CN113052997B - 一种危化品押运智能机器人系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种危化品押运智能机器人系统与方法，包括行车准备单元、驾驶监控单元、道路监测单元、作业监控单元、中央处理器、语音播报单元、行车辅助单元、紧急报警按钮、远程监控室和云端服务器，所述中央处理器安装在运输车辆驾驶室内，是危化品押运智能机器人系统的数据处理与存储的核心单元，所述中央处理器分别通过实体线电连接所述行车准备单元、所述驾驶监控单元、所述道路监测单元、所述作业监控单元、所述语音播报单元、所述行车辅助单元和所述紧急报警按钮，所述中央处理器内置通信模块，与所述远程监控室、所述云端服务器实时通信。本发明用危化品押运智能机器人系统代替了人工押运员，使危化品押运更加安全可靠，摆脱了人工押运员主观情绪对危化品运输的潜在风险，节省了人工成本。

Description

一种危化品押运智能机器人系统与方法
技术领域
本发明涉及危险品运输技术领域，具体为一种危化品押运智能机器人系统与方法。
背景技术
危险品运输一直是国家管控严格的行业，其从业人员必须经过国家相关职能部门严格审核并取得相关职业资格证书。目前危险品运输过程中一般要求必须同时一名驾驶员与一名押运员同时跟车，押运员主要起到对车辆及驾驶员检查、监控和提醒等作用，保证运输过程安全。目前人工押运员成本高、管理难度大、押运过程中押运员与司机之间矛盾情绪难掌控，反而增加了运输过程中的不确定因素。货物从装车、运输到最后卸货完成，如果没有特殊情况，运输途中押运员全程基本就是玩手机睡觉，形同摆设。
因此建立和完善危化品运输车辆实施动态监控管理系统，实现对运输全过程中车辆、人员、环境及危化品状态等情况的实施动态监控、预警报警、安全管理与分析和辅助应急救援，最大程度的减少危化品运输事故及其危害势在必行。
受疫情影响，企业生存压力大，急需降低运营成本，为帮助企业解决以上问题提出一种危化品押运智能机器人系统与方法。
发明内容
本发明为解决技术背景中目前危化品运输押运员问题，提供一种可靠方便的一种危化品押运智能机器人系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种危化品押运智能机器人系统，包括行车准备单元、驾驶监控单元、道路监测单元、作业监控单元、中央处理器、语音播报单元、行车辅助单元、紧急报警按钮、远程监控室和云端服务器，所述中央处理器安装在运输车辆驾驶室内，是危化品押运智能机器人系统的数据处理与存储的核心单元，所述中央处理器分别通过实体线电连接所述行车准备单元、所述驾驶监控单元、所述道路监测单元、所述作业监控单元、所述语音播报单元、所述行车辅助单元和所述紧急报警按钮，所述中央处理器内置通信模块，与所述远程监控室、所述云端服务器实时通信，所述行车准备单元安装在靠紧主驾车门处的驾驶室内，所述驾驶监控单元安装在驾驶室内前方靠紧挡风玻璃顶棚处，所述作业监控单元分布在车辆上方与四周，所述语音播报单元安装在驾驶室中控台上，所述紧急报警按钮安装在中控台靠近驾驶员位置。
进一步的，所述行车准备单元包括扫码单元和酒精检测单元，所述扫码单元设置有固定座，所述固定座安装在靠紧主驾车门处的驾驶室顶棚处，所述扫码单元还设置有可移动的扫码枪，所述扫码枪可放置于所述固定座上，所述固定座上设置有扫码枪感应器，所述扫码枪取下后启动，扫码枪具有二维码、条形码和图像识别功能，所述酒精检测单元安装在靠近驾驶员较紧的驾驶室顶棚处。
进一步的，所述驾驶监控单元设有高清摄像头和人脸分析模块，所述高清摄像头与所述扫码单元配合完成驾驶员与证件匹配查验，并上传到所述中央处理器与驾驶证信息匹配，所述高清摄像头与所述扫码单元配合完成车载工具记录；所述人脸分析模块实时监控驾驶员面部表情，重点对面部疲劳表情进行监控，对驾驶员驾驶过程中看手机违规操作做监控提醒。
进一步的，所述道路监测单元设有摄像头模组、激光雷达和导航模块，所述摄像头模组安装在驾驶室靠近前挡风玻璃处，所述激光雷达安装在运输车辆前部，所述激光雷达弥补所述摄像头模组在不良环境下工作缺陷，所述导航模块通过导航卫星地图提供道路实时信息，所述摄像头模组、激光雷达和导航模块实时并行电连接中央处理器。
