CN114137964B - 车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法、装置、设备及专用车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法、装置、设备及专用车，所述方法包括步骤：实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态；根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到预测距离值；根据预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，通过控制扫盘与路沿之间的距离值动态调整扫盘与路沿之间的贴合关系。本申请避免出现作业遗漏区域的问题，确保作业无死角，作业效果更好，控制精度高，降低作业人员的劳动强度。
Description
技术领域
本申请涉及环卫设备技术领域，特别地，涉及一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法、装置、设备及专用车。
背景技术
城市道路、环城公路、高速公路等路面上的垃圾物主要都集中在路面两侧(道路两边)。为了能够将垃圾物清扫干净，驾驶员在驾驶扫路车进行清扫作业时，需要使扫盘紧贴路沿。这种作业方式会使扫盘的钢制结构部份与路沿发生刮擦或碰撞(特别是路沿比较高时)，严重影响车辆的行驶安全。
现有扫路车主要在城市道路上进行清扫作业，其清扫作业速度较慢(一般＜10km/h)。这种情况下，路沿部分是否能够清扫干净、扫盘是否与路沿发生刮擦或碰撞，依靠驾驶员驾驶技术相对容易掌控。而在城市快线、环城公路、高速公路等道路上的行车流量非常大，扫路车的清扫作业速度要求≥40km/h甚至60km/h)。否则，极容易造成交通拥堵，影响车辆的行驶安全。
在上述高速作业条件下，若要求扫盘始终紧贴路沿，完全依靠于驾驶员驾驶技术已无法实现。若让扫盘离开路沿一定距离，虽然扫盘或车辆本身的安全问题解决了，但是扫盘与路沿之间会出现漏扫区域，导致垃圾清扫不干净。若让扫盘过量贴紧路沿，极容易发生刮擦或车辆碰损事故。
现有技术虽然有涉及到通过检测车身与路沿的距离自动控制扫盘与路沿的距离，但是扫盘与路沿的距离判断会产生一定的偏差，因此扫盘在防撞过程中容易出现遗漏的作业区域，导致扫盘与路沿之间的道路部分作业效果较差，需要人工进行二次处理。
发明内容
本申请实施例一方面提供了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，以解决现有扫盘在防撞过程中因行车速度、车辆姿态、车身长度的影响导致距离判断产生偏差的问题，遗漏的作业区域，导致扫盘与路沿之间的道路部分作业效果较差的技术问题。
本申请采用的技术方案如下：
一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，所述车辆的前部和后部分别安装有路沿识别系统，包括步骤：
实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
进一步地，所述扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值的计算过程具体包括步骤：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
其中，LAB为车辆前部与路沿的距离值，LCD为车辆后部与路沿的距离值，LAE为扫盘安装处与车辆前部的距离值，LED为扫盘安装处与车辆后部的当前距离值，LAE≠LED且LAE与LED的和为车身长度，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值；A点和D点分别为前、后路沿识别系统的安装位置，E点为LED在车身上的测量点，F点为LED在路沿上的测量点，且EF⊥AD，α1，α2为计算用辅助角，C点为LCD在路沿上的测量点，LFC为F点到C点的距离值；B点为LAB在路沿上的测量点，LBF为B点到F点的距离值；LAF为A点到F点之间的距离值；LFD为F点到D点的距离值；
联立方程(1)～(5)，求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF。
进一步地，所述当前车辆姿态的计算过程具体包括步骤：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
在△AGB中，
在△GEF中，
其中，G点为车辆当前行进方向与路沿的交点，路沿与车辆当前行进方向在G点处的夹角即为所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，LAG为A点到G点的距离值，LGB为B点到G点的距离值；
联立方程(6)～(8)，求得车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，获得当前车辆姿态。
进一步地，所述根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值具体过程为：
L＝LEF-(T1+T2)*V*sinθ， (9)
其中，L为车身与路沿的预测距离值，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值，V是当前车辆速度值，θ为车辆当前的行进方向与道路的夹角，T1为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值所需时间之和，T2为向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和。
进一步地，所述根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，具体包括步骤：
若|预测距离值L-理想距离值L2|＞0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2；
