CN110641881A - 一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，包括云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆；目标车辆根据调度指令进行驶，并根据自身位置信息和清扫位置信息判断是否到达指定清扫位置；当目标车辆到达指定清扫位置时，通过车载摄像头采集垃圾桶的图像信息；对垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到垃圾桶的类别信息；根据垃圾桶的类别信息将垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中。本发明实施例提供的一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，可广泛应用于住宅区、工业园区等，通过云端调度车辆，在固定时间到目标地点，沿途通过视觉感知垃圾桶，将垃圾桶中的垃圾自动倒入到自动驾驶清扫车相对应的垃圾舱中。

Description

一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法。

背景技术

随着垃圾分类的不断推广和实施，垃圾分类、清理和运输作为其中的重要环节已得到广泛应用。尤其在居民区、工业园区、风景区以及商业街等人口密集，垃圾日产量高的地区有较高需求。

在汽车行业中，无人驾驶技术日益完善，因其显著的优点，得到人们极大的重视。目前无人驾驶技术在部分功能性车辆上的应用已得以实现，并在各种封闭园区内运作和科技展示方面有大量成功的实践。

目前应用较多的垃圾分类、清理和运输方式大致可分为纯人工和人加垃圾运输车两种。纯人工顾名思义就是，人们将自己的垃圾，按照分类原则进行分类，并放入分类垃圾桶中，再由传统意义上的环卫工人或清洁工用扫帚、夹子和簸箕等清洁工具将分类垃圾桶内的垃圾集中在一起后，统一由人运送到指定地点。人加垃圾运输车的方式主要就是垃圾运输的功能。该方法是由人驾驶垃圾运输车到达指定地点，在人的协助下，将该地点分类垃圾桶内的垃圾倒入到车上的垃圾舱内，再运输到指定地点。

由此可知，无论是纯人工还是人加车的方式，都需要人作为主导进行工作。由于垃圾分类、清理和运输的工作环境差，人们普遍不愿意接受该种工作，导致人工成本会越来越高，并且由于需要考虑休息时间，因此工作时间受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，全程采用无人驾驶，减少了人工成本，工作时间不受限，效率更高。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，包括云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆；其中，所述调度指令包括清扫位置信息和清扫时间信息；

所述目标车辆根据所述调度指令进行驶，并根据自身位置信息和所述清扫位置信息判断是否到达指定清扫位置；

当所述目标车辆到达所述指定清扫位置时，通过车载摄像头采集垃圾桶的图像信息；

对所述垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到所述垃圾桶的类别信息；根据所述垃圾桶的类别信息将所述垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中；其中，所述目标车辆包括多个垃圾舱，每个垃圾舱具有垃圾类别属性。

优选的，对所述垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到所述垃圾桶的类别信息，根据所述垃圾桶的类别信息将所述垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中具体包括：

根据所述垃圾桶的图像信息提取所述垃圾桶的颜色信息和图案信息；

根据所述垃圾桶的颜色信息和图案信息判断所述垃圾桶的类别信息；

根据所述垃圾桶的类别信息输出相对应垃圾舱舱门的打开信号，控制舱门打开。

优选的，所述方法还包括：

判断所述垃圾舱是否装满；

当所述垃圾舱没有装满时，继续装入垃圾；

当垃圾装入完毕后，自动清扫所述垃圾桶预设范围的区域，并喷洒消毒液和杀虫剂。

进一步优选的，在所述判断所述垃圾舱是否装满之后，所述方法还包括：

当所述垃圾舱装满时，根据当前位置信息搜索最近的垃圾倾倒区，并行驶到所述垃圾倾倒区倾倒垃圾。

进一步优选的，在每个垃圾舱内设有超声波雷达，所述判断所述垃圾舱是否装满具体包括：

所述超声波雷达检测所述垃圾舱内的垃圾位置信息，并将所述垃圾位置信息发送给车载处理器；

所述车载处理器根据所述垃圾位置信息进行计算，得到所述垃圾舱内的剩余空间信息；

根据所述剩余空间信息判断所述垃圾舱是否装满。

优选的，所述目标车辆为自动驾驶车辆，所述自动驾驶车辆具有环境感知系统，所述环境感知系统包括激光雷达、摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、IMU、GPS天线，所述方法还包括：