进一步的，所述作业监控单元包括作业监控装置和泄漏监测装置，所述作业监测装置安装在驾驶室顶棚上方，所述作业监测装置设有摄像头，所述摄像头下方设有顶部固定座，所述顶部固定座下方设有叉式升降杆，所述叉式升降杆上方通过铰链固定在所述顶部固定座上，所述叉式升降杆下方通过铰链固定在下部固定座上，所述叉式升降杆中间部位设有螺纹杆，所述叉式升降杆中间部位一侧为可旋转固定孔，另一侧为螺纹孔，所述螺纹杆无螺纹一侧穿过叉式升降杆中间部位为可旋转固定孔的一侧，所述螺纹杆另一侧设有螺纹，穿过所述叉式升降杆中间部位为螺纹孔一侧，所述螺纹杆一侧设有电动马达，所述电动马达旋转带动螺纹杆旋转从而带动叉式升降杆伸缩，从而带动摄像头升降，所述顶部固定座与所述下部固定座之间设有折叠固定板，摄像头上方设有防雨罩，所述泄漏监测装置设有多个气体监测传感器与液体泄漏报警器，所述气体监测传感器安装在储运罐周围，所述液体泄漏报警器安装在储运罐顶部灌装口，所述作业监控装置和所述泄漏监测装置与所述中央处理器电连接。
进一步的，所述语音播报单元内置流程处理模块、扬声器和麦克风。
进一步的，所述道路监测单元设有的摄像头模组由双目摄像头集合而成。
本发明的一种危化品押运智能机器人系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S01，系统通电启动；
步骤S02，进入系统自检程序，对系统各个软硬件单元检测，中央处理器控制各个单元模拟工作，若有问题，发出错误提示，检测通过，由语音播报单元发出检测成功提醒；
步骤S03，作业监控单元工作，记录危险品灌装作业过程，作业监控装置设置的摄像头到达合适的位置记录作业过程，并单独存储，泄漏监测装置实时监测危险品品类、泄漏等情况，并将监测数据实时传送至中央处理器做分析处理，若不符合规范或泄漏，做出报警处理，直至灌装作业完成；
步骤S04，驾驶员上车，语音播报单元按照内置规范流程处理程序工作，提示行车准备；
步骤S05，行车准备单元与驾驶监控单元工作，驾驶员按照语音播报单元提示进行各项准备工作，驾驶监控单元内置的高清摄像头记录下整个操作过程以及人脸识别比对并分别单独存储，直至行车准备就绪；
步骤S06，驾驶员启动车辆行驶上路，驾驶监控单元工作，监控与提醒司机按规范操作，每个一段时间提醒司机避免疲劳驾驶，安全行车，道路监测单元中的摄像头模组、激光雷达、导航模块收集道路信息，由中央处理器分析控制行车辅助单元与语音播报单元做行车辅助与提醒；
步骤S07，步骤S01至S06过程数据实时传送至云端服务器与远程监控室，做数据存储、分析、远程人工提醒，远程监控室随时与云端服务器通信，云端服务器根据收集的数据与算法实时传递回中央处理器，完善中央处理器的处理能力。
所述步骤S03作业监控处理方法包括以下步骤：
步骤S301，作业监控单元接收中央处理器信号启动，模拟运行自检，自检异常，报异常节点，以备检修，自检过程节点包括如下：
1）作业监控装装置设有的电动马达是否能正常工作；
2）作业监控装装置设有的摄像头能否正常升高、降下；
3）作业监控装装置设有的摄像头能否正常采集图像；
4）泄漏监测装置设有的气体监测传感器是否与所运危险品匹配且能否正常工作；
5）泄漏监测装置设有的液体泄漏报警器能否正常工作；
步骤S302，模拟自检运行通过，泄漏监测装置设有的摄像头升高至最佳监测位置，开始正常录制图像；
步骤S303，灌装作业开始，气体监测传感器与液体泄漏报警器分别进入灌装作业参数流程环节，气体监测传感器取到预置灌装作业对应气体浓度范围，液体泄漏报警器主要监测液位变化是否正常；
步骤S304，气体监测传感器监测气体浓度超出安全浓度范围时发出报警，停止灌装，查找问题；
步骤S305，灌装作业结束，液体泄漏报警器采集最终液位状态，摄像头完成灌装作业录制，视频根据中央处理单元预置规则单独命名与存储；
步骤S306，运输过程中，泄漏监测装置设有的摄像头降下，以保证运输过程中稳定，用于记录运输罐运输过程状态；气体监测传感器切换至运输过程参数，液体泄漏报警器同步检测液面变化，以时间区间为单位检测液面偏移值，偏移值超出正常范围则报警。
所述步骤S05行车准备包括以下步骤：
