CN111583650A - 一种无人除冰车路面清除方法及无人驾驶除冰车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人除冰车路面清除方法及无人驾驶除冰车，涉及路面除冰车领域；其技术方案包括以下步骤：无人除冰车获取各路段信息，并对每个路段的交通事故风险等级进行分级，风险等级包括高风险和低风险；基于风险等级规划清除路线；实时监测无人除冰车所驶入路段的风险等级，并根据所驶入路段的风险等级选择清除方式和/或清除强度；在冬季，除冰车能以无人车的模式行驶，并在行驶过程中对待清除路段清除冰雪，避免人工操作除冰车工作，减小操作者工作强度，同时，加强道路清除效率。

Description

一种无人除冰车路面清除方法及无人驾驶除冰车
技术领域
发明涉及路面除冰车领域，具体涉及一种无人除冰车路面清除方法及无人驾驶除冰车。
背景技术
在冬季下雪后，路面容易结冰，每当出现下雪天气，一方面需要组织大量的人力进行清扫路面，铲除路面上的积雪、或者冰层；另一方面，通过除冰车，对路面进行清理积雪和冰层。
现有技术中的除冰车是通过工作人员驾驶着除冰车清除，除冰车在路面上行驶时对积雪或者冰层进行清除。例如，授权公告号为CN202466504U的中国实用新型专利中，其公开了一种道路除冰车，在使用时，通过工作人员驾驶着除冰车，进行一系列操作，然后对路面进行清除。当工作人员驾驶车辆清除时，需要进行各种操作，当工作人员离开除冰车之后，除冰车并不能够独立工作。工作人员需要在寒冷的天气环境下工作较长的时间，而当夜晚降雪时，如果工作人员夜晚驾驶除冰车清除时容易疲劳，当隔天清除时，清晨时分的道路存在积雪冰层，不方便人们出行。
发明内容
为了解决上述问题，发明公开了一种无人除冰车路面清除方法及无人驾驶除冰车。在冬季，除冰车能以自动驾驶的模式行驶，并在行驶过程中对待清除路段进行清除。
根据发明实施例的一个方面，提供了一种无人除冰车路面清除方法，包括以下步骤：所述无人除冰车获取各路段信息，基于各路段信息对每个路段划分交通事故风险等级，所述风险等级包括高风险和低风险；所述风险等级包括高风险和低风险；基于所述风险等级规划清除路线；实时监测所述无人除冰车所驶入路段的风险等级，并根据所驶入路段的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
通过采用上述技术方案，无人除冰车在工作时，无人除冰车获取周边各路段信息，获取方式可以是基于地图，通过导航定位的方式确定周边的各个路段信息。同时，在清除时，能够根据路段风险等级不同，进而选择不同的路段进行清除工作，能够较快的将高风险路段上的积雪或冰层清除。同时，可以基于驶入路段的风险等级，控制对该路段的清除方式或清除强度，在避免人工干涉的情况下，可以更快、更优的对路段上的积雪/冰层清除。
优选的，所述路段信息包括各路段的路径、道路轮廓和/或交通情况。
优选的，所述清除路线包括高风险路段。
通过采用上述技术方案，高风险路段为发生交通事故较高的路段，当该路段上存在冰雪时，进一步加大了该路段发生交通事故的风险。将清除路线设置为高风险路段，在清除路段冰雪时，可以优先对高风险路段进行清除，在一定程度上减少因积雪造成的交通事故。
优选的，获取所述无人除冰车所驶入路段的冰层/雪层厚度，基于所述冰层/雪层厚度值校正所述风险等级，并基于校正后的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
通过采用上述技术方案，通过获取驶入路段的冰层/雪层厚度，可以进一步校正风险等级，例如在一些上坡或者下坡的路段，在下雪后，在斜坡位置积雪相对较厚或者较薄，通过检测该雪层/冰层厚度，可以进一步确认其是否属于高风险路段，或者属于低风险路段，进而可以更加准确的对该路段上的雪层/冰层进行清除。
通过采用上述技术方案，检测所述无人除冰车驶出路段的冰层/雪层厚度，基于驶出路段的冰层/雪层厚度修正所述清除方式和/或清除强度。
通过采用上述技术方案，通过检测无人除冰车驶出路段的冰层/雪层的厚度，可以进一步校正不同的清除方式或清除强度对该路段上的冰层/雪层清除的效果，进而可以进一步调节清除方式或者清除强度，以达到对该路段冰层/雪层全面清除的目的。
