CN109407606A - 道路作业车的作业自动控制方法及道路作业车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种道路作业车的作业自动控制方法及道路作业车。道路作业车的作业自动控制方法包括获取待作业道路的特征数据；模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取所述模版道路数据库的与所述匹配的模版道路对应的一组控制参数或控制指令；根据调取的所述一组控制参数或控制指令自动控制所述道路作业车的作业机构以调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。应用该方法可以对不同的道路工况进行自动选择作业机构的工作参数/或工作步骤，提升自动控制水平。本发明同时还提供一种应用该自动控制方法的道路作业车。

Description

道路作业车的作业自动控制方法及道路作业车

技术领域

本发明涉及一种特种车辆，特别涉及道路作业车的作业自动控制方法及道路作业车

背景技术

道路作业车主要用于道路设施作业，例如对道路上的设施清洗，对道路路面清扫等。目前部分道路作业车，例如道路清扫车的控制系统可实现选定模式的一键操作，由驾驶员手动操作按钮，发送指令，实现清扫车的清扫作业机构的自动控制，但在清扫作业路面工况发生变化时，清扫车的作业参数还需根据路面工况去人为调整作业参数，自动控制水平有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路作业车的作业自动控制方法，应用该方法可以对不同的道路工况进行自动选择作业机构的工作参数/或工作步骤，提升自动控制水平。本发明同时还提供一种能够应用该自动控制方法的道路作业车。

本发明第一方面公开一种道路作业车的作业自动控制方法，其特征在于，包括：

获取待作业道路的特征数据；

比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取所述模版道路数据库的与所述匹配的模版道路相对应的一组控制参数或控制指令；

根据调取的所述一组控制参数或控制指令自动控制所述道路作业车的作业机构以调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

进一步地，比对所述模版道路数据库中的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据时采用模糊匹配的方式确定匹配的模版道路。

进一步地，比对模版道路数据库的模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路包括：

比对每个模版道路的各特征数据与所述待作业道路的各对应的特征数据，如果一个模版道路的某特征数据与所述待作业道路的对应的特征数据的差值或比值在预设的区间内则确定该模版道路的该特征数据与待作业道路的对应的特征数据匹配；

将所述多个模板道路中与待作业道路的特征数据匹配数量最多的模板道路确定为匹配的模版道路。

进一步地，所述作业自动控制方法还包括：

获取作业后道路的特征数据；

比较所述作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

进一步地，所述作业自动控制方法还包括：依据所述比较结果对所述匹配的模版道路相对应的控制参数或控制指令进行更新。

进一步地，所述作业自动控制方法还包括：依据所述比较结果调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

进一步地，建立所述模版道路数据库包括：

获取多处模版道路的特征数据；

依据模版道路的特征数据对每个模版道路分配控制参数或控制指令。

进一步地，

通过采集并处理待作业道路的图像获取所述待作业道路的特征数据；和/或，

通过采集并处理模版道路的图像获取所述模版道路的特征数据。

进一步地，通过双目摄像头采集所述待作业道路的图像或所述模版道路的图像。

进一步地，所述道路作业车为道路清扫车，所述作业机构为清扫作业机构。

进一步地，所述待作业道路的特征数据或所述模板道路的特征数据包括道路种类、道路平整度、道路标志、垃圾种类、垃圾分布、行人位置和/或垃圾物颗粒大小。

进一步地，所述工作参数包括行驶速度、扬尘程度、风量、扫刷转速和/或水压。

本发明第二方面公开一种道路作业车，包括：

作业机构，用于执行所述道路作业车的作业；

第一特征数据获取装置，用于获取所述待作业道路的特征数据；

存储器，用于存储模版道路数据库，所述模版道路数据库包括多个模版道路的特征数据及与所述多个模版道路对应的多组控制参数或多组控制指令；和

控制器，与所述作业机构、所述第一特征数据获取装置和所述存储器信号连接，所述控制器被配置为：比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取与所述匹配的模版道路对应的一组控制参数或控制指令，根据调取的所述一组控制参数或控制指令自动控制所述作业机构以调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

进一步地，所述第一特征数据获取装置包括：

第一摄像头，用于获取所述待作业道路的图像；和

第一图像处理器，与所述第一摄像头和所述控制器信号连接，用于处理所述待作业道路的图像以得到所述待作业道路的特征数据。

进一步地，所述道路作业车还包括第二特征数据获取装置，用于获取作业后道路的特征数据，所述控制器还与所述第二特征数据获取装置信号连接，并被配置为：比较所述作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