步骤S501，驾驶员从扫码单元设置的固定座上取下扫码枪，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪脱离固定座信号，扫码枪通电工作，同时驾驶监控单元设置的高清摄像头进入物品扫码特定录像程序；
步骤S502，驾驶员用扫码枪对行车准备物品扫码确认，并对每一项扫码结果与中央处理器中预存的内容进行分析匹配，匹配成功则由语音播报单元播报物品名称，若不匹配，语音播报单元播报原因，确认物品包括如下：
1）随车必备安全以及应急物品和工具；
2）行驶证和驾驶证；
3）运输货物识别卡；
步骤S503，物品扫码完成，扫码枪放回固定座，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪放回固定座信号，扫码枪断电停止工作，同时驾驶监控单元设置的高清摄像头依照物品扫码特定录像程序对所录物品扫码过程视频以特定方式存储至特定空间内，以便查阅，高清摄像头退出此物品扫码特定录像程序；
步骤S504，高清摄像头进入人脸识别程序，语音播报单元提示驾驶员看向摄像头面部采集，与内置的驾驶员面部信息、驾驶证信息进行匹配，若匹配不成功，则发出提示，重新采集面部信息，直至匹配成功。
步骤S505，酒精检测单元启动，语音播报单元提示驾驶员靠紧酒精检测单元吹气，检测成功，语音播报单元提示成功，若失败，进入如下程序：
1）吹气量不足，则语音播报单元提示重新吹气检测；
2）酒精检测超标，则语音播报单元发出禁止行车警告，同步将结果上传至监控室，由人工介入。
所述步骤S06车辆道路行驶处理方法包括：
1）导航模块规划目的地路线，监控车辆行驶速度，并做超速提醒；
2）摄像头模组监测与记录前方道路情况，并将信号传递给中央处理器，中央处理器分析数据，若有特殊路况，释放刹车、方向调整信号给行车辅助单元，予以避让；
3）激光雷达对前方道路实时建模，弥补摄像头模组视觉成像受阴雨天气、光线不足等情况工作不佳的不足；
4）导航模块、摄像头模组、激光雷达不同路况下车辆行驶辅助方法：
过弯路时，由导航模块根据内置地图道路规划提前测算道路转弯角度α、弧度β、过弯长度L，传递给中央处理器，中央处理器根据行车算法，结合车身重量M，计算出最高转弯速度，并让语音播报单元提醒驾驶员减速行驶，乙方引起侧翻；摄像头模组与激光雷达实时监测前方道路障碍与进入弯道情况，由中央处理器根据行车算法给行车辅助单元发送信号，予以主动刹车、方向矫正处理；
过坑洼路面时，激光雷达实时扫描前方道路逐次坑深H1，H2，H3，坑宽W1，W2，W3，坑长L1，L2，L3，收集数据传给中央处理器内置的算法，结合车宽Wc，车重M，底盘高度Hd计算出最佳行车速度与避让方法，并让语音播报单元提醒驾驶员已最佳方案通过，避免车辆出现过渡颠簸与陷坑发生。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明成功用危化品押运智能机器人系统代替了人工押运员，使危化品押运更加安全可靠，摆脱了人工押运员主观情绪对危化品运输的潜在风险，节省了人工成本，具体如下：
通过设置行车准备单元，实现了人工押运员监控驾驶员对行车前物品及驾驶资质的核验工作；
通过设置驾驶监控单元，实现了人工押运员驾驶提醒、疲劳驾驶提醒、驾驶规范提醒工作；
通过设置道路监测单元和行车辅助单元，实现了车辆运输辅助驾驶，危险提醒功能；
通过设置作业监控单元，实现了装卸作业环境、装卸过程监控，实现了跑、冒、滴、漏监测与提醒；
通过设置远程监控室，实现了人工远程监控危化品运输、驾驶员行为监控，人工可及时介入提醒驾驶员；
通过设置语音播报单元，实现了人机语音交互；
通过设置中央处理器与云端服务器，车载的中央处理器可以使信号处理更及时，同时借助云端服务器的更强大数据运算能力，结合智能优化算法，实现了系统的优化升级与重要数据的远程存储，实现了数据安全。
附图说明
图1是本发明整体工作框架示意图；
图2是本发明工作单元安装的俯视图；
图3是本发明工作单元安装的正视图；
图4是本发明作业监控装置的结构示意图；
图5是本发明工作流程示意图；
图6是本发明车辆作业监控方法流程图；
图7是本发明行车准备工作流程示意图；
图8是本发明车辆过弯路示意图；
图9是本发明车辆过坑洼路面示意图；
