作的启动顺序，消杀机器人行走速度、药剂喷洒速度、药剂用量等。其他信息可以包括所需消杀的总物表面积、所需消杀的总空间体积、消杀路径平面图等。同样，消杀策略也可以允许工作人员进行修改优化。

消杀机器人将上述消杀路径和消杀操作方案生成待确认的任务简报。其中，任务简报包含所需消杀的总物表面积、所需消杀的总空间体积、消杀路径平面图，雾化、喷淋操作的启动顺序，工作时长，总作业时长，药剂用量，药剂喷洒速度，行走速度等数据。

任务简报通过通信通道发送给外部消杀人员远程终端，工作人员可通过远程终端对任务简报进行核对，如有误差，通过远程终端进行修正、优化，将确认后的任务简报反馈给消杀机器人，并开启机器人消杀流程；如无问题，则通过发送消杀指令开启机器人消杀流程。

步骤5：任务简报被确认后，消杀机器人收到消杀指令，开启消杀流程。

本步骤中，消杀机器人在中央控制模块收到消杀指令后，通知自动药剂配制模块开始根据所需药剂量自动配制药剂，根据药剂配制要求进行静置等待或药剂均匀动作，药剂准备就绪。其中，药剂均匀动作可以通过在自动药剂配制模块上设置摇动装置实现。

然后，中央控制模块控制自动药剂配制模块将药剂输送到喷淋消毒模块和雾化消毒模块的储液箱中。

接着，消杀机器人根据消杀路径和任务简报自动生成消杀操作指令集，并开始执行消杀操作。消杀过程中，中央控制模块控制消杀机器人按照消杀路径和消杀操作方案执行消杀操作；针对空气消杀，雾化消毒模块将药剂雾化并喷出至空气中；针对物表消杀，喷淋消毒模块将药剂喷洒至物体表面和墙地面。

空气消杀和物表消杀的执行顺序可以在系统中预先设置，设置的策略可以根据药剂的选择、室内面积大小、复杂情况等因素来确定。例如，目前较为通用的方式是先进行空气消杀，再进行墙面消杀，再进行定点物表消杀。也可以先进行墙面和物品消杀，然后再进行空气消杀。或者可以根据室内房间分布，每个房间完成空气和物表消杀再移动到另一个房间。又或者若空气消杀和物表消杀所采用的药剂相同或互不影响时，也可以同时进行。

在一优选实施例中，在空气消杀时和消杀后，消杀机器人利用紫外线消毒模块进一步发出产生紫外线，与作为空气消杀药剂的过氧化氢协同作用，以加速过氧化氢气溶胶在空气中的反应过程。

步骤6：消杀机器人完成消杀，启动撤出流程

本步骤中，机器人完成消杀操作后移动到污染区入口处，生成作业报告。作业报告通过通信模块发送并展示在工作人员的远程终端，工作人员可读取作业报告进行确认。工作报告被确认后，系统存储全过程数据。回收机器人。

至此，本流程结束。整个消杀过程工作人员无需进入室内。

在实际中，当消杀机器人在测算过程中、消杀作业过程中，如果遇到障碍，例如移动遇到障碍，或者物体识别遇到障碍，可以生成帮助请求，通过通信模块发送并展示在工作人员的远程终端。工作人员通过远程终端协助消杀机器人完成工作。例如，当遇到移动困难时，可以将自动路径规划切换为手控移动，工作人员通过远程终端控制消杀机器人移动。例如当遇到物体识别困难时，工作人员通过借助视频识别室内物体的类别，然后发送给消杀机器人，消杀机器人根据自有数据库，提取室内物体的体积和表面积，然后进行后续计算。

以上的具体实施例仅描述了本发明的设计原理，该描述中的部件形状，名称可以不同，不受限制。所以，本发明领域的技术人员可以对前述实施例记载的技术方案进行修改或等同替换；而这些修改和替换未脱离本发明创造宗旨和技术方案，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于空间体积和物表面积测算的消杀机器人终末消杀方法，其特征在于，空气消杀的雾化药剂量根据室内空间的体积进行计算得出，物表消杀的药剂喷淋量根据室内物体、墙壁及地面的表面积进行计算得出；该方法包括如下步骤：

步骤1、消杀机器人携带预灌装物料进入室内，识别和建立室内地图并规划室内移动路线；

步骤2、消杀机器人按照规划的移动路线移动，扫描室内的空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积；