若预测距离值L＝理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘与路沿的距离维持现状。
进一步地，所述若|预测距离值L-理想距离值L2|＞0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，具体包括步骤：
若预测距离值L＜理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘回缩且回缩长度Q1＝L2-L；
若预测距离值L＜理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向道路中心方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内；
若预测距离值L＞理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘外伸且外伸长度Q2＝L-L2；
若预测距离值L＞理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向路沿方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内。
进一步地，所述路沿识别系统通过激光雷达传感器、视觉传感器、超声波传感器中的一种或一种以上测量车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值。
本申请另一方面还提供了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制装置，所述车辆的前部和后部分别安装有路沿识别系统，还包括：
实时数据获取模块，用于实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
当前距离值和车辆姿态计算模块，用于根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
预测距离值计算模块，用于根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
扫盘控制模块，根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
本申请另一方面还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法的步骤。
本申请另一方面还提供了一种专用车，包括安装在车架上的扫盘执行系统，还包括：
路沿识别系统，分别安装在所述专用车的前部和后部，用于实时获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值；
控制器，分别与所述路沿识别系统、扫盘执行系统和操作系统信号连接，用于：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
相比现有技术，本申请具有以下有益效果：
本申请提供了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法、装置、设备及专用车，所述方法首先实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；接着根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态；之后根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值；最后根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，动态调整扫盘与路沿之间的贴合关系，使扫盘始终紧贴路沿或保持一定的预压重叠量。本申请在控制扫盘与路沿之间的距离值时，同时考虑了当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值对防撞控制的影响，其中，本申请通过路沿识别系统提前预判车辆前方与路沿之间的距离，给路沿识别系统检测及扫盘执行系统预留可执行时间，使扫盘与路沿之间的间距控制更加精准到位。与现有被动式避让技术相比，本申请不仅具有被动式避让功能，更加能够提前感知扫路车清扫作业与路沿产生的偏离，通过控制器自动控制扫盘与路沿之间的距离，避免扫盘与路沿发生刮擦或碰撞。本申请能够提前感知控制扫路车清扫作业时扫盘扫毛与路沿之间的预压重叠量，使扫毛紧贴路沿，不会有漏扫现象产生。本申请能够极大地减轻驾驶员劳动强度，提高了高速清扫作业时车辆的行驶安全性，避免或减少了重大交通事故的发生。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请优选实施例的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法流程示意图。
图2是本申请步骤S2的子步骤流程示意图。
图3是本申请步骤S2的另一子步骤流程示意图。
图4是本申请步骤S4的子步骤流程示意图。
图5是本申请步骤S41的子步骤流程示意图。
图6是本申请步骤S4的另一子步骤流程示意图。
图7是本申请优选实施例的车身姿态初始标定示意图。
图8是本申请优选实施例的车辆平行路沿行驶姿态示意图。
图9是本申请优选实施例的车辆偏向路沿行驶姿态示意图。
图10是本申请优选实施例的车辆偏向路沿行驶参数控制示意图。
图11是本申请优选实施例的车辆偏离路沿行驶姿态示意图。
图12是本申请优选实施例的车辆偏离路沿行驶参数控制示意图。
图13是本申请优选实施例的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制装置模块示意图。
图14是本申请优选实施例的电子设备实体示意框图。
图15是本申请优选实施例的计算机设备的内部结构图。
图16是本申请优选实施例的专用车整体结构示意图。