实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
请参照图1至图4，一种危化品押运智能机器人系统，包括行车准备单元100、驾驶监控单元200、道路监测单元300、作业监控单元400、中央处理器500、语音播报单元600、行车辅助单元700、紧急报警按钮、远程监控室和云端服务器。中央处理器500安装在运输车辆驾驶室内，是危化品押运智能机器人系统的数据处理与存储的核心单元，中央处理器500分别通过实体线电连接行车准备单元100、驾驶监控单元200、道路监测单元300、作业监控单元400、语音播报单元600、行车辅助单元700和紧急报警按钮，中央处理器500内置通信模块，实现与远程监控室、云端服务器实时通信，行车准备单元100安装在靠紧主驾车门处的驾驶室内，驾驶监控单元200安装在驾驶室内前方靠紧挡风玻璃顶棚处，作业监控单元400分布在车辆上方与四周，语音播报单元600安装在驾驶室中控台上，紧急报警按钮安装在中控台靠近驾驶员位置，方便一键报警。
请再次参照图1和图2，行车准备单元100包括扫码单元和酒精检测单元，扫码单元设置有固定座，固定座安装在靠紧主驾车门处的驾驶室顶棚处，扫码单元还设置有可移动的扫码枪，扫码枪可放置于固定座上，固定座上设置有扫码枪感应器，在使用时扫码枪取下后启动，方便扫码，扫码枪具有二维码、条形码和图像识别功能，可识别驾驶证、行驶证内容，并将识别结果与中央处理器500预存信息比对；每次出车前，扫码枪对车载必备工具以及所运货物标签进行二维码扫描识别，并与中央处理器500预设车载必备工具清单匹配，匹配成功则由语音播报单元600播报工具名称，酒精检测单元安装在靠近驾驶员较紧的驾驶室顶棚处，驾驶员上车后酒精检测单元开始工作，对车内酒精含量做检测，在酒精检测后由语音播报单元600播报检测结果并由驾驶员语音进行检测结果确认，同时对驾驶员确认语音进行录音，单独存储到对应的记忆体以备查。
请再次参照图1和图2，驾驶监控单元200设有高清摄像头和人脸分析模块，高清摄像头与扫码单元配合完成驾驶员与证件匹配查验，扫码单元扫描识别驾驶证后，由语音播报单元600提示驾驶员看向摄像头进行人脸识别，并上传到中央处理器500与驾驶证信息匹配；高清摄像头与扫码单元配合完成车载工具记录；人脸分析模块实时监控驾驶员面部表情，重点对面部疲劳表情进行监控，以急时对司机疲劳驾驶做提醒；高清摄像头可对驾驶员驾驶过程中看手机等违规操作做监控提醒。
请再次参照图1，道路监测单元300设有摄像头模组、激光雷达和导航模块，摄像头模组安装在驾驶室靠近前挡风玻璃处，实现道路监测；激光雷达安装在运输车辆前部，实现更精确的车辆行驶指导，激光雷达弥补摄像头模组在不良环境下工作缺陷；导航模块通过导航卫星地图提供道路实时信息；摄像头模组、激光雷达和导航模块实时并行电连接中央处理器500。
请再次参照图1至图4，作业监控单元400包括作业监控装置401和泄漏监测装置402，作业监测装置401安装在驾驶室顶棚上方，作业监测装置401设有摄像头，摄像头下方设有顶部固定座403，顶部固定座403下方设有叉式升降杆404，叉式升降杆404上方通过铰链固定在顶部固定座403上，叉式升降杆404下方通过铰链固定在下部固定座上，叉式升降杆404中间部位设有螺纹杆405，叉式升降杆404中间部位一侧为可旋转固定孔，另一侧为螺纹孔，螺纹杆405无螺纹一侧穿过叉式升降杆404中间部位为可旋转固定孔的一侧，螺纹杆405另一侧设有螺纹，穿过叉式升降杆404中间部位为螺纹孔一侧，螺纹杆405一侧设有电动马达406，电动马达406旋转带动螺纹杆405旋转从而带动叉式升降杆404伸缩，从而带动摄像头升降，顶部固定座403与下部固定座之间设有折叠固定板406，摄像头上方设有防雨罩407；泄漏监测装置402设有多个气体监测传感器与液体泄漏报警器，气体监测传感器安装在储运罐周围，监测挥发气体判定危险品泄漏，液体泄漏报警器安装在储运罐顶部灌装口，用于监测液体泄漏导致的液面变化；作业监控装置401和泄漏监测装置402与中央处理器500电连接，中央处理器500通过分析获取的数据做出报警。
语音播报单元600内置流程处理模块、扬声器和麦克风，语音播报单元600用于整个行车过程中的行车安全规范、操作流程和行车提醒等的播报。
