CN109098125A - 清扫车和清扫车控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清扫车和清扫车控制方法，清扫车包括：车体(6)；作业机构(5)，安装在车体(6)上；摄像头(1)，安装在本体(6)上，用于采集路面图像；以及控制器(3)，用于根据摄像头(1)采集的图像信息，控制作业机构(5)相对于车体(6)运动，以避免作业机构(5)与障碍物发生碰撞。应用本申请的技术方案，摄像头采集路面图像，控制器根据摄像头采集的图像信息，控制作业机构相对于车体运动，以避免作业机构与障碍物发生碰撞，从而改善了现有技术中存在的作业机构因与障碍物碰撞而容易损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及环卫设备领域，具体而言，涉及一种清扫车和清扫车控制方法。
背景技术
目前，行业内清扫车辆避障现状为：行业内多数清扫车避障功能为结构件设计的被动碰撞保护。清扫车包括包括车体、可运动地安装在车体上的作业机构和用于将作业机构推压至工作位置的弹性部件。在路面上出现障碍物时，作业机构与障碍物相碰撞，在障碍物的推压下作业机构克服弹性部件的弹性力而相对于车体移动，以防止作业机构因与障碍物碰撞而容易损坏。作业机构包括用于清扫路面的扫刷、用于吸收垃圾的吸嘴和用于向路面喷洒水的喷头。
发明内容
本发明旨在提供一种清扫车和清扫车控制方法，以改善现有技术中存在的作业机构因与障碍物碰撞而容易损坏的问题。
根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种清扫车，清扫车包括：
车体；
作业机构，安装在车体上；
摄像头，安装在本体上，用于采集路面图像；以及
控制器，用于根据摄像头采集的图像信息，控制作业机构相对于车体运动，以避免作业机构与障碍物发生碰撞。
可选地，清扫车还包括与摄像头连接的图像处理器，用于将摄像头采集的路面图像变换为适合控制器处理的数字形式。
可选地，清扫车还包括执行单元，用于接收控制器的指令以驱动作业机构运动，以使作业机构避免与障碍物发生碰撞。
可选地，执行单元包括用于驱动作业机构相对于车辆本体运动的驱动部件。
可选地，摄像头包括沿车体的长度方向并排布置的第一摄像头和第二摄像头。
可选地，作业机构包括用于清扫路面的扫刷、用于吸收垃圾的吸嘴和用于向路面喷洒水的喷头中一个或多个。
可选地，车体的两侧均安装有摄像头。
根据本申请的另一方面，提供了一种上述的清扫车的控制方法，控制方法包括：
接收路面的图像信息；
根据图像信息确定作业机构与障碍物之间的相对位置关系；
根据作业机构与障碍物之间的相对位置关系生成控制作业机构相对于车体运动的控制参数，以避免作业机构与障碍物发生碰撞。
可选地，根据作业机构与障碍物之间的相对位置关系生成控制作业机构相对于车体运动的控制参数控制包括：
将图像信息与路面障碍物特征数据库进行对比，以寻找作为图像信息的模板的路面障碍物特征参数，模板与图像信息具有相同类型的障碍物；
根据图像信息与模板的对比，调整与路面障碍物特征参数相对应的预设避障控制参数而生成避障控制参数。
可选地，控制方法还包括：
生成路面障碍物特征数据库，包括采集多种类型的障碍物的图像信息，并测算相应的路面障碍物特征参数；
生成预设避障控制参数数据库，包括根据特征参数测算相应的控制参数，从而形成避障控制参数数据库。
应用本申请的技术方案，摄像头采集路面图像，控制器根据摄像头采集的图像信息，控制作业机构相对于车体运动，以避免作业机构与障碍物发生碰撞，从而改善了现有技术中存在的作业机构因与障碍物碰撞而容易损坏的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的实施例的清扫车的结构示意图；以及
图2示出了本发明的实施例的清扫车的控制系统框图。
