CN110984040A - 无人清扫车触边安全检测系统及方法 - Google Patents

无人清扫车触边安全检测系统及方法 Download PDF

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罗文东
俞锦涛
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Abstract

本发明公开了一种无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，动力控制装置模块与DSP数据处理模块建立通信，动力控制装置模块与前刷电机模块建立通信，数据处理模块收集触边感应检测模块收集到的检测信息，并通过数据分析处理，给动力控制装置模块发出紧急制动信息；动力控制装置模块接收数据处理模块发送的制动信息，并执行紧急制动信息以确保无人驾驶清扫车行驶时的侧边安全。能够解决无人驾驶清扫车超声波方案的覆盖范围小、响应速度较为缓慢的问题，极大的弥补了超声波方案的不足和弊端，能够让无人清扫车在自动驾驶应用方案适应更多场景环境。

Description

无人清扫车触边安全检测系统及方法
技术领域
本发明涉及无人驾驶控制技术领域，尤其涉及一种无人清扫车触边安全检测系统及方法。
背景技术
目前，无人清扫车是无人驾驶技术的一种应用，也称为轮式移动清扫机器人，主要依靠清扫车内的计算机系统、感知系统、动力系统等来实现无人驾驶目的。利用车载传感器来感知周围环境，并根据感知所获得的道路、垃圾、位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度来完成无人驾驶功能。
现阶段无人驾驶清扫车侧边近距离检测的方案主要通过超声波检测，通过超声波不断发出声波检测近距离的障碍物，再传输反馈命令到控制中心中，然后再做出相对应动作。具有以下缺陷：
1、因超声波检测范围有限、响应时间较为缓慢、无法检测快速运动突然出现的物体，容易造成安全事故。
2、视觉也是无人清扫车在侧边近距离检测的方案之一，但因视觉受光线影响较大，在非逆光柔和环境下检测效果还好。但是在逆光或夜晚时，检测的效果急剧下降，无法有效的完成无人清扫车侧边近距离检测，视觉检测方案受环境因素较大，无法单一形成检测方案。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种无人清扫车触边安全检测系统及方法，其能解决响应时间较为缓慢的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，所述数据处理模块收集所述触边感应检测模块收集到的检测信息，并通过数据分析处理，给所述动力控制装置模块发出紧急制动信息；所述动力控制装置模块接收所述数据处理模块发送的制动信息，并执行紧急制动信息以确保无人驾驶清扫车行驶时的侧边安全。
进一步地，所述触边感应检测模块包括前部检测模块和侧部检测模块，所述前部检测模块位于所述前刷装置上侧，所述侧部检测模块位于所述边刷装置上侧，所述前部检测模块垂直于所述侧部检测模块。
进一步地，所述前刷装置和所述边刷装置均包括转轴和毛刷，所述转轴与所述毛刷固定连接并一起转动，所述转轴位于所述前部检测模块和所述侧部检测模块内侧，所述毛刷部分裸露于所述前部检测模块或所述侧部检测模块外侧。
进一步地，所述无人清扫车触边安全检测系统还包括光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块，所述光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块安装于所述机架顶部，所述光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块与所述DSP数据处理模块建立通信。
进一步地，所述无人清扫车触边安全检测系统还包括双目视觉传感器模块、激光雷达模块，所述双目视觉传感器模块位于所述机架顶部，所述激光雷达模块安装于所述机架前部，所述激光雷达模块位于所述前刷装置上部。
进一步地，所述触边感应检测模块包括外部接触轮廓、插接杆、连接套，所述插接杆一端插接于所述连接套，另一端固定于所述外部接触轮廓，所述连接套固定于所述机架。
进一步地，所述触边感应检测模块内置有两条不接触且不导通的平行导线，其中一导线固定于所述插接杆的端部，另一导线位于所述连接套内，所述插接杆相对于所述连接套移动，使两条所述导线连通或断路。
一种无人清扫车触边安全检测方法，应用于无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，包括以下步骤：
