CN110597250A - 一种道路清扫设备的自动巡边系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路清扫设备的自动巡边系统，道路清扫设备上设置有摄像头、红外传感器和超声波传感器，其特征在于利用摄像头进行图像采集，再辅助红外传感器和超声波传感器，来确认车身的位置；调整超声波的方向，使其能够检测到路沿的距离；用来检测道路的边线，摄像头主要安装在车的正前方；来判断车的位置；将三种传感采集到不同数据存储在单片机Buff中，对三种数据进行量程的整合，使其单位相同，描述的偏离角度一致，根据三种传感器在不同环境下的影响，同时对三种传感器的值进行加权平均，摄像头占50％的权重，超声波占30％的权重，红外传感器占20％的权重；得到最终的偏离比例，当偏离角度大于一定的程度时，启动方向自动回正系统。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种道路清扫设备的自动巡边系统。
(二)背景技术
目前，环卫行业的大环境中，清扫车是主力军，大街小巷都能看到清扫车的身影，清扫车的主要功能包括扫刷清扫，洒水和吸尘等；多功能的清扫功能使得驾驶员在清扫过程中，往往容易疏忽车辆的行驶轨道，造成安全隐患；另一方面，对于清扫工作来说，由于工作量庞大，许多清扫车驾驶员都是在清晨便开始早早工作，这样往往容易造成驾驶员注意力不集中的现象，车辆在高速行驶中一时的精力不集中就会造成严重的后果。
对于现有的清扫车而言，自动巡边的方案基本没有，但是在汽车领域中，大部分的应用是使用超声波模块，利用超声波的测距功能，检测两侧的障碍物的距离，设定最小的靠近距离，当车辆与左右两侧的物体靠近时，车内的系统便会发出报警，来提醒驾驶人员，提醒方式大多是蜂鸣器报警或是警示灯闪烁。现有技术存在如下技术缺陷：在上述的技术中，利用超声波检测左右两侧距离的方法，在一定的程度上能够起到防护作用，但是在高速的行驶中，在瞬间的提醒下，驾驶人员不一定能够及时的反应，而且左右两侧的障碍物是不固定的，超声波在检测距离时，存在不稳定性，该缺陷是本发明所针对解决的。
(三)发明内容
本发明的目在于提供一种道路清扫设备的自动巡边系统，该发明利用摄像头图像采集，再辅助红外传感器和超声波传感器采集数据，通过多种设备进行数据收集，进行分析发出指令，在一定的程度上能够起到防护作用，同时在高速的行驶中，在瞬间的提醒下，能够让驾驶人员能够及时的反应，该系统简洁，安全性高，减少了事故的发生。
本发明的技术方案：一种道路清扫设备的自动巡边系统，道路清扫设备上设置有摄像头、红外传感器和超声波传感器，超声波安装位置主要为车身的两侧，红外传感器主要安装在车轮的前部，左右车轮各装一个；其特征在于利用摄像头进行图像采集，再辅助红外传感器和超声波传感器，来确认车身的位置，以及对于车道的偏离程度，根据不同车身的长度，平均分配5-10个超声波模块；调整超声波的方向，使其能够检测到路沿的距离；用来检测道路的边线，摄像头主要安装在车的正前方；来判断车的位置；
超声波的使用方法为，将采集的数据存储在BUFF中，对多个点的数据进行线性分析，得出曲线的变化趋势，来判断车身的位置是否会向路沿偏移；
红外传感器的使用方法，红外传感器是利用光电来检测距离，我们可以根据不同颜色对光的吸收差异的特性，来检测红外传感器返回的不同的模拟量，从而判断左右是否偏离轨道；
摄像头的使用方法是将采集的图像的灰度值进行黑白二值化处理，根据光照的明暗，设定不同的阈值，达到自适应曝光的效果，进而检测到左右的边线，最后检测车辆在道路中的偏离程度。
将三种传感采集到不同数据存储在单片机Buff中，对三种数据进行量程的整合，使其单位相同，描述的偏离角度一致，根据三种传感器在不同环境下的影响，同时对三种传感器的值进行加权平均，摄像头占50％的权重，超声波占30％的权重，红外传感器占20％的权重；得到最终的偏离比例，根据角度的偏离比例，当偏离角度大于一定的程度时，启动方向的自动回正系统。
在汽车领域中，大部分的应用是使用超声波模块，利用超声波的测距功能，检测两侧的障碍物的距离，设定最小的靠近距离，当车辆与左右两侧的物体靠近时，车内的系统便会发出报警，来提醒驾驶人员，提醒方式大多是蜂鸣器报警或是警示灯闪烁。
减少驾驶人员的驾驶负担，在检测到方向偏离时，能够自动回正，预防驾驶人员因为精力不集中或是猛打方向盘造成行驶时，方向偏离，发生意外，大大的提高的驾驶的安全性，弥补了之前单纯警报提醒的滞后性在实现本发明的过程中，申请人发现上述现有技术存在如下技术缺陷：