图17是本申请优选实施例的专用车模块结构示意图。
图中：1、路沿识别系统；2、控制器；3、扫盘；4、车架；5、扫盘执行系统；6、操作系统。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1，本申请的优选实施例提供了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，所述车辆的前部和后部分别安装有路沿识别系统，包括步骤：
S1、实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
S2、根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
S3、根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
S4、根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
随着国家对环境的越来越重视，很多地方对路面干净程序的要求越来越高，而路面的干净程度取决于对路沿清扫的效果，因为绝大多数垃圾位于道路路沿，所述路沿可以是路沿石、护栏板、车道安全线、路面分道线等。而这种绝对的贴边作业对驾驶员是一个极大的考验，尤其是在清扫车在快速清扫作业时，比如行车速度达到40公里/小时、60公里/小时时，留给驾驶员反应时间较短，极易发生过早采取防撞措施导致清扫存在漏洞，或者因采取防撞措施过晚导致扫盘与路沿发生碰撞等。现有的防撞控制方法由于没有考虑到行车速度和姿态的影响，因此在防撞过程中时常出现遗漏部分作业区域，导致作业效果差的问题，在作业时如何使扫盘能贴着路沿，这个我们必须要知道此时扫盘与路沿的距离，我们记这个距离为LEF，而当扫盘正常伸出并与路沿贴合很好时也会有一个距离，我们记这个距离为理想距离值L2，在此时扫盘与路沿之间不会留下作业空白区域，作业效果最好。现有技术的路沿识别系统是通过检测当前时刻的扫盘右侧路沿与扫盘的距离，在检测到扫盘与路沿将要发生碰撞时才通过控制器控制扫盘动作，这样的控制策略会带来一些问题：
问题1：在检查车身与路沿之间的当前距离值时，没有考虑到车身长度和扫盘在车身上的安装位置，现有技术一般将车身看成一个点来测量与路沿的距离，当车身长度较短时或车辆的行车方向与路沿平行时，如一些小型车辆，这种影响尚且不大，倘若是一些大型作业车且当前车辆行车方向与路沿存在夹角时，将会造成扫盘与路沿的距离判断会产生一定的偏差，严重影响扫盘与路沿的距离值的精确性，从而使后续难以准确地动态扫盘与路沿的距离值，从而导致这一时间段里路面的作业效果较差。
问题2：因为车辆行车速度是时刻变化的，因此你在某个速度V1下是能够避开障碍物的，但是如果速度大于这个速度V1时，扫盘会来不及反应而发生碰撞，而当速度小于V1时，扫盘为了防撞会过早的动作，造成这一段时间扫盘没有执行作业，从而导致这一时间段里路面的作业效果较差。
鉴于上述问题，本实施例提出所述方法首先实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；接着根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态；之后根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值；最后根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，动态调整扫盘与路沿之间的贴合关系，使扫盘始终紧贴路沿或保持一定的预压重叠量。本实施例在控制扫盘与路沿之间的距离值时，同时考虑了当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置对防撞控制的影响，从而获得更加精准的当前距离值，同时，本申请可还结合当前车辆速度值来控制扫盘执行防撞动作的时间，使扫盘控制更加精准；与现有被动式避让技术相比，本实施例不仅具有被动式避让功能，更加能够提前感知扫路车清扫作业与路沿产生的偏离，通过控制器自动控制扫盘与路沿之间的距离，避免扫盘与路沿发生刮擦或碰撞。本实施例能够提前感知控制扫路车清扫作业时扫盘扫毛与路沿之间的预压重叠量(一般控制在50mm左右)，使扫毛紧贴路沿，不会有漏扫现象产生。本实施例能够极大地减轻驾驶员劳动强度，提高了高速清扫作业时车辆的行驶安全性，避免或减少了重大交通事故的发生。
另外，由于扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态都是通过车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置计算所得，因此无需额外的设备来检测所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角，如IMU设备，因此可以大幅降低制造成本。
如图2所示，在本申请的优选实施例中，所述扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值的计算过程具体包括步骤：
S21、根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
其中，LAB为车辆前部与路沿的距离值，LCD为车辆后部与路沿的距离值，LAE为扫盘安装处与车辆前部的距离值，LED为扫盘安装处与车辆后部的当前距离值，LAE≠LED且LAE与LED的和为车身长度，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值；A点和D点分别为前、后路沿识别系统的安装位置，E点为LED在车身上的测量点，F点为LED在路沿上的测量点，且EF⊥AD，α1，α2为计算用辅助角，C点为LCD在路沿上的测量点，LFC为F点到C点的距离值；B点为LAB在路沿上的测量点，LBF为B点到F点的距离值；LAF为A点到F点之间的距离值；LFD为F点到D点的距离值；