道路监测单元300设有的摄像头模组由双目摄像头集合而成，更有利于路面坑洼距离、大小和深度测算。
请再次参阅图1至图5，本发明还包含一种危化品押运智能机器人系统的工作方法：
步骤S01，系统通电启动；
步骤S02，进入系统自检程序，对系统各个软硬件单元检测，中央处理器500控制各个单元模拟工作，若有问题，发出错误提示，检测通过，由语音播报单元600发出检测成功提醒；
步骤S03，作业监控单元400工作，记录危险品灌装作业过程，作业监控装置401设置的摄像头到达合适的位置记录作业过程，并单独存储，泄漏监测装置402实时监测危险品品类、泄漏等情况，并将监测数据实时传送至中央处理器500做分析处理，若不符合规范或泄漏，做出报警处理，直至灌装作业完成；
步骤S04，驾驶员上车，语音播报单元600按照内置规范流程处理程序工作，提示行车准备；
步骤S05，行车准备单元100与驾驶监控单元200工作，驾驶员按照语音播报单元600提示进行各项准备工作，驾驶监控单元200内置的高清摄像头记录下整个操作过程以及人脸识别比对并分别单独存储，直至行车准备就绪；
步骤S06，驾驶员启动车辆行驶上路，驾驶监控单元200工作，监控与提醒司机按规范操作，每个一段时间提醒司机避免疲劳驾驶，安全行车，道路监测单元300中的摄像头模组、激光雷达、导航模块收集道路信息，由中央处理器500分析控制行车辅助单元700与语音播报单元600做行车辅助与提醒；
步骤S07，步骤S01至S06过程数据实时传送至云端服务器与远程监控室，做数据存储、分析、远程人工提醒，远程监控室随时与云端服务器通信，完成数据查阅与算法更新，云端服务器根据收集的数据与算法实时传递回中央处理器500，完善中央处理器500的处理能力。
参考图1至图6，以下对步骤S03作业监控处理方法做详细说明：
步骤S301，作业监控单元400接收中央处理器500信号启动，模拟运行自检，自检异常，报异常节点，以备检修，自检过程节点包括如下：
1）作业监控装装置401设有的电动马达406是否能正常工作；
2）作业监控装装置401设有的摄像头能否正常升高、降下；
3）作业监控装装置401设有的摄像头能否正常采集图像；
4）泄漏监测装置402设有的气体监测传感器是否与所运危险品匹配且能否正常工作；
5）泄漏监测装置402设有的液体泄漏报警器能否正常工作；
步骤S302，模拟自检运行通过，泄漏监测装置402设有的摄像头升高至最佳监测位置，开始正常录制图像；
步骤S303，灌装作业开始，气体监测传感器与液体泄漏报警器分别进入灌装作业参数流程环节，气体监测传感器取到预置灌装作业对应气体浓度范围，液体泄漏报警器主要监测液位变化是否正常；
步骤S304，气体监测传感器监测气体浓度超出安全浓度范围时发出报警，停止灌装，查找问题；
步骤S305，灌装作业结束，液体泄漏报警器采集最终液位状态，摄像头完成灌装作业录制，视频根据中央处理单元预置规则单独命名与存储；
步骤S306，运输过程中，泄漏监测装置402设有的摄像头降下，以保证运输过程中稳定，用于记录运输罐运输过程状态；气体监测传感器切换至运输过程参数，液体泄漏报警器同步检测液面变化，以时间区间为单位检测液面偏移值，偏移值超出正常范围则报警。
参考图1至图5、图7，以下对步骤S05行车准备做详细说明：
步骤S501，驾驶员从扫码单元设置的固定座上取下扫码枪，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪脱离固定座信号，扫码枪通电工作，同时驾驶监控单元200设置的高清摄像头进入物品扫码特定录像程序；
步骤S502，驾驶员用扫码枪对行车准备物品扫码确认，并对每一项扫码结果与中央处理器中预存的内容进行分析匹配，匹配成功则由语音播报单元600播报物品名称，若不匹配，语音播报单元600播报原因，确认物品包括如下：
1）随车必备安全以及应急物品和工具；
2）行驶证和驾驶证；
3）运输货物识别卡；
步骤S503，物品扫码完成，扫码枪放回固定座，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪放回固定座信号，扫码枪断电停止工作，同时驾驶监控单元200设置的高清摄像头依照物品扫码特定录像程序对所录物品扫码过程视频以特定方式存储至特定空间内，以便查阅，高清摄像头退出此物品扫码特定录像程序；