图中：
1、摄像头；2、图像处理器；3、控制器；4、执行单元；5、作业机构；6、车体；7、数据存储器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本实施例的清扫车的结构示意图，如图1所示本实施例的清扫车包括车体6、安装在车体6上的作业机构5、安装在车体6上的摄像头1和控制器3，摄像头1用于采集路面图像，控制器3用于根据摄像头1采集的图像信息，控制作业机构5相对于车体6运动，以避免作业机构5与障碍物发生碰撞。
可选地，摄像头1为多个，多个摄像头1沿车体6的长度方向布置。摄像头1设置在车体1的侧部。
作业机构5包括用于清扫路面的扫刷5b、用于吸收垃圾的吸嘴5a和用于向路面喷洒水的喷头。
本实施例中，扫刷5b沿车体6的宽度方向凸出于车体6。可选地，扫刷5b可相对于车体6沿车体6的宽度方向移动以缩回至车体6的内侧，从而避免扫刷5b与路面上的障碍物发生碰撞。还可以优选地，扫刷5b可相对于车体6沿竖直方向移动，以使扫刷5b避免与路面上的障碍物发生碰撞。
本实施例中，吸嘴5a可相对于车体6沿竖直方向移动，以使吸嘴5a避免与路面上的障碍物发生碰撞。
本实施例中，清扫车还包括连接在车体6上的承载部件，喷头安装在承载部件，至少部分喷头凸出于车体6，承载部件可朝车体6内侧移动或沿竖直方向移动，以使喷头避免与路面障碍物发生碰撞。
可选地，本实施例的清扫车还包括与摄像头1连接的图像处理器2，图像处理器2用于将摄像头1采集的路面图像变换为适合控制器3处理的数字形式。
清扫车还包括执行单元4，用于接收控制器3的指令以驱动作业机构5运动，以使作业机构5避免与障碍物发生碰撞。
执行单元4包括用于驱动作业机构5相对于车体6运动的驱动部件。可选地，驱动部件包括用于驱动作业机构5相对于车体6运动的液压缸或气缸。
本实施例的清扫的控制方法包括：首先接收路面的图像信息；然后根据图像信息确定作业机构5与障碍物之间的相对位置关系；再后根据作业机构5与障碍物之间的相对位置关系生成控制作业机构5相对于车体6运动的避障控制参数，以避免作业机构5与障碍物发生碰撞。
其中，根据作业机构5与障碍物之间的相对位置关系生成控制作业机构5相对于车体6运动的避障控制参数包括：
首先，将图像信息与路面障碍物特征数据库进行对比，以寻找作为图像信息的模板的路面障碍物特征参数，模板与图像信息具有相同类型的障碍物；然后，根据图像信息与模板的对比，调整与路面障碍物特征参数相对应的预设避障控制参数而生成避障控制参数。
障碍物的类型包括路标志标线、路涯石、中间护栏、绿化带、道路障碍物、坑洼路面中的一个。
本实施例的清扫车还包括数据存储器7，数据存储器7中预存有多种类型的障碍物的路面障碍物特征参数，路面障碍物特征参数至少包括清扫车的作业机构5与障碍物之间在水平方向的距离和在竖直方向的距离。
数据存储器中还预存有智能避障控制数据库，智能避障控制数据库包括与路面障碍物特征数据库中的路面特征参数一一对应的智能避障控制参数。智能避障控制参数包括作业机构5相对于车体6移动的距离和方向，智能避障控制参数根据相应的路面障碍物特征参数和作业机构与障碍物之间的安全距离计算获得，以使作业机构避免与路面障碍物发生碰撞。
参见图2，在清扫车作业过程中，摄像头1实时的采集路面图像信息，图像处理器2将上述图像信息变换为控制器3处理的数字信息，然后控制器3在路面障碍物数据库中寻找路面图像信息的模板的路面障碍物特征参数，然后图像信息与模板的路面障碍物特征参数进行对比，从而调整与模板的路面障碍物特征参数相对应的预设避障控制参数而生成避障控制参数。
例如，上述的模板与摄像头1采集到的图像信息具有相同形状而尺寸不同的障碍物，与模板的路面障碍物特征参数相对应的智能避障控制参数包括作业机构5相对相对于车体1回缩的距离，在对比模板和图像信息后，根据图像信息和模板中障碍物的尺寸比例，调整作业机构5回缩的距离。