清扫步骤：DSP数据处理模块工作，动力控制装置模块、前刷装置和边刷装置运转，移动并进行清理；
触边步骤：触边感应检测模块触碰到物体，触边感应检测模块发送信号到DSP数据处理模块；
传输步骤：DSP数据处理模块接收触边感应检测模块信号，并通过软件处理信号，判断是否输出信号给动力控制装置模块，若DSP数据输出模块不输出信号给动力控制装置模块，判断误判，返回清扫步骤，若DSP数据输出模块输出触碰信号给动力控制装置模块；
调整步骤：动力控制装置根据触碰信号作出制动动作，避免动/静态障碍物进一步与车辆接触。
进一步地，在所述触边步骤中，触边感应检测模块发送信号到数据处理模块后，触边感应检测模块恢复初始化状态，并做好下一次触发检测准备。
进一步地，还包括返回步骤：检测此次触发动作是否规避完毕，若检测触发动作规避完毕，并无动/静态障碍物，返回清扫步骤，若检测触发动作规避不完整，DSP数据处理模块重新检测是否再次触发信号。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，所述数据处理模块收集所述触边感应检测模块收集到的检测信息，并通过数据分析处理，给所述动力控制装置模块发出紧急制动信息；所述动力控制装置模块接收所述数据处理模块发送的制动信息，并执行紧急制动信息以确保无人驾驶清扫车行驶时的侧边安全。能够解决无人驾驶清扫车超声波方案的覆盖范围小、响应速度较为缓慢的问题，极大的弥补了超声波方案的不足和弊端，能够让无人清扫车在自动驾驶应用方案适应更多场景环境，在保障应用效果的同时也大大的提高了无人清扫车的安全机制，为无人驾驶清扫车推向市场贡献新的安全保障，响应时间快。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明无人清扫车触边安全检测系统中一较佳实施例的立体图；
图2为图1所示无人清扫车触边安全检测系统的局部立体图；
图3为图1所示无人清扫车触边安全检测系统的流程图。
图中：10、DSP数据处理模块；20、动力控制装置模块；30、光敏传感器模块；40、雨量传感器模块；50、固态激光雷达模块；60、双目视觉传感器模块；70、前刷电机模块；80、前刷装置；90、激光雷达模块；100、边刷装置；110、触边感应检测模块；1001、外部接触轮廓；1002、插接杆；1003、连接套。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-3，一种无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块10、动力控制装置模块20、前刷电机模块70、前刷装置80、边刷装置100、触边感应检测模块110及机架，所述动力控制装置模块20与所述DSP数据处理模块10建立通信，所述动力控制装置模块20与所述前刷电机模块70建立通信，所述前刷装置80安装于所述机架前部，所述边刷装置100安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块70控制所述前刷装置80运转，所述触边感应检测模块110安装于所述机架上，所述触边感应检测模块110分布于所述前刷装置80和所述边刷装置100的位置处，所述数据处理模块收集所述触边感应检测模块收集到的检测信息，并通过数据分析处理，给所述动力控制装置模块发出紧急制动信息；所述动力控制装置模块接收所述数据处理模块发送的制动信息，并执行紧急制动信息以确保无人驾驶清扫车行驶时的侧边安全。能够解决无人驾驶清扫车超声波方案的覆盖范围小、响应速度较为缓慢的问题，极大的弥补了超声波方案的不足和弊端，能够让无人清扫车在自动驾驶应用方案适应更多场景环境，在保障应用效果的同时也大大的提高了无人清扫车的安全机制，为无人驾驶清扫车推向市场贡献新的安全保障，响应时间快。
优选的，所述触边感应检测模块110包括前部检测模块和侧部检测模块，所述前部检测模块位于所述前刷装置80上侧，所述侧部检测模块位于所述边刷装置100上侧，所述前部检测模块垂直于所述侧部检测模块。具体的，在本实施例中，所述前刷装置80和所述边刷装置100均包括转轴和毛刷，所述转轴与所述毛刷固定连接并一起转动，所述转轴位于所述前部检测模块和所述侧部检测模块内侧，所述毛刷部分裸露于所述前部检测模块或所述侧部检测模块外侧。进而使所述毛刷部分正常清理时不会触发触碰信号，只有当所述毛刷部分抵触物体，所述触边感应检测模块110触碰到物体时，发送触碰信号。