S22、联立方程(1)～(5)，可求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF，五个未知数α1，α2、LAF、LFD、LEF，对应五个方程。
本实施例根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程，同时利用已知条件：LAB、LCD、LAE、LED、LAE≠LED、EF⊥AD，即可联立求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF，由于在计算过程中考虑了加入车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置，相比现有技术中采用简化的方式而言，本实施例可以获得更加精准的当前距离值。
如图3所示，在本申请的优选实施例中，所述当前车辆姿态的计算过程具体包括步骤：
S23、根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
在△AGB中，
在△GEF中，
其中，G点为车辆当前行进方向与路沿的交点，路沿与车辆当前行进方向在G点处的夹角即为所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，LAG为A点到G点的距离值，LGB为B点到G点的距离值；
S24、联立方程(6)～(8)，三个未知数LAG、LGB、θ，对应三个方程，求得车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，获得当前车辆姿态。
本实施例的车辆当前的行进方向与道路的夹角θ无需通过IMU设备等测量得到，而是在求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF的基础上，根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程，并根据已知条件联立方程即可求得车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，由于无需通过IMU设备等测量得到，从而减少了相应设备的成本；同时，由于车辆当前的行进方向与道路的夹角θ是基于扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF和相关已知条件计算所得，在扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF的计算精度得到提升的基础上，本实施例中所得的车辆当前的行进方向与道路的夹角θ的精度也得到了有效的提高，从而使后续的扫盘控制更加精准。
在本申请的优选实施例中，所述根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值具体过程为：
L＝LEF-(T1+T2)*V*sinθ， (9)
其中，L为车身与路沿的预测距离值，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值，V是当前车辆速度值，θ为车辆当前的行进方向与道路的夹角，T1为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值所需时间之和，T2为向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和。
本实施例通过路沿识别系统可检测、计算得到扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和车辆当前的行进方向与道路的夹角，但是考虑到获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值也是需要时间的，我们记获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值所需时间之和为T1，当把扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和车辆当前的行进方向与道路的夹角θ发给控制器后，控制器通过运算并输出指令给扫盘执行系统，再由扫盘执行系统来完成贴合路沿或防撞动作，向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和为T2。因车辆在作业时不是静止的，它是以一定的速度向前行进，而路沿识别系统和控制器以及扫盘执行系统都需要处理时间，因此本实施例的路沿识别系统要识别的扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值应该是车辆行驶一段时间(T1+T2)后扫盘与路沿的距离值，而车辆姿态也是我们要考虑的因素，是向正前方还有偏左或者偏右，都会对计算扫盘与路沿的距离值产生一定影响，因此本实施例根据前述计算所得的扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、车辆当前的行进方向与道路的夹角θ和车辆的当前速度可以计算出预测距离值L。如图2所述，设车辆行进方向与道路的夹角为θ，则我们实际所需的扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值其实是车辆按当前行车速度和车辆姿态行走时长(T1+T2)后扫盘与路沿的距离，也就是预测距离值L。
如图4所示，在本申请的优选实施例中，所述根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，具体包括步骤：
S41、若|预测距离值L-理想距离值L2|>0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2；
S42、若预测距离值L＝理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘与路沿的距离维持现状。