本实施例路面特征数据库建立的方法包括：通过摄像头1实时采集路面视频，并将视频数据发送至图像处理器2进行处理，图像处理器2将路面图像特征数据，转化为数字特征数据，创建路面障碍物参数模板，形成路面障碍物参数数据库，并发送数据存储器进行存储；面障碍物数据包含：路标志标线、路涯石、中间护栏或绿化带、道路障碍物、坑洼路面等。
本发明涉及的避障控制数据库的实现方法，控制器通过读取存储器中路面特征数据库数据，分析路面图像数据，自动匹配路面障碍物参数模板的控制参数，利用遗传算法，自学习控制参数组合规则，确定当前避障控制参数，形成避障控制参数数据库并发送存储器进行存储；避障控制参数包含：障碍物提醒、扫刷机构避障控制、喷杆机构避障控制、及吸嘴机构避障等。
本发明涉及的基于路面识别的清扫车避障系统实现方法：作业过程中，通过图像采集、预处理、障碍物特征匹配识别，形成当前路面障碍物参数，控制器通过读取当前路面障碍物参数，与数据库中的路面障碍物参数模板进行匹配，经过模糊化处理，自动学习避障控制参数数据库，形成当前路面特征的控制参数，发送至执行单元实现作业过程的自动避障控制。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种清扫车，其特征在于，包括：
车体(6)；
作业机构(5)，安装在所述车体(6)上；
摄像头(1)，安装在所述本体(6)上，用于采集路面图像；以及
控制器(3)，用于根据所述摄像头(1)采集的图像信息，控制所述作业机构(5)相对于所述车体(6)运动，以避免所述作业机构(5)与障碍物发生碰撞。
2.根据权利要求1所述的清扫车，其特征在于，还包括与所述摄像头(1)连接的图像处理器(2)，用于将所述摄像头(1)采集的路面图像变换为适合所述控制器(3)处理的数字形式。
3.根据权利要求1所述的清扫车，其特征在于，还包括执行单元(4)，用于接收所述控制器(3)的指令以驱动所述作业机构运动，以使所述作业机构(5)避免与障碍物发生碰撞。
4.根据权利要求3所述的清扫车，其特征在于，所述执行单元(4)包括用于驱动所述作业机构(5)相对于车辆本体运动的驱动部件。
5.根据权利要求1所述的清扫车，其特征在于，所述摄像头(1)包括沿所述车体(6)的长度方向并排布置的第一摄像头和第二摄像头。
6.根据权利要求5所述的清扫车，其特征在于，所述作业机构包括用于清扫路面的扫刷、用于吸收垃圾的吸嘴和用于向路面喷洒水的喷头中一个或多个。
7.根据权利要求1所述的清扫车，其特征在于，所述车体(6)的两侧均安装有所述摄像头。
8.一种权利要求1所述清扫车的控制方法，其特征在于，包括：
接收路面的图像信息；
根据所述图像信息确定所述作业机构与障碍物之间的相对位置关系；
根据所述作业机构与障碍物之间的相对位置关系生成控制所述作业机构相对于车体运动的控制参数，以避免所述作业机构与所述障碍物发生碰撞。
9.根据权利要求8的控制方法，其特征在于，根据所述作业机构与障碍物之间的相对位置关系生成控制所述作业机构相对于车体运动的控制参数控制包括：
将所述图像信息与路面障碍物特征数据库进行对比，以寻找作为所述图像信息的模板的路面障碍物特征参数，所述模板与所述图像信息具有相同类型的障碍物；
根据所述图像信息与所述模板的对比，调整与所述路面障碍物特征参数相对应的预设避障控制参数而生成避障控制参数。
10.根据权利要求9的控制方法，其特征在于，还包括：
生成所述路面障碍物特征数据库，包括采集多种类型的障碍物的图像信息，并测算相应的路面障碍物特征参数；
生成预设避障控制参数数据库，包括根据所述特征参数测算相应的控制参数，从而形成避障控制参数数据库。
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