优选的，所述无人清扫车触边安全检测系统还包括光敏传感器模块30、雨量传感器模块40、固态激光雷达模块50，所述光敏传感器模块30、雨量传感器模块40、固态激光雷达模块50安装于所述机架顶部，所述光敏传感器模块30、雨量传感器模块40、固态激光雷达模块50与所述DSP数据处理模块10建立通信。所述无人清扫车触边安全检测系统还包括双目视觉传感器模块60、激光雷达模块90，所述双目视觉传感器模块60位于所述机架顶部，所述激光雷达模块90安装于所述机架前部，所述激光雷达模块90位于所述前刷装置80上部。触边安全方法及发明装置也能够弥补无人驾驶现在普遍流行的视觉检测方案，避免了在光线不足、逆光和无光线情况下无人驾驶清扫车近距离检测盲点。
优选的，所述触边感应检测模块110包括外部接触轮廓1001、插接杆1002、连接套1003，所述插接杆1002一端插接于所述连接套1003，另一端固定于所述外部接触轮廓1001，所述连接套1003固定于所述机架。所述触边感应检测模块110内置有两条不接触且不导通的平行导线，其中一导线固定于所述插接杆1002的端部，另一导线位于所述连接套1003内，所述插接杆1002相对于所述连接套1003移动，使两条所述导线连通或断路。在本实施例中，触边感应检测模块为KT-TXZ160A触边感应检测模块，当动/静态障碍物接触到KT-TXZ160A触边感应检测模块时，原本KT-TXZ160A触边感应检测模块内置的两条平行不接触且不导通的平行导线因外界触碰原因导致有力的作用，进而连接碰在一起，平行的导片接通后产生电路信号。并把电路信号传输到DSP数据处理模块中，通过DSP数据处理模块内置高级算法处理，判断是否给动力控制装置输出控制信号。当DSP数据处理模块判断不输出控制信号给动力装置模块时，无人清扫车会继续行走。当DSP数据处理模块判断输出控制信号给动力装置模块时，动力控制装置接DSP数据处理模块发来的信号后，动力控制装置进行相对应的刹车急停等动作。当KT-TXZ160A触边感应检测模块检测恢复原来的状态后，经过DSP数据处理模块综合判断，确保无人驾驶清扫车行驶时的障碍物已排除后继续行驶作业。
一种无人清扫车触边安全检测方法，应用于无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，包括以下步骤：
清扫步骤：DSP数据处理模块工作，动力控制装置模块、前刷装置和边刷装置运转，移动并进行清理；
触边步骤：触边感应检测模块触碰到物体，触边感应检测模块发送信号到DSP数据处理模块；在所述触边步骤中，触边感应检测模块发送信号到数据处理模块后，触边感应检测模块恢复初始化状态，并做好下一次触发检测准备。
传输步骤：DSP数据处理模块接收触边感应检测模块信号，并通过软件处理信号，判断是否输出信号给动力控制装置模块，若DSP数据输出模块不输出信号给动力控制装置模块，判断误判，返回清扫步骤，若DSP数据输出模块输出触碰信号给动力控制装置模块；
调整步骤：动力控制装置根据触碰信号作出制动动作，避免动/静态障碍物进一步与车辆接触。
返回步骤：检测此次触发动作是否规避完毕，若检测触发动作规避完毕，并无动/静态障碍物，返回清扫步骤，若检测触发动作规避不完整，DSP数据处理模块重新检测是否再次触发信号。安全触边检测范围能够实现无人清扫车侧边全覆盖检测，解决现有超声波技术方案覆盖检测范围问题，同时利用接触式反馈灵敏度高，反馈到控制中心快等优点，让控制中心快速作出对应动作。同时安全触边检测不受环境因素影响，解决了视觉方案受光线条件影响大，夜晚检测能力急剧下降的弊端。安全触边无论是在逆光环境下还是在夜晚完全无光线的环境，都能很好完成无人清扫车侧边检测问题。
工作原理：
a:动/静态障碍物接触无人清扫车，并触发KT-TXZ160A触边感应检测模块。
b:若KT-TXZ160A触边感应检测模块的不导通平行导线并没有因外界触碰连接在一起，没产生触发信号，不做检测信号输出。正常行驶。
c:若KT-TXZ160A触边感应检测模块的不导通平行导线因外界触碰连接在一起，并产生触发信号，KT-TXZ160A触边感应检测模块通过发出信号传输感应信息，KT-TXZ160A触边感应检测模块恢复初始化状态，并做好下一次触发检测准备。
d:DSP数据处理模块接收KT-TXZ160A触边感应检测模块信号，并通过软件处理信号，判断是否输出信号给动力控制装置模块。
e:若DSP数据输出模块不输出信号给动力控制装置模块，判断误判，无人清扫车继续正常行驶。
f:若DSP数据输出模块输出信号给动力控制装置模块，动力控制装置接收控制信号。
g:动力控制装置根据信号作出制动动作，避免动/静态障碍物进一步与车辆接触。
h:检测此次触发动作是否规避完毕。
i:若检测触发动作规避完毕，并无动/静态障碍物，恢复正常行驶。