本实施例通过判断预测距离值L与理想距离值L2的差值的绝对值向扫盘执行系统发送相应的控制指令，若绝对值大于0，说明当车辆以当前行车速度和车辆姿态行走时间(T1+T2)后，扫盘与路沿之间的预测距离值L与理想距离值L2存在差异，预测距离值L要么大于理想距离值L2，要么小于理想距离值L2，若预测距离值L大于理想距离值L2，则会出现因存在作业遗漏区域导致作业效果差的问题，若预测距离值L小于理想距离值L2，则可能出现扫盘来不及动作导致扫盘与路沿发生碰撞的问题，本实施例则针对该问题，明确指出在预测距离值L与理想距离值L2的差值的绝对值不为零时，向扫盘执行系统发送相应的控制指令，该控制指令能够使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，即当车辆以当前行车速度和车辆姿态行走时间(T1+T2)后，扫盘与路沿之间的预测距离值L与理想距离值L2保持一致，由此既达到了防撞目的，同时，又能避免扫盘在防撞过中过早动作导致扫盘与路沿之间出现作业遗漏区域，保证了扫盘的作业效果。
如图5所示，在本申请的优选实施例中，所述若|预测距离值L-理想距离值L2|>0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，具体包括步骤：
S411、若预测距离值L＜理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘回缩且回缩长度Q1＝L2-L；
S412、若预测距离值L＜理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向道路中心方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内；
S413、若预测距离值L＞理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘外伸且外伸长度Q2＝L-L2；
S414、若预测距离值L＞理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向路沿方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内。
本实施例针对预测距离值L与理想距离值L2的差值的绝对值不为零时，向扫盘执行系统发送相应的控制指令时，该控制指令具体如何使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，本实施例的扫盘执行系统采用伸缩方式来控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，如预测距离值L＜理想距离值L2时，则表示当车辆以当前行车速度和车辆姿态行走时间(T1+T2)后，扫盘与路沿之间的距离值会小于理想距离值L2，扫盘离路沿太近易发生碰撞，此时，扫盘执行系统接收到控制指令后，使扫盘回缩从而增加扫盘与路沿之间的距离值，而且回缩长度Q1＝L2-L，这样一来，扫盘回缩后，扫盘与路沿之间的距离值与理想距离值L2保持一致，由此既达到了防撞目的，同时，又能避免扫盘在防撞过中过早动作导致扫盘与路沿之间出现作业遗漏区域，保证了扫盘的作业效果。若预测距离值L＞理想距离值L2时，则表示扫盘离路沿太远易出现作业遗漏区域，此时，扫盘执行系统接收到控制指令后，使扫盘外伸从而减少扫盘与路沿之间的距离值，而且外伸长度Q2＝L-L2，这样一来，扫盘外伸后，扫盘与路沿之间的距离值与理想距离值L2保持一致，由此避免扫盘过早动作导致扫盘与路沿之间出现作业遗漏区域，保证了扫盘的作业效果；另外，如果车身严重偏离，超出系统允许阙值后(扫盘偏离路沿控制范围≤400mm左右)，扫盘与路沿之间的距离值已经超出了扫盘执行系统的最大调节范围，此时，路沿识别系统将会发生声光报警提示，提醒驾驶员操作方向盘，使车身向路沿方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内。
所述扫盘执行系统由液压(电气或气动)动力系统、控制器、执行系统(如：伸缩油缸+高精度位移传感器组合)等组成。所述执行系统若采用带精准位置控制的液压油缸(也可以是油缸、气缸、电动推杆等其它带精准位置控制的执行机构)，可实时反馈液压油缸活塞杆的伸缩量。当控制器发出一个定量的伸缩量后，控制阀接收后快速响应，控制液压油缸伸出或缩回动作，直到液压油缸活塞杆完成控制器给定的伸缩量后，立即停止，本领域技术人员可以根据需要进行相应选择，在此不再赘述。
如图6所示，在本申请的优选实施例中，所述若|预测距离值L-理想距离值L2|>0时，且回缩长度Q1值已经大于扫盘的最大回缩行程时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间不发生碰撞，具体包括步骤：
S4111、若预测距离值L＜理想距离值L2，且Q1值已经大于扫盘的最大回缩长度时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘上摆，且上摆后的高度不低于路沿的高度；
S4112、若预测距离值L＞理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘下摆并维持在预设的作业高度。
与上述实施例不同的是，本实施例的扫盘执行系统采用上下摆动的方式来控制扫盘与路沿之间的距离值实现防撞，其中，上摆可以增加扫盘与路沿之间的距离值，避免距离过近而发生碰撞，而下摆可以缩小扫盘与路沿之间的距离值，保证作业效果。
具体地，所述车身与路沿的当前距离值通过激光雷达传感器、视觉传感器、超声波传感器中的一种测量得到，或者由激光雷达传感器、视觉传感器、超声波传感器中的一种以上融合测量得到，具体融合处理过程是现有技术，本领域技术人员可以根据需要进行选择，另外，针对不同的道路类型和控制精度需要，本领域技术人员可以根据需要选择不同参数、不同类型、不同数量的距离值检测传感器满足不同工况的需要。
下面对本申请的控制过程做进一步的说明。
作业前，首先进行车身初始姿态标定：
