CN110241769A - 一种自动驾驶除雪车及除雪方法 - Google Patents

Abstract

一种自动驾驶除雪车，用于方便、快速的对路面积雪进行清除。它包括除雪车本体；分布在除雪车前、后侧的摄像头；设置在除雪车本体四周的毫米波雷达；GPS/IMU，GPS/IMU设置在除雪车本体上，用于实现对除雪车本体的实时定位；车载计算机，车载计算机用于处理各传感器上传的数据信息，并生成车辆控制信号；CANbus系统，CANbus系统通过CAN将车载计算机、各传感器和技术中心信号连接在一起。除雪方法，包括以下步骤：(1)录制除雪车清雪路径并保存；(2)路面发生积雪后，控制中心的操作人员向除雪车发送清雪请求；(3)除雪车遇到障碍物时，除雪车自动停车等候；(4)当除雪车完成一次道路积雪清扫后，向控制中心发送报告。该发明可高效实现清雪作业。

Description

一种自动驾驶除雪车及除雪方法

技术领域

本发明涉及道路除雪技术领域，具体地说是一种自动驾驶除雪车及除雪方法。

背景技术

冬季道路上的积雪和积冰会造成路面湿滑，给人们的出行和交通安全带来巨大隐患，尤其是机场跑道、高速公路、桥面、学校或医院门口等场所，更容易因为积雪引起意外事故，造成不可弥补的损失。

为了保证交通安全，有关部门经常需要组织大量人员和设备进行户外除雪，工作环境恶劣，且难以24小时保障道路通行状态。因此急需一种自动驾驶除雪车及除雪方法，用于清除道路上的积雪，保障通行的顺畅、避免交通意外的发生。

中国专利CN201810159364提出的智能除雪方法、智能除雪车及计算机可读存储介质，主要通过机器学习的方法，通过摄像头识别物体和积雪，然后判断车辆所在位置与路面积雪情况，然后有针对性的清理路面积雪，以提高除雪车效率，但是由于积雪会遮挡很多图像中的有效信息，且特征信息不够明显，所以可能存在定位偏差较大的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶除雪车及除雪方法，用于方便、快速的对路面积雪进行清除。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种自动驾驶除雪车，它包括除雪车本体，其特征是，还包括：

摄像头，所述摄像头分布在除雪车的前侧和后侧；

毫米波雷达，所述毫米波雷达设置在除雪车本体的四周；

GPS/IMU，所述GPS/IMU设置在除雪车本体上，用于实现对除雪车本体的实时定位；

车载计算机，所述车载计算机用于处理各传感器上传的数据信息，并生成车辆控制信号；

CANbus系统，所述CANbus系统通过CAN将车载计算机、各传感器和技术中心信号连接在一起。

进一步地，在除雪车本体的左侧和右侧也分别设有摄像头。

进一步地，各传感器至少包括摄像头、毫米波雷达。

进一步地，在除雪车本体上设有电连接的太阳能电板和可充电电池，太阳能电板吸收太阳能转化为电能储存在电池中。

进一步地，车载计算机用于将车辆控制信号发送至除雪车，改变除雪车行走路径、行走速度。

一种自动驾驶除雪方法，其特征是，它包括以下步骤：

(1)录制除雪车清雪路径并保存；

(2)路面发生积雪后，控制中心的操作人员向除雪车发送清除积雪请求，除雪车根据步骤(1)录制的清雪路径，开始寻迹清雪；

(3)当除雪车遇到障碍物时，除雪车自动停车等候，若等候时间超过设定的时间，除雪车向控制中心发送故障请求，控制中心的操作人员通过故障车辆上的毫米波雷达与摄像头上传的数据判断故障原因并对除雪车本体进行远程控制；

(4)当除雪车按照录制的清雪路径完成一次道路积雪清扫后，向控制中心发送报告，控制中心操作人员根据实际情况，决定是否需要再次进行寻迹清扫作业。

进一步地，若是发生正常堵车，则继续等候；若是交通事故等非正常堵车，则由控制中心操作人员远程控制车辆避开障碍物。

进一步地，当清雪路径没有更改时，该步骤无需再次重复；当清雪路径需要更改时，重新录制除雪车清雪路径然后保存。

本发明的有益效果是：本发明提供的本发明所提自动驾驶除雪车，由于不需要驾驶人员，可以节省人力，且全天24小时可随时执行除雪任务。

本发明基于GPS-RTK技术进行定位，成本相对较低，且受雪天影响小，可以实现精确定位，进而确保除雪效率。

附图说明

图1为本发明的除雪车的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的除雪车和除雪方法进行详细描述。

如图1所示，除雪车包括除雪车本体、摄像头、毫米波雷达、CANbus系统、GPS/IMU、车载计算机，除雪车本体配备行走机构，行走机构的设置可以便于整体在道路上的行走，且可以自动驾驶。除雪车上配备可充电电池，当除雪车不需要执行清雪操作时，可以对电池进行充电。在除雪车本体上设置有太阳能电板，太阳能电板与电池电连接；除雪车位于非工作状态或者进行清雪作业时，太阳能电板都可以吸收太阳能将其转化为电能储存在电池中。