j:若检测触发动作规避不完整，DSP数据处理模块重新检测是否再次触发信号。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，其特征在于：
所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，所述DSP数据处理模块收集所述触边感应检测模块收集到的检测信息，并通过数据分析处理，给所述动力控制装置模块发出紧急制动信息；所述动力控制装置模块接收所述DSP数据处理模块发送的制动信息，并执行紧急制动信息以确保无人驾驶清扫车行驶时的侧边安全。
2.如权利要求1所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述触边感应检测模块包括前部检测模块和侧部检测模块，所述前部检测模块位于所述前刷装置上侧，所述侧部检测模块位于所述边刷装置上侧，所述前部检测模块垂直于所述侧部检测模块。
3.如权利要求2所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述前刷装置和所述边刷装置均包括转轴和毛刷，所述转轴与所述毛刷固定连接并一起转动，所述转轴位于所述前部检测模块和所述侧部检测模块内侧，所述毛刷部分裸露于所述前部检测模块或所述侧部检测模块外侧。
4.如权利要求1所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述无人清扫车触边安全检测系统还包括光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块，所述光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块安装于所述机架顶部，所述光敏传感器模块、雨量传感器模块、固态激光雷达模块与所述DSP数据处理模块建立通信。
5.如权利要求1所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述无人清扫车触边安全检测系统还包括双目视觉传感器模块、激光雷达模块，所述双目视觉传感器模块位于所述机架顶部，所述激光雷达模块安装于所述机架前部，所述激光雷达模块位于所述前刷装置上部。
6.如权利要求1所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述触边感应检测模块包括外部接触轮廓、插接杆、连接套，所述插接杆一端插接于所述连接套，另一端固定于所述外部接触轮廓，所述连接套固定于所述机架。
7.如权利要求6所述的无人清扫车触边安全检测系统，其特征在于：所述触边感应检测模块内置有两条不接触且不导通的平行导线，其中一导线固定于所述插接杆的端部，另一导线位于所述连接套内，所述插接杆相对于所述连接套移动，使两条所述导线连通或断路。
8.一种无人清扫车触边安全检测方法，应用于无人清扫车触边安全检测系统，包括DSP数据处理模块、动力控制装置模块、前刷电机模块、前刷装置、边刷装置、触边感应检测模块及机架，所述动力控制装置模块与所述DSP数据处理模块建立通信，所述动力控制装置模块与所述前刷电机模块建立通信，所述前刷装置安装于所述机架前部，所述边刷装置安装于所述机架的两侧，所述前刷电机模块控制所述前刷装置运转，所述触边感应检测模块安装于所述机架上，所述触边感应检测模块分布于所述前刷装置和所述边刷装置的位置处，其特征在于，包括以下步骤：
清扫步骤：DSP数据处理模块工作，动力控制装置模块、前刷装置和边刷装置运转，移动并进行清理；
触边步骤：触边感应检测模块触碰到物体，触边感应检测模块发送信号到DSP数据处理模块；
传输步骤：DSP数据处理模块接收触边感应检测模块信号，并通过软件处理信号，判断是否输出信号给动力控制装置模块，若DSP数据输出模块不输出信号给动力控制装置模块，判断误判，返回清扫步骤，若DSP数据输出模块输出触碰信号给动力控制装置模块；
调整步骤：动力控制装置根据触碰信号作出制动动作，避免动/静态障碍物进一步与车辆接触。
9.如权利要求8所述的无人清扫车触边安全检测方法，其特征在于：在所述触边步骤中，触边感应检测模块发送信号到DSP数据处理模块后，触边感应检测模块恢复初始化状态，并做好下一次触发检测准备。
10.如权利要求8所述的无人清扫车触边安全检测方法，其特征在于，还包括返回步骤：检测此次触发动作是否规避完毕，若检测触发动作规避完毕，并无动/静态障碍物，返回清扫步骤，若检测触发动作规避不完整，DSP数据处理模块重新检测是否再次触发信号。
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