所述环境感知系统采集所述目标车辆周围的环境信息，并传输至车载处理器；

所述处理器输出方向和速度指令，通过CAN总线传输至底层控制器；

所述底层控制器按照方向和速度指令对车辆进行控制，使车辆按照方向和速度指令完成自动驾驶。

优选的，所述方法还包括：

所述云调度平台实时接收所有车辆反馈的状态信息；所述状态信息包括车辆速度信息、车辆位置信息、车辆是否到达信息、车辆每个垃圾舱剩余空间信息和舱门开启关闭状态信息。

进一步优选的，所述云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆具体包括：

所述云调度平台接收客户端发送的预约信息；所述预约信息中包括清扫位置信息和清扫时间信息；

根据所述目标车辆反馈的状态信息和所述预约信息生成调度指令，并通过车辆ID将所述调度指令发送给目标车辆。

优选的，所述方法还包括：

所述车载处理器接收清洁模式指令，并通过CAN总线向底层控制器发布清洁模式指令；

所述底层控制器接收到清洁模式指令后，控制所有所述垃圾舱舱门打开，并且控制垃圾舱与车体连接锁打开。

本发明实施例提供的一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，可广泛应用于住宅区、工业园区等，用来取代目前有人驾驶的垃圾运输车，本发明通过云端调度车辆，在固定时间到目标地点，沿途通过视觉感知垃圾桶，将垃圾桶中的垃圾自动倒入到自动驾驶清扫车相对应的垃圾舱中。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种垃圾分类清理系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法流程图之一。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法是通过垃圾分类清理系统实现的，图1为本发明实施例提供的一种垃圾分类清理系统的结构框图，如图1所示，垃圾分类清理系统具体包括客户端、云调度平台、车端、场站(选配)四部分实现。本发明中客户端、云调度平台和车端的通信方式为网络传输，可为4G、5G或其他网络传输方式，在全程工作区域范围小且网络信号不好的地方，可用电台、蓝牙及其他无线电传输形式取代。

客户端由应用小程序或微信公众号及其硬件载体组成，例如手机、平板电脑(pad)等。云调度平台由网络接收装置、服务器(包括云服务器)、输入输出终端和软件组成。车端由硬件系统和软件系统组成，其中，硬件系统包括激光雷达、摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、惯性测量单元(IMU)、全球定位系统(GPS)天线、GPS接收机、4G模块、人机交互系统、中央处理器、底层控制器系统、车体、分类垃圾舱、垃圾桶抓取结构。场站由自动充电桩和垃圾倾倒区组成。由于本发明不限制车辆类型，若为电动汽车则需要在场站放置自动充电桩，可以进行自动充电。此外，还可以根据需求将垃圾运输到场站内垃圾倾倒区进行统一处理。

本发明实施例提供的垃圾分类清理方法可以根据固定时间地点收取垃圾，具体的，图2为本发明实施例提供的一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法流程图，如图2所示，所述方法包括：

步骤101，云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆。

这里的车辆是指自动驾驶清扫车辆，即为上述车端，车辆的自动驾驶是通过车载环境感知系统、处理器和控制器实现的，其中，环境感知系统包括激光雷达、摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、IMU、GPS天线等传感器模块，环境感知系统会实时采集目标车辆周围的环境信息，并传输至车载处理器；处理器通过感知、定位、认知、决策、控制等算法进行处理，输出方向和速度指令，通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线传输至底层控制器；底层控制器按照指令对车辆进行控制，使车辆按照控制指令完成自动驾驶，车载处理器会实时向云调度平台进行状态反馈。可以理解的是，目标车辆即为被选择的执行任务的车辆。

云调度平台实时接收所有车辆反馈的状态信息，这里的状态信息可以包括但不限于车辆速度信息、车辆位置信息、车辆是否到达信息、车辆每个垃圾舱剩余空间信息和舱门开启关闭状态信息。本发明采用多车平台调度，方便平台和用户实时了解车辆状态，便于管理