车辆进行CAN总线改装，通过CANbus系统获取车辆通信协议与控制接口，用于控制车辆运行及获取车辆状态。通过CANbus系统向除雪车发送控制指令，以调节、控制除雪车的行走速度、行车轨迹等。还可以实时获取车辆状态，如除雪车剩余电量信息、除雪车除雪执行部件工作状态等。

加装GPS(全球定位系统)与IMU(惯性测量单元)，通过GPS用于对车辆进行定位，配合GPS基站，结合GPS-RTK(实时动态差分技术)技术，车辆可以达到厘米级定位精度。通过对除雪车进行精确的定位，以实现对除雪车行走轨迹的控制，以确保除雪车行走在有积雪的路段并对积雪进行清理，避免除雪车在没有积雪的路段行走甚至执行清雪操作，进而浪费电能、影响清雪效率。

加装毫米波雷达与摄像头，毫米波雷达设置在除雪车本体的四周，用于探测障碍物距离与位置信息，并将传感器数据实时上传。通过实时探测障碍物与除雪车的距离、探测有无障碍物，判断除雪车有无与其它物体发生碰撞的可能，进而避免除雪车的损坏。摄像头设置在除雪车本体的前侧、左侧、后侧和右侧，前侧和后侧的摄像头可以对行走轨迹进行录制，左侧和右侧的摄像头用于拍摄除雪车两侧的积雪情况。

加装车载计算机，车载计算机用于实时处理各传感器上传的数据信息，并生成车辆控制信号，并将车辆控制信号发送至除雪车，改变除雪车行走路径、行走速度等，进而实现智能控制。

一种自动驾驶除雪方法，包括以下步骤：

(1)录制除雪车清雪路径并保存；

当清雪路径没有更改时，该步骤无需再次重复；当清雪路径需要更改时，重新录制除雪车清雪路径然后保存；

(2)遇到雨雪天气路面发生积雪后，控制中心的操作人员向除雪车发送清除积雪请求，除雪车根据步骤(1)录制的清雪路径，开始寻迹清雪；

(3)当除雪车遇到障碍物时，除雪车自动停车等候，若等候时间超过设定的时间(例如30秒)，除雪车向控制中心发送故障请求，控制中心的操作人员通过故障车辆上的传感器(毫米波雷达与摄像头)上传的数据判断故障原因；若是发生正常堵车，则继续等候；若是交通事故等非正常堵车，则由控制中心操作人员远程控制车辆避开障碍物；

(4)当除雪车按照录制的清雪路径完成一次道路积雪清扫后，则向控制中心发送报告，控制中心操作人员根据实际情况，决定是否需要再次进行寻迹清扫作业。

Claims (8)

1.一种自动驾驶除雪车，它包括除雪车本体，其特征是，还包括：

摄像头，所述摄像头分布在除雪车的前侧和后侧；

毫米波雷达，所述毫米波雷达设置在除雪车本体的四周；

GPS/IMU，所述GPS/IMU设置在除雪车本体上，用于实现对除雪车本体的实时定位；

车载计算机，所述车载计算机用于处理各传感器上传的数据信息，并生成车辆控制信号；

CANbus系统，所述CANbus系统通过CAN将车载计算机、各传感器和技术中心信号连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶除雪车，其特征是，在除雪车本体的左侧和右侧也分别设有摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶除雪车，其特征是，各传感器至少包括摄像头、毫米波雷达。

4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶除雪车，其特征是，在除雪车本体上设有电连接的太阳能电板和可充电电池，太阳能电板吸收太阳能转化为电能储存在电池中。

5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶除雪车，其特征是，车载计算机用于将车辆控制信号发送至除雪车，改变除雪车行走路径、行走速度。

6.一种自动驾驶除雪方法，其特征是，它包括以下步骤：

(1)录制除雪车清雪路径并保存；

(2)路面发生积雪后，控制中心的操作人员向除雪车发送清除积雪请求，除雪车根据步骤(1)录制的清雪路径，开始寻迹清雪；

(3)当除雪车遇到障碍物时，除雪车自动停车等候，若等候时间超过设定的时间，除雪车向控制中心发送故障请求，控制中心的操作人员通过故障车辆上的毫米波雷达与摄像头上传的数据判断故障原因并对除雪车本体进行远程控制；

(4)当除雪车按照录制的清雪路径完成一次道路积雪清扫后，向控制中心发送报告，控制中心操作人员根据实际情况，决定是否需要再次进行寻迹清扫作业。

7.根据权利要求6所述的一种自动除雪方法，其特征是，若是发生正常堵车，则继续等候；若是交通事故等非正常堵车，则由控制中心操作人员远程控制车辆避开障碍物。

8.根据权利要求6所述的一种自动驾驶除雪方法，其特征是，当清雪路径没有更改时，该步骤无需再次重复；当清雪路径需要更改时，重新录制除雪车清雪路径然后保存。