步骤S504，高清摄像头进入人脸识别程序，语音播报单元600提示驾驶员看向摄像头面部采集，与内置的驾驶员面部信息、驾驶证信息进行匹配，若匹配不成功，则发出提示，重新采集面部信息，直至匹配成功。
步骤S505，酒精检测单元启动，语音播报单元600提示驾驶员靠紧酒精检测单元吹气，检测成功，语音播报单元600提示成功，若失败，进入如下程序：
1）吹气量不足，则语音播报单元600提示重新吹气检测；
2）酒精检测超标，则语音播报单元600发出禁止行车警告，同步将结果上传至监控室，由人工介入。
参考图1至图5、图8和图9，以下对步骤S06车辆道路行驶处理方法做详细说明：车辆行驶，道路监测单元300内置的摄像头模组、激光雷达和导航模块开始工作，工作方法如下：
1）导航模块规划目的地路线，监控车辆行驶速度，并做超速提醒；
2）摄像头模组监测与记录前方道路情况，并将信号传递给中央处理器500，中央处理器500分析数据，若有特殊路况，释放刹车、方向调整信号给行车辅助单元700，予以避让；
3）激光雷达对前方道路实时建模，弥补摄像头模组视觉成像受阴雨天气、光线不足等情况工作不佳的不足；
4）导航模块、摄像头模组、激光雷达不同路况下车辆行驶辅助方法：
过弯路时，由导航模块根据内置地图道路规划提前测算道路转弯角度α、弧度β、过弯长度L，传递给中央处理器500，中央处理器根据行车算法，结合车身重量M，计算出最高转弯速度，并让语音播报单元600提醒驾驶员减速行驶，乙方引起侧翻；摄像头模组与激光雷达实时监测前方道路障碍与进入弯道情况，由中央处理器500根据行车算法给行车辅助单元700发送信号，予以主动刹车、方向矫正处理；
过坑洼路面时，激光雷达实时扫描前方道路逐次坑深H1，H2，H3，坑宽W1，W2，W3，坑长L1，L2，L3，收集数据传给中央处理器500内置的算法，结合车宽Wc，车重M，底盘高度Hd计算出最佳行车速度与避让方法，并让语音播报单元600提醒驾驶员已最佳方案通过，避免车辆出现过渡颠簸与陷坑发生。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种危化品押运智能机器人系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01，系统通电启动；
步骤S02，进入系统自检程序，对系统各个软硬件单元检测，中央处理器控制各个单元模拟工作，若有问题，发出错误提示，检测通过，由语音播报单元发出检测成功提醒；
步骤S03，作业监控单元工作，记录危险品灌装作业过程，作业监控装置设置的摄像头到达合适的位置记录作业过程，并单独存储，泄漏监测装置实时监测危险品品类、泄漏情况，并将监测数据实时传送至中央处理器做分析处理，若不符合规范或泄漏，做出报警处理，直至灌装作业完成；
步骤S04，驾驶员上车，语音播报单元按照内置规范流程处理程序工作，提示行车准备；
步骤S05，行车准备单元与驾驶监控单元工作，驾驶员按照语音播报单元提示进行各项准备工作，驾驶监控单元内置的高清摄像头记录下整个操作过程以及人脸识别比对并分别单独存储，直至行车准备就绪；
步骤S06，驾驶员启动车辆行驶上路，驾驶监控单元工作，监控与提醒司机按规范操作，每个一段时间提醒司机避免疲劳驾驶，安全行车，道路监测单元中的摄像头模组、激光雷达、导航模块收集道路信息，由中央处理器分析控制行车辅助单元与语音播报单元做行车辅助与提醒；
步骤S07，步骤S01至S06过程数据实时传送至云端服务器与远程监控室，做数据存储、分析、远程人工提醒，远程监控室随时与云端服务器通信，云端服务器根据收集的数据与算法实时传递回中央处理器，完善中央处理器的处理能力；
所述步骤S03作业监控处理方法包括以下步骤：
步骤S301，作业监控单元接收中央处理器信号启动，模拟运行自检，自检异常，报异常节点，以备检修，自检过程节点包括如下：
1）作业监控装装置设有的电动马达是否能正常工作；
2）作业监控装装置设有的摄像头能否正常升高、降下；
3）作业监控装装置设有的摄像头能否正常采集图像；
4）泄漏监测装置设有的气体监测传感器是否与所运危险品匹配且能否正常工作；