进一步地，所述第二特征数据获取装置包括：

第二摄像头，用于获取作业后道路的图像；和

第二图像处理器，与所述第二摄像头和所述控制器信号连接，用于处理所述作业后道路的图像以得到所述作业后道路的特征数据。

基于本发明提供的道路作业车的作业自动控制方法，通过获取待作业道路的特征数据并与模版道路数据库中的模版道路的特征数据进行匹配，可以自动选择相匹配的模版道路相对应的作业机构的控制参数或控制指令来对作业机构进行控制，有助于提升道路作业车的进行作业时的自动控制水平。

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

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的道路作业车的作业控制系统的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例的道路作业车的作业自动控制方法的模版道路数据库的建立方法流程图；

图3为图2所示实施例的道路作业车的作业自动控制方法的自动控制过程的流程图。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本发明实施例的道路作业车的作业自动控制方法，包括获取待作业道路的特征数据；比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取模版道路数据库的与匹配的模版道路对应的一组控制参数或控制指令；根据调取的一组控制参数或控制指令自动控制道路作业车的作业机构以调整作业机构的工作参数和/或工作步骤。

应用本实施例提供的道路作业车的作业自动控制方法，通过获取待作业道路的特征数据并与模版道路数据库中的模版道路的特征数据进行匹配，可以通过模版道路数据库中模版道路相对应的控制参数或控制指令自动控制和调节用于当前作业的待作业道路的作业机构的工作参数和/或工作步骤，有助于提升道路作业车的作业的自动控制水平。

本实施例中的待作业道路指的是道路作业车工作时要作业的道路，模版道路指的是为了建立模版道路数据库以及为了在道路作业车工作时用于给待作业道路进行参照的需要而给定的一些具有代表性作业环境的道路。

待作业道路的特征数据或模板道路的特征数据为可以反映道路的作业工作环境的数据，例如，当道路作业车为用于清扫路面的道路清扫车时，特征数据可以包括反映道路种类、道路平整度、道路标志、垃圾种类、垃圾分布、行人位置、或垃圾物颗粒大小等方面数据。

如图1所示，在建立数据库时，获取了多个模板道路的特征数据后存入例如存储器2内的模版道路数据库中，然后针对模版道路的特征数据可以基于已有的作业实践经验或者通过利用已有的作业模型等为模版道路匹配相适应的控制参数或者控制指令，然后将与模版道路相对应的控制参数或者控制指令存入模版道路数据库中以等待在道路作业车工作时调取使用。

在道路作业车工作时，首先获取待作业道路的特征数据，然后通过例如发送给道路作业车控制系统的控制器1并通过控制器1对待作业道路的特征数据与模版道路数据库中的模版道路的特征数据进行比对，以找到特征数据与待作业道路的特征数据相匹配的模版道路。在寻找到匹配的模版道路后，从模版道路数据库中调取匹配的模版道路的控制参数或者控制指令来对当前作业的作业机构进行控制，从而可以针对不同待作业道路自动为作业机构调节相适应的工作参数和/或工作步骤。

当道路作业车为道路清扫车时，作业机构的工作参数可以是行驶速度、扬尘程度、风量、扫刷转速和/或水压等。

如图1所示，特征数据可以通过特征数据获取装置来获取，待作业道路的特征数据可以通过第一特征获取装置来获取。第一特征获取装置可以设置为第一视觉系统，包括第一摄像头3和第一图像处理器4，第一摄像头3在道路作业车工作时拍摄采集待作业道路的视频，通过第一图像处理器4对视频图像进行处理，从而得到待作业道路的特征数据。在一些实施例中待作业道路的特征数据还可以通过超声探测以及卫星遥感等方式进行获取。

在建立数据库时，模版道路的特征数据除了可以通过上述同样的方式获取外，还可以根据已有工作经验数据直接得到。

优选地，第一摄像头3可以包括双目摄像头，双目摄像头在对待测道路或者模版道路拍摄视频以采取特征数据时，对于道路特征的三维定位更加精确，从而得到的特征数据也更加准确。

本实施例中控制器、存储器、图像处理器以及摄像头之间的数据传递可通过CAN总线传递。

在一些实施例中，比对模版道路数据库中的多个模版道路的特征数据与待作业道路的特征数据时采用模糊匹配的方式确定匹配的模版道路。

例如，比对模版道路数据库的模版道路的特征数据与待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路可以包括：

比对每个模版道路的各特征数据与待作业道路的各对应的特征数据，如果一个模版道路的某特征数据与待作业道路的对应的特征数据的差值或比值在预设的区间内则确定该模版道路的该特征数据与待作业道路的对应的特征数据匹配；

将多个模板道路中与待作业道路的特征数据匹配数量最多的模板道路确定为匹配的模版道路。

在特征数据匹配时模糊化处理，使模版道路数据库的应用范围更广，同时还可以在保证为待作业道路寻找到一定合适程度的控制参数或者控制指令的同时，能加快系统的运行速度。

在一些实施例中，作业自动控制方法还包括获取作业后道路的特征数据；比较作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