优选的，所述行驶模式为无人驾驶模式时的步骤，包括：所述无人除冰车通过GPS定位、结合线路情况识别路面信息；所述无人除冰车在清除过程中识别其他车辆并判断所述无人除冰车相应的行驶轨迹。
通过采用上述技术方案，无人除冰车通过GPS定位，和路线情况识别路面信息，在清除过程中，通过识别其他车辆进而判断无人除冰车的行驶轨迹。使得无人除冰车能够自主运行在道路上。
优选的，所述无人除冰车通过识别清除后路段的道路线校正所述无人除冰车的行驶轨迹。
通过采用上述技术方案，无人除冰车在运行过程中，由于无人除冰车前方路段被冰雪覆盖，在清除冰雪前不能够直观地观察到清除路段的道路线，无人除冰车在行驶过程中，容易出现位置偏离，而通过拍摄清除后路面的道路线，可以判断无人除冰车行驶轨迹是否偏离路线，进而，可以根据拍摄清除后路面上的道路线对无人除冰车的行驶轨迹进行校正，提高无人除冰车在道路上行驶的精确度。同时结合GPS定位、和识别其他车辆信息，保证车辆在行驶过程中较为安全。
根据发明实施例的另一个方面，提供了一种无人驾驶路面除冰车，所述无人除冰车包括执行自动驾驶的行驶控制部、以及由所述行驶控制部控制的制动器组；还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-15任一项所述的无人除冰车路面清除方法。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
1、无人除冰车在工作时，无人除冰车获取周边各路段信息，同时能够根据路段风险等级不同，进而选择不同的路段进行清除工作，能够较快的将高风险路段上的积雪或冰层清除。同时，可以基于驶入路段的风险等级，控制对该路段的清除方式或清除强度，在避免人工干涉的情况下，可以更快、更优的对路段上的积雪/冰层清除。
2、通过对获取到的路段信息划分交通事故风险等级，除冰车在清除雪时，优先清除高风险路段的冰雪，或者除冰车在自动规划路线时，优先经过高风险路段，从而，提高清除冰雪的效率，减少冰雪对车辆、行人的影响。
3、通过检测未清除路段的冰层/雪层的厚度，校正风险等级，进而校正清除方式和/或清除强度，当除冰车过后，通过检测清除后路面的冰层/雪层的厚度，可以对清除强度进一步修正，从而，在避免对道路造成破坏的前提下，更好的完成清除工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一种无人除冰车路面清除方法的整体流程图；
图2为本发明一种无人除冰车路面清除方法中的逻辑流程图；
图3为本发明一种无人除冰车路面清除方法中除冰车控制清除方式的逻辑流程图；
图4为本发明一种无人除冰车路面清除方法中除冰车控制某清除方式中清除速度的逻辑流程图；
图5为本发明一种无人除冰车路面清除方法中除冰车控制除冰车速度的逻辑流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
本实施例公开了一种无人除冰车路面清除方法，如图1至图4所示，包括以下步骤：
步骤S100：无人除冰车获取各个路段信息，路段信息包括各路段的路径、道路轮廓和/或交通情况。基于获取的各个路段信息，对每个路段划分交通事故风险等级，其中，风险等级包括高风险和低风险。
其中，各路段的路径包括基于地图或者导航系统中车辆行驶的路线；道路轮廓包括路段的低洼路段、斜坡路段、桥梁路段等等，交通情况包括该路段的车辆，是否造成拥堵，是否为事故多发路段等等。
当无人车在工作时，基于风险等级规划清除路线；当按照规划的清除路线行驶时，实时监测无人除冰车所驶入路段的风险等级，并根据所驶入路段的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
在清除雪时，能够根据路段风险等级不同，进而选择不同的路段进行清除工作，能够较快的将高风险路段上的积雪或冰层清除。同时，可以基于驶入路段的风险等级，控制对该路段的清除方式或清除强度，在避免人工干涉的情况下，可以更快、更优的对路段上的积雪/冰层清除。
具体的包括如下子步骤：
根据各路段的路段信息对各路段的交通事故风险等级分级，基于交通事故风险等级规划清除路线。上述中的交通事故风险等级具体指的是：车辆在经过该路段时是否容易发生危险，在高风险的路段中，当存在冰层/雪层的情况下，更加大了该路段发生危险的级别。