清扫车正式开始作业前，车辆驶停在清扫车道内，尽可能使车身与路沿平行(所述路沿可以是路沿石、护栏板、车道安全线、路面分道线等)，操作扫盘执行系统5动作、使扫盘3与路沿贴合或或保持一定的预压重叠量(一般控制在50mm左右)。
打开路沿识别系统1、扫盘执行系统5，检测车前部与路沿距离、车后部与路沿距离、扫盘处车身至路沿距离。此时，车前与路沿距离≈车后与路沿距离，标定记住此刻车身姿态为初始状态(如图7所示)。
车身初始姿态标定完成后，车辆开始起步进行清扫作业。
当车辆高速作业行驶、车身大至与路沿接近平行时，路沿识别系统将自动检测车身前后与路沿之间的距离。此时，车前与路沿距离≈车后与路沿距离，扫盘处车身至路沿的距离基本保持不变或仅作微调动作(见图8)。
当车辆高速作业行驶、车身偏向路沿靠近路沿一侧方向时，路沿识别系统自动检测检车身姿态，即自动检测车前部与路沿距离LAB、车后部与路沿距离LCD，控制器将根据LAB、LCD、LAD(车身长度)，计算出扫盘处车身与路沿之间的偏离距离LEF、车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，车身与路沿的预测距离值L等，计算过程见公式(1)～公式(9)，通过控制器操作扫盘执行系统5，使扫盘3内收(此时伸缩油缸与高精度位移传感器同时工作)，减少由车身偏向路沿靠近路沿一侧方向(即车身靠近路沿方向)所产生的扫毛过量压缩，始终保持扫毛与路沿之间的预压重叠量恒定不变，使扫毛紧贴路沿，避免扫毛与路沿之间过量压缩而引发的扫毛快速磨损，延长扫毛的使用寿命。如果车身严重靠近路沿，超出系统允许范围后(扫盘偏离路沿控制范围≤400mm)，路沿识别系统1将会发生声光报警提示，提醒驾驶员操作方向盘，使车身驶离路沿偏向路面中心方向靠近，回归到扫盘执行系统5的允许动作范围之内(见图9、图10)。若车身严重远离路沿，路沿识别系统1将会发生声光报警提示，提醒驾驶员操作方向盘，使车身向路沿方向靠近，回归到扫盘执行系统5的允许动作范围之内(见图11、图12)。
针对清扫路况较为复杂的情况：从路沿情况分有路沿石的、有护栏的、有草地或者土地，从道路类型分有高速公路、国道、市区道路，而当面对多种路况时硬件、软件的要求也不同，对此，本实施例提出从路沿的差异提供给不同特定需求的用户，比如只清扫高速公路的用户，只清扫国道、省道的用户，只清扫市区的用户等：
针对高速公路，路一般都较直，其路沿也不会有大的突变，路沿一般为护栏和路沿石，车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法可以不考虑草地和土地情况，从而降低硬件和软件的要求，即从硬件上可去掉视觉传感器，软件上相应的去掉视觉传感器的这一部份功能，从而有效的降低成本，有利于扩大市场推广及应用。
针对国道、省道，其路沿一般是草地或者土地，一般与路面是平齐，所以扫盘基本没有防撞的情况，因此可以把防撞精度降低，降低激光雷达传感器、视觉传感器的性能参数，如可将激光雷达传感器从64线降低成16线等，这样也能有效降低成本，有利于扩大市场推广及应用。
针对市区道路，市区道路一般作业时速度不可能太高，并且其路沿基本为路沿石的情况，因此可以根据实际需求来适当降低硬件和软件的要求，如把激光雷达传感器去掉，软件部分也可以去掉激光雷达传感器的功能部份，有效降低成本，有利于扩大市场推广及应用。
针对校园、景区、厂矿企业等道路，由于这种情况下路况相对简单且较为固定，可进一步的降低激光雷达传感器、视觉传感器的性能参数，比如只使用单线激光雷达传感器即可，从而有利于扩大市场推广及应用。
也就是说，针对不同的道路，本申请可以根据需要选择相应的距离传感器及其组合和性能参数，从而在满足不同道路下车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制的同时，降低控制成本，有利于扩大市场推广及应用。
可以理解的是，上述实施例中，除了可以控制扫盘外，还可以对喷杆、吸嘴等洗扫设备进行控制，或者是其他有相似作业需求的机构，在此不再一一列举。
如图13所示，在本申请的另一优选实施例还提供了一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制装置，包括：
实时数据获取模块，用于实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
当前距离值和车辆姿态计算模块，用于根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
预测距离值计算模块，用于根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
扫盘控制模块，根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
上述仿真装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
如图14所示，本申请的优选实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法。
如图15所示，本申请的优选实施例还提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图15所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的其他计算机设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法。
本领域技术人员可以理解，图15中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的设备，或者组合某些设备，或者具有不同的设备布置。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例方法所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个或者多个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图16和图17所示，本申请另一方面还提供了一种专用车，包括安装在车架4上的扫盘执行系统5，还包括：