在一个具体的例子中，在园区垃圾桶已满，用户比如园区清洁工，想要清理垃圾桶中的垃圾时，可以在客户端输入清扫位置信息和清扫时间信息进行清扫预约，云调度平台接收客户端发送的预约信息，其中，预约信息中包括清扫位置信息和清扫时间信息；云调度平台根据所有车辆反馈的状态信息和预约信息生成调度指令，并通过车辆ID将调度指令发送给目标车辆，其中，调度指令包括清扫位置信息和清扫时间信息。可以理解的是，云调度平台统一实现所有驾驶清扫车辆的监控和管理，车辆通过ID进行区分，云调度平台会根据清扫时间和清扫位置优先选择未出于工作状态且距离较近的车辆。

步骤102，目标车辆根据调度指令进行驶，并根据自身位置信息和清扫位置信息判断是否到达指定清扫位置。

目标车辆在收到调度指令后，根据当前位置和清扫位置进行路径规划，根据规划好的路径进行行驶，并根据自身位置信息和清扫位置信息判断是否到达指定清扫位置。

若车辆没有到达指定清扫位置，则重复步骤102。

若车辆达到指定清扫位置时，则执行步骤103。

步骤103，通过车载摄像头采集垃圾桶的图像信息。

具体的，车辆达到指定清扫位置时沿街行驶，沿途通过视觉感知垃圾桶，具体通过摄像头传输的图像进行图像处理识别垃圾桶，并采集垃圾桶的图像信息。

步骤104，对垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到垃圾桶的类别信息，根据垃圾桶的类别信息将垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中。

在垃圾桶包括但不限于可回收垃圾垃圾桶、不可回收垃圾垃圾桶、有害垃圾垃圾桶和其他垃圾垃圾桶，每种垃圾桶有不同的颜色和标志图案，用于区分垃圾桶的类别。

相对应的，自动驾驶清扫车辆包括多个垃圾舱，每个垃圾舱具有垃圾类别属性，与垃圾桶的类别相对应，也就是说，每种类别的垃圾(垃圾桶)对应一个垃圾舱。

具体而言，根据垃圾桶的颜色信息和图案信息判断垃圾桶的类别信息，根据垃圾桶的类别信息输出相对应垃圾舱舱门的打开信号，控制舱门打开，并用车上的垃圾箱抓取结构将垃圾桶内的垃圾自动倒入相应分类的垃圾舱中。本发明能够通过垃圾桶的颜色和图案对其内部的垃圾进行分类。例如红色或者湿垃圾图案代表该垃圾桶内的垃圾都是湿垃圾，则感知到红色或者湿垃圾图案时，会将该垃圾桶内的垃圾倒入到湿垃圾舱内。

在优选的实施例中，为了保证垃圾舱中的垃圾不会露出垃圾舱，随着垃圾倒入垃圾舱，不断判断垃圾舱是否装满；具体的，在每个垃圾舱内设有超声波雷达，超声波雷达检测垃圾舱内的垃圾位置信息，并将垃圾位置信息发送给车载处理器；车载处理器根据垃圾位置信息进行计算，得到垃圾舱内的剩余空间信息；根据剩余空间信息判断垃圾舱是否装满。

当垃圾舱没有装满时，继续装入垃圾，当垃圾装入完毕后，自动清扫垃圾桶预设范围的区域，具体的，当将垃圾桶中的垃圾都倾倒到车上垃圾舱后，会启动清扫系统，车辆底盘下方的主刷、边刷会进行清扫，风机进行吸尘，整个清扫会围绕垃圾桶区域半径5米的范围进行，清扫完的垃圾会单独进入到一个垃圾舱中，并喷洒消毒液和杀虫剂，之后等待云调度平台重新调度，若清扫任务结束，则回到车辆存放区。本发明将垃圾清理、分类、运输、消毒相结合，避免二次分类和二次清洁，使清洁工作更彻底。

当垃圾舱装满时，根据当前位置信息搜索最近的垃圾倾倒区，并行驶到垃圾倾倒区倾倒垃圾，并在垃圾舱倒空之后等待云调度平台重新调度，若清扫任务结束，则回到车辆存放区。

在更为优选的实施例中，本发明还提供了车辆自动清洁功能，当垃圾舱需要清洁时，切换到清洁模式，垃圾舱的所有舱门都打开，并且垃圾舱与车体连接锁打开，垃圾舱可进行拆卸清洗。具体而言，清洁人员可以通过移动客户端或车端按钮或者云调度平台触发清洁模式，车载处理器接收清洁模式指令，并通过CAN总线向底层控制器发布清洁模式指令；底层控制器接收到清洁模式指令后，控制所有垃圾舱舱门打开，并且控制垃圾舱与车体连接锁打开，人机交互屏会显示清洁模式，并开启双闪灯光。