基于如下条件对交通事故风险等级排序：
当路段满足设定条件时，交通事故风险等级为高风险。
当路段不满足设定条件时，交通事故风险等级为低风险路段。
其中，设定条件可以包含以下条件：
路段是否为弯道路段，当为弯道路段时，根据转弯角度确定是否为设定条件。
路段是否为斜坡，当为斜坡路段时，根据斜坡的倾斜角度确定是否为设定条件。
路段是否为交叉路口，当路段为交叉路口时，根据该交叉路口的交通情况确定是否为设定条件。
路段是否为学校路段，人流量较大路段等等，根据如上情况确定是否为设定条件，等。
其中，设定条件可以是满足上诉中的一个条件或者多个条件，例如，路段为弯道路段，同时该路段为斜坡路段，可以根据弯道角度和斜坡角度确定是否为设定条件。
无人除冰车自主选择待清除路段的优先级为高风险路段大于低风险路段。
在规划清除路线时，可以是工作人员自主规划具体的清除路线，或者无人除冰车或工作人员确定若干待清除路段后，无人除冰车基于交通事故风险等级规划最佳的清除路线。
当工作人员确定几个路段地点后，无人除冰车基于确定的地点，根据上述中的交通事故风险等级规划最佳的清除路线，即在对确定的地点进行清除的前提下，途径的路段优先选择高风险的路段。
当无人除冰车自主规划清除路线时，无人除冰车根据导航地图确定几个高风险的路段，然后基于这几个路段，途径的路段优先选择高风险的路段，进而自行确认最佳的清除路线。
当无人除冰车行驶模式为自动驾驶模式时，无人除冰车通过GPS定位、结合线路情况识别路面信息；根据GPS定位判断行驶的路线、方向。线路情况包括无人除冰车周围的车辆信息，交通信号信息、以及道路线等。无人除冰车在清除过程中识别其他车辆并判断无人除冰车相应的行驶轨迹。
当路段的道路线没有被冰雪覆盖时，无人驾驶的车辆通过识别车辆前方的道路线控制车辆的行驶轨迹。当在待清除路段时，道路线被冰雪遮挡，通过识别其他车辆的行驶轨迹，判断无人除冰车相应的行驶轨迹，从而，使得无人除冰车能够保持在正确的清除路线上行驶。
与其同时，无人除冰车通过识别清除后路面的道路线校正无人除冰车的行驶轨迹。即无人除冰车在待清除路段上行驶时，首选通过识别其他车辆的行驶轨迹判断自身的行驶轨迹，同时，识别无人除冰车清除后路段上的道路线，判断无人除冰车行驶轨迹是否符合预定的行驶轨迹，即对无人除冰车是否在一个车道上行驶，是否压线等情况进行判断，当出现偏差时及时纠正无人除冰车行驶轨迹。
当无人除冰车上乘坐有工作人员时，工作人员可以控制无人除冰车在自动驾驶状态和手动驾驶状态之间转换。
无人除冰车在行驶过程中对待清除路段清除。当人工控制无人除冰车清除时，根据操作人员选择清除方式进行清除。当没有工作人员操作无人除冰车清除时，无人除冰车自动清除。
步骤S200：实时监测无人除冰车所驶入路段的风险等级，并根据所驶入路段的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
当所驶入路段分风险等级越高时，可以增加清除方式，或者增加清除强度。
例如，当道路轮廓为低洼路段时，在一定程度上加大对待清除路段的清除强度，当无人除冰车拥有不同的清除方式时，可以选择一些清除强度相对较大的清除方式。即在一些容易积雪、化冰的路段上加强对路段的清除强度。
获取无人除冰车所驶入路段的冰层/雪层厚度，基于冰层/雪层厚度值校正上述风险等级，并基于校正后的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
无人除冰车在行驶过程中，当遇到上坡或者下坡路段，基于地图显示该路段风险等级可能相对较低，但是，在下雪之后，在该上坡或者下坡路段，积雪层次可能相比于水平路段较大或者较小，当积雪/冰层相对较大时，该风险等级相对变高，若以原风险等级选择清除方式或者清除强度，可以并不能够对冰层/雪层完全清除。而基于校正后的风险等级，可以更好的对该路段上的冰层/雪层进行清除。从而无人除冰车过后的路段，冰层/雪层相对较少，在一定程度上较低了该路段的风险等级。
具体的，获取无人除冰车前方未清除路段的冰层/雪层厚度；当冰层/雪层厚度d小于第一厚度d1阈值时，选择清除方式一；当冰层/雪层厚度d大于或等于所述第一厚度阈值d1时，选择清除方式二；其中，清除方式一的清除强度小于清除方式二的清除强度。