路沿识别系统1，分别安装在所述专用车的前部和后部，用于实时获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值；
控制器2，分别与所述路沿识别系统1、扫盘执行系统5和操作系统6信号连接，用于：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘3安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角；
根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
根据所述预测距离值向扫盘执行系统5发送控制指令，实时控制扫盘3与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
本实施例提出专用车包括扫盘执行系统、路沿识别系统、控制器等，路沿识别系统实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；控制器首先根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态；接着根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值；最后根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，动态调整扫盘与路沿之间的贴合关系，使扫盘始终紧贴路沿或保持一定的预压重叠量。本实施例在控制扫盘与路沿之间的距离值时，同时考虑了当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置对防撞控制的影响，从而获得更加精准的当前距离值，同时，本实施例可还结合当前车辆速度值来控制扫盘执行贴合路沿或防撞动作的时间，使扫盘控制更加精准；与现有被动式避让技术相比，本实施例不仅具有被动式避让功能，更加能够提前感知扫路车清扫作业与路沿产生的偏离，通过控制器自动控制扫盘与路沿之间的距离，避免扫盘与路沿发生刮擦或碰撞。本实施例能够提前感知控制扫路车清扫作业时扫盘扫毛与路沿之间的预压重叠量(一般控制在50mm左右)，使扫毛紧贴路沿，不会有漏扫现象产生。本实施例能够极大地减轻驾驶员劳动强度，提高了高速清扫作业时车辆的行驶安全性，避免或减少了重大交通事故的发生。
另外，由于扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态都是通过车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置计算所得，因此无需额外的设备来检测所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角，如IMU设备，因此可以大幅降低制造成本。
本实施例的控制器采用PLC或者其他逻辑控制器件，与操作系统信号连接，而所述路沿识别系统由距离传感器、视觉传感器、处理器组成。组成，上述距离传感器可以根据需要选择激光雷达传感器、视觉传感器、超声波传感器中的一种或一种以上组合使用，从而在满足不同道路下车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制的同时，降低车辆成本，有利于扩大市场推广及应用。
可见，本申请相比现有技术，至少具有如下优势：
1)采用路沿识别系统，检测车辆前后与路沿的动态距离，实时感知车辆的行驶姿态。并通过扫盘执行系统动态调整扫盘与路沿之间的贴合关系，使扫盘始终紧贴路沿或保持一定的预压重叠量。
(2)根据当前车辆的作业速度和行驶姿态，通过路沿识别系统提前预判车辆前方与路沿之间的距离，给路沿识别系统检测及扫盘执行系统预留可执行时间，使扫盘与路沿之间的间距控制更加精准到位。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述车辆的前部和后部分别安装有路沿识别系统，包括步骤：
实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角，其中，所述当前距离值根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出的方程结合已知条件联立求得；
根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
2.根据权利要求1所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值的计算过程具体包括步骤：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
其中，LAB为车辆前部与路沿的距离值，LCD为车辆后部与路沿的距离值，LAE为扫盘安装处与车辆前部的距离值，LED为扫盘安装处与车辆后部的当前距离值，LAE≠LED且LAE与LED的和为车身长度，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值；A点和D点分别为前、后路沿识别系统的安装位置，E点为LED在车身上的测量点，F点为LED在路沿上的测量点，且EF⊥AD，α1，α2为计算用辅助角，C点为LCD在路沿上的测量点，LFC为F点到C点的距离值；B点为LAB在路沿上的测量点，LBF为B点到F点的距离值；LAF为A点到F点之间的距离值；LFD为F点到D点的距离值；
联立方程(1)～(5)，求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值LEF。
3.根据权利要求2所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述当前车辆姿态的计算过程具体包括步骤：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出方程如下：