在上述的技术中，利用超声波检测左右两侧距离的方法，在一定的程度上能够起到防护作用，但是在高速的行驶中，在瞬间的提醒下，驾驶人员不一定能够及时的反应，而且左右两侧的障碍物是不固定的，超声波在检测距离时，存在不稳定性，该缺陷是本发明所针对解决的。
本发明的特征还在于所述的摄像头判断采集还可以采集RGB值来判断的形式。
本发明的特征还在于所述的红外传感器可以用颜色识别传感器来代替。
本发明的特征还在于对偏离角度和回正方向，使用PID控制，同时根据车速的快慢，在PID的控制中，加入速度的比例。
(四)具体实施方式
本发明的具体实施例：道路清扫设备的自动巡边系统，在道路清扫设备上设置有摄像头、红外传感器和超声波传感器，超声波安装位置主要为车身的两侧，红外传感器主要安装在车轮的前部，左右车轮各装一个，摄像头主要安装在车的正前方；利用摄像头进行图像采集，再辅助红外传感器和超声波传感器，来确认车身的位置，以及对于车道的偏离程度，根据不同车身的长度，平均分配多个超声波模块；调整超声波的方向，使其能够检测到路沿的距离；用来检测道路的边线，安装在车正前方的摄像头主要；来判断车的位置；
超声波通过将采集的数据存储在BUFF中，对多个点的数据进行线性分析，得出曲线的变化趋势，来判断车身的位置是否会向路沿偏移；
红外传感器的使用方法，红外传感器是利用光电来检测距离，我们可以根据不同颜色对光的吸收差异的特性，来检测红外传感器返回的不同的模拟量，从而判断左右是否偏离轨道；
摄像头的使用方法是将采集的图像的灰度值进行黑白二值化处理，根据光照的明暗，设定不同的阈值，达到自适应曝光的效果，进而检测到左右的边线，最后检测车辆在道路中的偏离程度；
将三种传感采集到不同数据存储在单片机Buff中，对三种数据进行量程的整合，使其单位相同，描述的偏离角度一致，根据三种传感器在不同环境下的影响，同时对三种传感器的值进行加权平均，摄像头占50％的权重，超声波占30％的权重，红外传感器占20％的权重；得到最终的偏离比例，根据角度的偏离比例，当偏离角度大于一定的程度时，启动方向自动回正系统；对偏离角度和回正方向，使用PID控制，同时根据车速的快慢，在PID的控制中，加入速度的比例。
Claims (4)
1.一种道路清扫设备的自动巡边系统，道路清扫设备上设置有摄像头、红外传感器和超声波传感器，超声波安装位置主要为车身的两侧，红外传感器主要安装在车轮的前部，左右车轮各装一个；其特征在于利用摄像头进行图像采集，再辅助红外传感器和超声波传感器，来确认车身的位置，以及对于车道的偏离程度，根据不同车身的长度，平均分配5-10个超声波模块；调整超声波的方向，使其能够检测到路沿的距离；用来检测道路的边线，摄像头主要安装在车的正前方；来判断车的位置；
超声波的使用方法为，将采集的数据存储在BUFF中，对多个点的数据进行线性分析，得出曲线的变化趋势，来判断车身的位置是否会向路沿偏移；
红外传感器的使用方法，红外传感器是利用光电来检测距离，我们可以根据不同颜色对光的吸收差异的特性，来检测红外传感器返回的不同的模拟量，从而判断左右是否偏离轨道；
摄像头的使用方法是将采集的图像的灰度值进行黑白二值化处理，根据光照的明暗，设定不同的阈值，达到自适应曝光的效果，进而检测到左右的边线，最后检测车辆在道路中的偏离程度；
将三种传感采集到不同数据存储在单片机Buff中，对三种数据进行量程的整合，使其单位相同，描述的偏离角度一致，根据三种传感器在不同环境下的影响，同时对三种传感器的值进行加权平均，摄像头占50％的权重，超声波占30％的权重，红外传感器占20％的权重；得到最终的偏离比例，根据角度的偏离比例，当偏离角度大于一定的程度时，启动方向自动回正系统。
2.根据权利要求1所述的一种道路清扫设备的自动巡边系统，其特征在于所述的摄像头判断采集还可以采集RGB值来判断的形式。
3.根据权利要求1所述的一种道路清扫设备的自动巡边系统，其特征在于所述的红外传感器可以用颜色识别传感器来代替。
4.根据权利要求2或3所述的一种道路清扫设备的自动巡边系统，其特征在于对偏离角度和回正方向，使用PID控制，同时根据车速的快慢，在PID的控制中，加入速度的比例。
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