获取已经作业了的部分道路的特征数据，然后对该部分道路的作业后道路的特征数据与作业前其相应的待作业道路的特征数据进行比较，根据比较结果可以评价作业质量和效果。

如图1所示，作业后道路的特征数据可以利用第二特征获取装置获得，可以设置第二视觉系统，包括第二摄像头5和第二图像处理器6，第二摄像头5在道路作业车工作时拍摄采集作业后的道路的视频，通过第二图像处理器5对视频图像进行处理，从而得到待作业道路的特征数据。

在一些实施例中，自动控制方法还包括：依据上述比较结果对所匹配的模版道路数据库中的模版道路相对应的控制参数或控制指令进行更新。在利用匹配的模版道路相对应的控制参数或控制指令进行作业后，根据作业前后的比较结果可以对模版道路数据库中该匹配模版的控制参数或者控制指令进行更新，从而对模版道路数据库进行优化。

在一些实施例中，作业自动控制方法还包括：依据上述比较结果调整作业机构的工作参数和/或工作步骤。在利用匹配的模版道路相对应的控制参数或控制指令进行作业时，得到作业前后道路的比较结果后对当前作业的作业机构的工作参数和/或工作步骤进行及时调整，从而形成反馈机制，有助于提升作业时的作业质量。

在一些实施例中，建立模版道路数据库包括：

获取多处模版道路的特征数据；

依据模版道路的特征数据对每个模版道路分配控制参数或控制指令。

在一些实施例中，通过采集并处理待作业道路的图像获取待作业道路的特征数据；和/或，通过采集并处理模版道路的图像获取模版道路的特征数据。

在一些实施例中，通过双目摄像头采集待作业道路的图像或模版道路的图像。

本发明实施例还公开一种道路作业车，包括：作业机构，用于执行道路作业车的作业；第一特征数据获取装置，用于获取待作业道路的特征数据；存储器2，用于存储模版道路数据库，模版道路数据库包括多个模版道路的特征数据及与多个模版道路对应的多组控制参数或控制指令；和控制器1，与作业机构、特征数据获取装置和存储器2信号连接，控制器1被配置为：比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取与匹配的模版道路对应的一组控制参数或控制指令，根据调取的前述一组控制参数形成控制指令自动控制作业机构以调整作业机构的工作参数和/或工作步骤。

如图1所示，在一些实施例中，第一特征数据获取装置包括：第一摄像头3，用于获取待作业道路的图像；和第一图像处理器4，与第一摄像头3和控制器1信号连接，用于处理待作业道路的图像以得到待作业道路的特征数据。

在一些实施例中，道路作业车还包括第二特征数据获取装置，用于获取作业后道路的特征数据，控制器与第二特征数据获取装置信号连接并被配置为比较作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

如图1所示，在一些实施例中，第二特征数据获取装置包括：第二摄像头5，用于获取作业后道路的图像；和第二图像处理器6，与第二摄像头5和控制器1信号连接，用于处理作业后道路的图像以得到作业后道路的特征数据。

下面以一个具体实施例来示意本发明道路作业车作业自动控制方法和道路作业车的原理。

在本实施例中，道路作业车为道路清扫车，作业机构为道路清扫车的清扫作业机构。本实施例中的待作业道路为待清扫路面，模版道路为模版路面，模版道路数据库为模版路面数据库。图2为该实施例的模版路面数据库的建立过程。首先通过双目摄像头采集一些具有不同清扫环境的模版路面的视频，然后提取该视频的视频帧，利用图像处理器对视频帧进行处理和数据提取，然后利用提取的数据计算得到模版路面的特征数据，然后控制器基于已有的经验数据模型针对每个模版路面的特征数据为每个模版路面匹配合适的控制参数并存入存储器中形成模版路面数据库。

图3为本实施例的道路清扫车清扫作业时自动控制过程流程图。本实施例中，道路清扫车在清扫作业时，首先用第一摄像头3拍摄采集待清扫路面的视频，然后利用第一图像处理器4进行数据处理得到待清扫路面的特征数据并存入存储器2中。控制器1从模版路面数据库中逐个调取模版路面的特征数据来与待清扫路面的特征数据进行比对，通过模糊匹配的方式找到匹配的模版路面，控制器1找到匹配的模版路面后调取模版路面的控制参数或者控制指令。然后根据调取的控制参数或者控制指令设定清扫作业机构的工作参数和/或工作步骤以及控制清扫作业机构工作的具体步骤和时间顺序进行清扫作业。清扫作业机构的工作参数包括副发动机的转速、洒水量、扫刷转速等。