本发明实施例提供的一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，可广泛应用于住宅区、工业园区等，用来取代目前有人驾驶的垃圾运输车，本发明通过云端调度车辆，在固定时间到目标地点，沿途通过视觉感知垃圾桶，将垃圾桶中的垃圾自动倒入到自动驾驶清扫车相对应的垃圾舱中。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述方法包括：

云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆；其中，所述调度指令包括清扫位置信息和清扫时间信息；

所述目标车辆根据所述调度指令进行驶，并根据自身位置信息和所述清扫位置信息判断是否到达指定清扫位置；

当所述目标车辆到达所述指定清扫位置时，通过车载摄像头采集垃圾桶的图像信息；

对所述垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到所述垃圾桶的类别信息；根据所述垃圾桶的类别信息将所述垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中；其中，所述目标车辆包括多个垃圾舱，每个垃圾舱具有垃圾类别属性。

2.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，对所述垃圾桶的图像信息进行图像处理和分析，得到所述垃圾桶的类别信息，根据所述垃圾桶的类别信息将所述垃圾桶内的垃圾倒入相对应垃圾舱中具体包括：

根据所述垃圾桶的图像信息提取所述垃圾桶的颜色信息和图案信息；

根据所述垃圾桶的颜色信息和图案信息判断所述垃圾桶的类别信息；

根据所述垃圾桶的类别信息输出相对应垃圾舱舱门的打开信号，控制舱门打开。

3.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述垃圾舱是否装满；

当所述垃圾舱没有装满时，继续装入垃圾；

当垃圾装入完毕后，自动清扫所述垃圾桶预设范围的区域，并喷洒消毒液和杀虫剂。

4.根据权利要求3所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，在所述判断所述垃圾舱是否装满之后，所述方法还包括：

当所述垃圾舱装满时，根据当前位置信息搜索最近的垃圾倾倒区，并行驶到所述垃圾倾倒区倾倒垃圾。

5.根据权利要求4所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，在每个垃圾舱内设有超声波雷达，所述判断所述垃圾舱是否装满具体包括：

所述超声波雷达检测所述垃圾舱内的垃圾位置信息，并将所述垃圾位置信息发送给车载处理器；

所述车载处理器根据所述垃圾位置信息进行计算，得到所述垃圾舱内的剩余空间信息；

根据所述剩余空间信息判断所述垃圾舱是否装满。

6.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述目标车辆为自动驾驶车辆，所述自动驾驶车辆具有环境感知系统，所述环境感知系统包括激光雷达、摄像头、超声波雷达、毫米波雷达、IMU、GPS天线，所述方法还包括：

所述环境感知系统采集所述目标车辆周围的环境信息，并传输至车载处理器；

所述处理器输出方向和速度指令，通过CAN总线传输至底层控制器；

所述底层控制器按照方向和速度指令对车辆进行控制，使车辆按照方向和速度指令完成自动驾驶。

7.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述云调度平台实时接收所有车辆反馈的状态信息；所述状态信息包括车辆速度信息、车辆位置信息、车辆是否到达信息、车辆每个垃圾舱剩余空间信息和舱门开启关闭状态信息。

8.根据权利要求7所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述云调度平台生成调度指令，发送给目标车辆具体包括：

所述云调度平台接收客户端发送的预约信息；所述预约信息中包括清扫位置信息和清扫时间信息；

根据车辆反馈的状态信息和所述预约信息生成调度指令，并通过车辆ID将所述调度指令发送给目标车辆。

9.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的垃圾分类清理方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述车载处理器接收清洁模式指令，并通过CAN总线向底层控制器发布清洁模式指令；

所述底层控制器接收到清洁模式指令后，控制所有所述垃圾舱舱门打开，并且控制垃圾舱与车体连接锁打开。

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