在确认待清除路段之后，控制无人除冰车行驶在待清除路段上进行清除工作；在待清除路段行驶过程中，无人除冰车自动检测待清除路段的冰层厚度，根据冰层厚度选择不同的清除方式。实现控制无人除冰车对冰层进行清除，避免工作人员驾驶无人除冰车清除，无人除冰车可以自主长时间工作，同时清除效果更佳。
当待清除的冰层/雪层厚度相对较薄或者厚度相对较厚时，可以自主选择不同的清除方式，根据冰层厚度调整清除方式进行清除，在保证清除效果的同时，控制清除成本，同时，避免对道路造成破坏。
清除方式一包括向待清除路段的路面撒布介质，具体为撒盐清除、或蒸汽清除中的一种。其中，撒盐清除可以替换为撒沙清除、融雪剂清除。当道路冰层厚度小于第一厚度预设值时，道路冰层相对较薄，冰层相对容易消融，当采用撒盐清除时，通过降低冰层的融点从而达到清除效果。当采用蒸汽清除时，可以对冰层进行加热，加快冰层融化。
其中，撒盐清除会对路面造成一定的影响，在选择待清除路段后，可以根据路段情况选择清除方式一为撒盐清除、或蒸汽清除。当选择的待清除路段为桥梁路段时，采用蒸汽清除，当为非桥梁路段时可以采用撒盐清除或蒸汽清除。在选择待清除路段之后，可以人工选择清除方式或自主选择清除方式。
清除方式二包括机械清除和清除方式一。机械清除包括使用钢制滚刷对冰层进行碾压的方式。在清除时，首先使用机械清除，对冰层进行破坏，然后使用清除方式一进行清除。通过机械清除的方式将冰层破坏之后，然后向破坏后的冰层撒布介质，能够更快的消清除层。同时，由于冰层相对较厚，当使用机械清除时，对路面的破坏相对较小。
通过设定的第一厚度预设值d1与检测到的冰层/雪层厚度d比较，当冰层厚度不同时，无人除冰车采用不同的清除方式。实现自动判断、自主选择清除方式。实现了无人除冰车自动运行清除。
检测无人除冰车驶出路段的冰层/雪层厚度，基于驶出路段的冰层/雪层厚度修正清除方式和/或清除强度。通过检测无人除冰车驶出路段的冰层/雪层的厚度，可以进一步校正不同的清除方式或清除强度对该路段上的冰层/雪层清除的效果，进而可以进一步调节清除方式或者清除强度，以达到对该路段冰层/雪层全面清除的目的。
在无人除冰车行驶大于设定距离后，重复检测道路冰层/雪层的厚度，基于冰层/雪层的厚度，再次选择清除方式。
在清除过程中，当临时变更清除工作时，无人除冰车自主设定新的清除任务。
进一步的，本实施例还提供了一种实施方式，基于清除路线上待清除路段的路段信息，选择某清除方式的强度。
检测无人除冰车前方未清除路段的冰层/雪层厚度，基于未清除路段的冰层/雪层厚度与第二厚度阈值的差值，控制清除强度。
其中，控制清除强度可以是通过控制无人除冰车速度实现控制清除强度，或者通过控制撒布介质的速度、或者机械清除的频率实现控制清除强度。
具体地，当无人除冰车匀速前进时，通过控制撒布介质速度控制撒布介质的数量。
当检测到的冰层/雪层厚度大于第二厚度阈值d2时，撒布介质的速度为第一速度V1；当冰层厚度d小于第二厚度阈值d2时，撒布介质的速度为第二速度V2，第一速度V1大于第二速度V2。在清除过程中，当车辆匀速行驶时，撒布介质的速度越快，即撒布在冰层上的介质数量相对较大。通过检测冰层的厚度，根据不同的冰层厚度，控制清除方式一中撒布介质的速度不同，在较厚的冰层上，清除效果相对较佳。同时，在较薄冰层上避免了过量撒布介质，节约能源，同时，当介质为盐类时，减少对道路的负面影响。
在检测冰层厚度的同时，检测路面水层的厚度，根据水层的厚度，控制某清除方式的清除强度。其中，某清除方式包括上述清除方式一或清除方式二。
当检测到路面上存在水层时，可以得知，该冰层已经处于融化的阶段，从而，可以适当减弱清除强度，例如控制撒布介质的速度，减小撒布介质的量，在完成清除的同时，减小介质对路面的影响。
具体地，检测待清除路段的冰层厚度，根据待清除路段冰层厚度调整无人除冰车的速度，进而控制清除强度。
当无人除冰车匀速向路面撒布介质时，通过控制车速实现控制清除强度。
当冰层厚度d大于第二厚度阈值d2时，无人除冰车的车速为第三速度V3；当冰层厚度d小于或等于第二厚度阈值d2时，无人除冰车的车速为第四速度V4，第三速度V3小于第四速度V4。通过控制无人除冰车的车速，当冰层不同时，在相同冰层上停留的时间不同，从而实现控制清除强度。
检测无人除冰车后方已清除路段的冰层/雪层厚度，基于已清除路段的冰层/雪层厚度与第三厚度阈值的差值，修正清除强度。