5）泄漏监测装置设有的液体泄漏报警器能否正常工作；
步骤S302，模拟自检运行通过，泄漏监测装置设有的摄像头升高至最佳监测位置，开始正常录制图像；
步骤S303，灌装作业开始，气体监测传感器与液体泄漏报警器分别进入灌装作业参数流程环节，气体监测传感器取到预置灌装作业对应气体浓度范围，液体泄漏报警器主要监测液位变化是否正常；
步骤S304，气体监测传感器监测气体浓度超出安全浓度范围时发出报警，停止灌装，查找问题；
步骤S305，灌装作业结束，液体泄漏报警器采集最终液位状态，摄像头完成灌装作业录制，视频根据中央处理单元预置规则单独命名与存储；
步骤S306，运输过程中，泄漏监测装置设有的摄像头降下，以保证运输过程中稳定，用于记录运输罐运输过程状态；气体监测传感器切换至运输过程参数，液体泄漏报警器同步检测液面变化，以时间区间为单位检测液面偏移值，偏移值超出正常范围则报警；
所述步骤S05行车准备包括以下步骤：
步骤S501，驾驶员从扫码单元设置的固定座上取下扫码枪，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪脱离固定座信号，扫码枪通电工作，同时驾驶监控单元设置的高清摄像头进入物品扫码特定录像程序；
步骤S502，驾驶员用扫码枪对行车准备物品扫码确认，并对每一项扫码结果与中央处理器中预存的内容进行分析匹配，匹配成功则由语音播报单元播报物品名称，若不匹配，语音播报单元播报原因，确认物品包括如下：
1）随车必备安全以及应急物品和工具；
2）行驶证和驾驶证；
3）运输货物识别卡；
步骤S503，物品扫码完成，扫码枪放回固定座，固定座内置的扫码枪感应器获取扫码枪放回固定座信号，扫码枪断电停止工作，同时驾驶监控单元设置的高清摄像头依照物品扫码特定录像程序对所录物品扫码过程视频以特定方式存储至特定空间内，以便查阅，高清摄像头退出此物品扫码特定录像程序；
步骤S504，高清摄像头进入人脸识别程序，语音播报单元提示驾驶员看向摄像头面部采集，与内置的驾驶员面部信息、驾驶证信息进行匹配，若匹配不成功，则发出提示，重新采集面部信息，直至匹配成功；
步骤S505，酒精检测单元启动，语音播报单元提示驾驶员靠紧酒精检测单元吹气，检测成功，语音播报单元提示成功，若失败，进入如下程序：
1）吹气量不足，则语音播报单元提示重新吹气检测；
2）酒精检测超标，则语音播报单元发出禁止行车警告，同步将结果上传至监控室，由人工介入。
2.根据权利要求1所述的一种危化品押运智能机器人系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S06车辆道路行驶处理方法包括：
1）导航模块规划目的地路线，监控车辆行驶速度，并做超速提醒；
2）摄像头模组监测与记录前方道路情况，并将信号传递给中央处理器，中央处理器分析数据，若有特殊路况，释放刹车、方向调整信号给行车辅助单元，予以避让；
3）激光雷达对前方道路实时建模，弥补摄像头模组视觉成像受阴雨天气、光线不足情况工作不佳的不足；
4）导航模块、摄像头模组、激光雷达不同路况下车辆行驶辅助方法：
过弯路时，由导航模块根据内置地图道路规划提前测算道路转弯角度α、弧度β、过弯长度L，传递给中央处理器，中央处理器根据行车算法，结合车身重量M，计算出最高转弯速度，并让语音播报单元提醒驾驶员减速行驶，乙方引起侧翻；摄像头模组与激光雷达实时监测前方道路障碍与进入弯道情况，由中央处理器根据行车算法给行车辅助单元发送信号，予以主动刹车、方向矫正处理；
过坑洼路面时，激光雷达实时扫描前方道路逐次坑深H1，H2，H3，坑宽W1，W2，W3，坑长L1，L2，L3，收集数据传给中央处理器内置的算法，结合车宽Wc，车重M，底盘高度Hd计算出最佳行车速度与避让方法，并让语音播报单元提醒驾驶员已最佳方案通过，避免车辆出现过渡颠簸与陷坑发生。