在待清扫路面清扫后，第二摄像头5采集清扫后的路面视频，然后利用第二图像处理器6得到清扫后的路面的特征数据，控制器1将与该段清扫后的路面对应的清扫前的待清扫路面的特征数据调取出来与清扫后的特征数据比较，根据比较结果评价清扫质量，针对比较结果中清扫效果不理想的地方，对当前作业的清扫作业机构的工作参数和/或工作步骤进行调整，并对存在模版路面数据库中的与该段路面匹配的模版路面的控制参数或者控制指令进行优化和更新。

在一些实施例中，在上面所描述的控制器和图像处理器可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储器可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

1.一种道路作业车的作业自动控制方法，其特征在于，包括：

获取待作业道路的特征数据；

比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取所述模版道路数据库的与所述匹配的模版道路相对应的一组控制参数或控制指令；

根据调取的所述一组控制参数或控制指令自动控制所述道路作业车的作业机构以调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

2.如权利要求1所述的作业自动控制方法，其特征在于，比对所述模版道路数据库中的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据时采用模糊匹配的方式确定匹配的模版道路。

3.如权利要求1所述的作业自动控制方法，其特征在于，比对模版道路数据库的模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路包括：

比对每个模版道路的各特征数据与所述待作业道路的各对应的特征数据，如果一个模版道路的某特征数据与所述待作业道路的对应的特征数据的差值或比值在预设的区间内则确定该模版道路的该特征数据与待作业道路的对应的特征数据匹配；

将所述多个模板道路中与待作业道路的特征数据匹配数量最多的模板道路确定为匹配的模版道路。

4.如权利要求1所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述作业自动控制方法还包括：

获取作业后道路的特征数据；

比较所述作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

5.如权利要求4所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述作业自动控制方法还包括：依据所述比较结果对所述匹配的模版道路相对应的控制参数或控制指令进行更新。

6.如权利要求4所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述作业自动控制方法还包括：依据所述比较结果调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

7.如权利要求1所述的作业自动控制方法，其特征在于，建立所述模版道路数据库包括：

获取多处模版道路的特征数据；

依据模版道路的特征数据对每个模版道路分配控制参数或控制指令。

8.如权利要求1所述的作业自动控制方法，其特征在于，

通过采集并处理待作业道路的图像获取所述待作业道路的特征数据；和/或，

通过采集并处理模版道路的图像获取所述模版道路的特征数据。

9.如权利要求8所述的作业自动控制方法，其特征在于，通过双目摄像头采集所述待作业道路的图像或所述模版道路的图像。

10.如权利要求1至9任一所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述道路作业车为道路清扫车，所述作业机构为清扫作业机构。

11.如权利要求10所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述待作业道路的特征数据或所述模板道路的特征数据包括道路种类、道路平整度、道路标志、垃圾种类、垃圾分布、行人位置和/或垃圾物颗粒大小。

12.如权利要求10所述的作业自动控制方法，其特征在于，所述工作参数包括行驶速度、扬尘程度、风量、扫刷转速和/或水压。

13.一种道路作业车，其特征在于，包括：

作业机构，用于执行所述道路作业车的作业；

第一特征数据获取装置，用于获取所述待作业道路的特征数据；

存储器，用于存储模版道路数据库，所述模版道路数据库包括多个模版道路的特征数据及与所述多个模版道路对应的多组控制参数或多组控制指令；和

控制器，与所述作业机构、所述第一特征数据获取装置和所述存储器信号连接，所述控制器被配置为：比对模版道路数据库的多个模版道路的特征数据与所述待作业道路的特征数据以确定匹配的模版道路，并调取与所述匹配的模版道路对应的一组控制参数或控制指令，根据调取的所述一组控制参数或控制指令自动控制所述作业机构以调整所述作业机构的工作参数和/或工作步骤。

14.如权利要求13所述的道路作业车，其特征在于，所述第一特征数据获取装置包括：

第一摄像头，用于获取所述待作业道路的图像；和

第一图像处理器，与所述第一摄像头和所述控制器信号连接，用于处理所述待作业道路的图像以得到所述待作业道路的特征数据。

15.如权利要求13所述的道路作业车，其特征在于，所述道路作业车还包括第二特征数据获取装置，用于获取作业后道路的特征数据，所述控制器还与所述第二特征数据获取装置信号连接，并被配置为：比较所述作业后道路的特征数据与相应的待作业道路的特征数据，依据比较结果判断作业是否合格。

16.如权利要求15所述的道路作业车，其特征在于，所述第二特征数据获取装置包括：

第二摄像头，用于获取作业后道路的图像；和

第二图像处理器，与所述第二摄像头和所述控制器信号连接，用于处理所述作业后道路的图像以得到所述作业后道路的特征数据。