当无人除冰车在待清除路段上行驶时，行驶的前方为待清除路段，后方为清除后的路段，通过检测清除后路段上的冰层厚度，可以判断出无人除冰车的清除程度，从而，进一步调节车速，改变无人除冰车清除的强度，保证清除效果。
本实施例还提供了另一种实施方式，获取无人除冰车所驶入路段中冰层/雪层的温度值和/或湿度值，基于温度和/或湿度值校正所述清除方式和/或清除强度。通过检测冰层/雪层的温度或湿度，判断该冰层/雪层是否达到融点，或者是否处于融化过程中，进而，可以控制不同的清除方式或者不同的清除强度。既可以对路面进行清除冰雪，同时可以减小对路面的破坏。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器读取并运行时，实现如实施例一中的无人除冰车路面清除方法。
本实施例还提供了一种无人驾驶除冰车，无人除冰车包括执行自动驾驶或手动驾驶的行驶控制部、以及由行驶控制部控制的制动器组；其中，行驶控制部控制车辆自动行驶或者转到手动控制行驶。制动器组，在自动驾驶过程中，对车辆进行制动。无人除冰车还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述的无人除冰车路面清除方法。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无人除冰车路面清除方法，其特征在于：包括以下步骤：
所述无人除冰车获取各路段信息，基于所述各路段信息对每个路段划分交通事故风险等级，所述风险等级包括高风险和低风险；
基于所述风险等级规划清除路线；
实时监测所述无人除冰车所驶入路段的风险等级，并根据所驶入路段的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
2.根据权利要求1所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：
所述路段信息包括各路段的路径、道路轮廓和/或交通情况。
3.根据权利要求1所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：
所述清除路线包括高风险路段。
4.根据权利要求1所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：
获取所述无人除冰车所驶入路段的冰层/雪层厚度，基于所述冰层/雪层厚度值校正所述风险等级，并基于校正后的风险等级选择清除方式和/或清除强度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：检测所述无人除冰车驶出路段的冰层/雪层厚度，基于驶出路段的冰层/雪层厚度修正所述清除方式和/或清除强度。
6.根据权利要求1-4任一项所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：获取所述无人除冰车所驶入路段中冰层/雪层的温度值和/或湿度值，基于所述温度和/或湿度值校正所述清除方式和/或清除强度。
7.根据权利要求1所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：
所述行驶模式为无人驾驶模式时的步骤，包括：
所述无人除冰车通过GPS定位、结合线路情况识别路面信息；
所述无人除冰车在清除过程中识别其他车辆并判断所述无人除冰车相应的行驶轨迹。
8.根据权利要求7所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：
所述无人除冰车通过识别清除后路段的道路线校正所述无人除冰车的行驶轨迹。
9.根据权利要求1-8任一项所述的无人除冰车路面清除方法，其特征在于：所述无人除冰车确定清除路线后，当需要临时变更清除工作时，重新规划清除路线。
10.一种无人驾驶除冰车，其特征在于，所述无人除冰车包括执行自动驾驶的行驶控制部、以及由所述行驶控制部控制的制动器组；
还包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-9任一项所述的无人除冰车路面清除方法。
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