在△AGB中，
在△GEF中，
其中，G点为车辆当前行进方向与路沿的交点，路沿与车辆当前行进方向在G点处的夹角即为所述当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，LAG为A点到G点的距离值，LGB为B点到G点的距离值；
联立方程(6)～(8)，求得车辆当前的行进方向与道路的夹角θ，获得当前车辆姿态。
4.根据权利要求1所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值具体过程为：
L＝ LEF-(T1+T2)*V*sinθ， (9)
其中，L为车身与路沿的预测距离值，LEF为扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值，V是当前车辆速度值，θ为车辆当前的行进方向与道路的夹角，T1为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值所需时间之和，T2为向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和。
5.根据权利要求1所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值，具体包括步骤：
若|预测距离值L-理想距离值L2|＞0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2；
若预测距离值L＝理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘与路沿的距离维持现状。
6.根据权利要求5所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述若|预测距离值L-理想距离值L2|＞0时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘动作后与路沿之间的距离值始终维持在理想距离值L2，具体包括步骤：
若预测距离值L＜理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘回缩且回缩长度Q1＝L2-L；
若预测距离值L＜理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向道路中心方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内；
若预测距离值L＞理想距离值L2时，向扫盘执行系统发送控制指令，使扫盘外伸且外伸长度Q2＝L-L2；
若预测距离值L＞理想距离值L2且超出系统允许阀值时，通过声光报警提醒驾驶员操作方向盘，使车身向路沿方向靠近，回归到扫盘执行系统的允许动作范围之内。
7.根据权利要求1所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法，其特征在于，所述路沿识别系统通过激光雷达传感器、视觉传感器、超声波传感器中的一种或一种以上测量车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值。
8.一种车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制装置，其特征在于，所述车辆的前部和后部分别安装有路沿识别系统，还包括：
实时数据获取模块，用于实时获取车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值；
当前距离值和车辆姿态计算模块，用于根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角，其中，所述当前距离值根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出的方程结合已知条件联立求得；
预测距离值计算模块，用于根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
扫盘控制模块，根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的车辆姿态及扫盘与路沿跟随控制方法的步骤。
10.一种专用车，包括安装在车架的扫盘执行系统，其特征在于，还包括：
路沿识别系统，分别安装在所述专用车的前部和后部，用于实时获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和车身与路沿的当前距离值；
控制器，分别与所述路沿识别系统、扫盘执行系统和操作系统信号连接，用于：
根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置求得扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值和当前车辆姿态，当前车辆姿态为车辆当前的行进方向与道路的夹角，其中，所述当前距离值根据车辆前部与路沿的距离值、车辆后部与路沿的距离值、车身长度、扫盘在车身长度方向上的安装位置之间的几何关系列出的方程结合已知条件联立求得；
根据当前车辆速度值、当前车辆姿态、扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值计算得到车辆在行驶预测时间后车身与路沿的预测距离值，其中，所述预测时间为获取当前车辆速度值、当前车辆姿态和扫盘安装处的车身与路沿之间的当前距离值、计算预测距离值、向扫盘执行系统发送控制指令和扫盘执行系统根据控制指令完成贴合路沿或防撞动作所需时间之和；
根据所述预测距离值向扫盘执行系统发送控制指令，实时控制扫盘与路沿之间的距离值始终维持在具有最佳清扫效果的理想距离值。
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