步骤3、消杀机器人根据所需消杀的空间体积和物表面积，结合预灌装物料浓度和目标药剂浓度，分别计算空气消杀和物表消杀所需药剂量；

步骤4、消杀机器人建立消杀路径和消杀操作方案，生成消杀任务；

步骤5、消杀任务被确认后，消杀机器人根据所述空气消杀和物表消杀所需药剂量自动配制药剂；按照消杀路径和消杀操作方案执行消杀操作；针对空气消杀，将药剂雾化并喷出至空气中；针对物表消杀，将药剂喷洒至物体表面和墙地表；

在空气消杀时以及消杀后，消杀机器人进一步产生紫外线，与作为空气消杀药剂的过氧化氢协同作用，以加速过氧化氢气溶胶在空气中的反应过程；

步骤6、消杀机器人完成消杀，移动到室内入口；

所述步骤2中，所述扫描室内的空间信息和物体信息；根据所述空间信息和物体信息，确定所需消杀的空间体积和物表面积包括：

消杀机器人配置单线激光雷达、激光测距装置和深度相机；

单线激光雷达在探索模式下进行平面空间的二维扫描，根据扫描得到的点位信息对所在空间进行地面的二维建模，得到地面周长和面积；空间扫描同时，置于消杀机器人顶部的激光测距装置，向上测距，获得高度信息；深度相机拍摄室内场景的图像；

消杀机器人根据所述高度信息对天花板进行建模，并结合所述地面周长和面积的数据建立所在空间的近似三维模型，从近似三维模型中提取所在空间的体积和墙地面的表面积S1；对深度相机返回的图像进行识别分析，确定室内物体的表面积S2；

根据提取的所述所在空间的体积，确定所需消杀的空间体积；

所述室内物体的表面积S2加上所述墙地面的表面积S1，获得所需消杀的物表面积；

消杀机器人进一步获取室内物体的体积；利用所述室内物体的体积，对所需消杀的空间体积进行修正；

消杀机器人还利用所述室内物体的表面积，对所需消杀的物表面积中墙地面与物体重合的面积进行减除修正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先存储对应关系，所述对应关系为物体的类别及其对应的体积和表面积；

所述对深度相机返回的图像进行识别分析，确定室内物体的表面积S2为：利用深度相机返回的图像进行室内物体的类别识别，从所述对应关系中提取室内物体的类别对应的表面积；

所述消杀机器人进一步获取室内物体的体积为：利用深度相机返回的图像进行室内物体的类别识别，从所述对应关系中提取室内物体的类别对应的体积。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：消杀机器人在室内移动过程中采集视频，通信传递到外部远程终端。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，所述消杀机器人建立消杀路径和消杀操作方案，生成消杀任务为：

消杀机器人根据室内地图建立消杀路径；

消杀机器人规划消杀操作方案，包括雾化、喷淋操作的启动顺序，药剂喷洒速度，药剂用量，以及消杀机器人的行走速度；

根据消杀路径和消杀操作方案生成包含消杀任务的任务简报，任务简报包含所需消杀的物表面积、所需消杀的空间体积、消杀路径平面图、雾化和喷淋操作的启动顺序、药剂喷洒速度、消杀机器人的行走速度、总作业时长、药剂用量；

任务简报通过通信通道发送给远程终端，用户通过远程终端对任务简报进行确认和/或调整，将确认或调整后的任务简报反馈给消杀机器人，此时消杀任务被确认。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，所述消杀机器人根据所述空气消杀和物表消杀所需药剂量自动配制药剂；按照消杀路径和消杀操作方案执行消杀操作为：

消杀机器人自动配制药剂，根据药剂配制要求进行静置等待或执行摇匀药剂动作，药剂准备就绪，输送到喷雾和喷淋的储液箱；

消杀机器人根据消杀路径和消杀任务自动生成消杀操作指令集，并开始按顺序执行。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

消杀机器人在移动遇到障碍无法解除时，生成帮助请求，通过通信通道发送并展示在远程终端；远程终端接收用户操作指令，将规划消杀机器人移动的自动路径规划切换为手动控制移动；

消杀机器人在根据物体信息确定物表面积的过程中，遇到物体识别障碍时，生成帮助请求，通过通信通道发送并展示在远程终端；远程终端实时显示消杀机器人回传的视频，接收用户指定的室内物体的类别，然后发送给消杀机器人；消杀机器人根据预存的对应关系，提取室内物体的类别对应的体积和表面积。

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