3.一种危化品押运智能机器人系统，用于实施权利要求1的所述方法，包括行车准备单元（100）、驾驶监控单元（200）、道路监测单元（300）、作业监控单元（400）、中央处理器（500）、语音播报单元（600）、行车辅助单元（700）、紧急报警按钮、远程监控室和云端服务器，所述中央处理器（500）安装在运输车辆驾驶室内，是危化品押运智能机器人系统的数据处理与存储的核心单元，所述中央处理器（500）分别通过实体线电连接所述行车准备单元（100）、所述驾驶监控单元（200）、所述道路监测单元（300）、所述作业监控单元（400）、所述语音播报单元（600）、所述行车辅助单元（700）和所述紧急报警按钮，所述中央处理器（500）内置通信模块，与所述远程监控室、所述云端服务器实时通信，所述行车准备单元（100）安装在靠紧主驾车门处的驾驶室内，所述驾驶监控单元（200）安装在驾驶室内前方靠紧挡风玻璃顶棚处，所述作业监控单元（400）分布在车辆上方与四周，所述语音播报单元（600）安装在驾驶室中控台上，所述紧急报警按钮安装在中控台靠近驾驶员位置；
所述行车准备单元（100）包括扫码单元和酒精检测单元，所述扫码单元设置有固定座，所述固定座安装在靠紧主驾车门处的驾驶室顶棚处，所述扫码单元还设置有可移动的扫码枪，所述扫码枪可放置于所述固定座上，所述固定座上设置有扫码枪感应器，所述扫码枪取下后启动，扫码枪具有二维码、条形码和图像识别功能；
所述作业监控单元（400）包括作业监控装置（401）和泄漏监测装置（402）。
4.根据权利要求3所述的一种危化品押运智能机器人系统，其特征在于：所述驾驶监控单元（200）设有高清摄像头和人脸分析模块，所述高清摄像头与所述扫码单元配合完成驾驶员与证件匹配查验，并上传到所述中央处理器（500）与驾驶证信息匹配，所述高清摄像头与所述扫码单元配合完成车载工具记录，所述人脸分析模块实时监控驾驶员面部表情，重点对面部疲劳表情进行监控，对驾驶员驾驶过程中看手机违规操作做监控提醒。
5.根据权利要求3所述的一种危化品押运智能机器人系统，其特征在于：所述酒精检测单元安装在靠近驾驶员较紧的驾驶室顶棚处。
6.根据权利要求3所述的一种危化品押运智能机器人系统，其特征在于：所述道路监测单元（300）设有摄像头模组、激光雷达和导航模块，所述摄像头模组安装在驾驶室靠近前挡风玻璃处，所述激光雷达安装在运输车辆前部，所述摄像头模组、激光雷达和导航模块实时并行电连接中央处理器（500）。
7.根据权利要求3所述的一种危化品押运智能机器人系统，其特征在于：所述作业监测装置（401）安装在驾驶室顶棚上方，所述作业监测装置（401）设有摄像头，所述摄像头下方设有顶部固定座（403），所述顶部固定座（403）下方设有叉式升降杆（404），所述叉式升降杆（404）上方通过铰链固定在所述顶部固定座（403）上，所述叉式升降杆（404）下方通过铰链固定在下部固定座上，所述叉式升降杆（404）中间部位设有螺纹杆（405），所述叉式升降杆（404）中间部位一侧为可旋转固定孔，另一侧为螺纹孔，所述螺纹杆（405）无螺纹一侧穿过叉式升降杆（404）中间部位为可旋转固定孔的一侧，所述螺纹杆（405）另一侧设有螺纹，穿过所述叉式升降杆（404）中间部位为螺纹孔一侧，所述螺纹杆（405）一侧设有电动马达（406），所述电动马达（406）旋转带动螺纹杆（405）旋转从而带动叉式升降杆（404）伸缩，从而带动摄像头升降，所述顶部固定座（403）与所述下部固定座之间设有折叠固定板（406），摄像头上方设有防雨罩（407），所述泄漏监测装置（402）设有多个气体监测传感器与液体泄漏报警器，所述气体监测传感器安装在储运罐周围，所述液体泄漏报警器安装在储运罐顶部灌装口，所述作业监控装置（401）和所述泄漏监测装置（402）与所述中央处理器（500）电连接。
8.根据权利要求3所述的一种危化品押运智能机器人系统，其特征在于：所述语音播报单元（600）内置流程处理模块、扬声器和麦克风，所述道路监测单元（300）设有的摄像头模组由双目摄像头集合而成。
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Brenner et al. Requirements of Automated Vehicles and Depots for the Initial Step of Automated Public Transport

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