CN114558814B - 一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法，一种感知装置用自动清洁装置，包括镜片、感知装置与清洁装置，一种感知装置的清洁方法，包括以下步骤：S1:控制镜片与刷头进行相对运动，此时的运动速度设定为怠速；S2:记录识别到物体的运动轨迹，并进行是否为污渍的判断。本发明通过摄像头保护镜片的机械运动附着在镜片上的污渍同步运动，使得无人驾驶计算单元在图像处理的过程中可以准确判断摄像头保护镜片是否有污渍存在，通过控制单元对清洁装置进行控制，避免因过度清洁造成的损耗。

Description

一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法
技术领域
本发明涉及一种自动清洁装置及其清洁方法，更具体的是涉及一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法。
背景技术
感知装置是用于采集图像数据的装置，因此感知装置的清洁对感知装置的工作效果至关重要。现有的对感知装置的清洁方案还存在如下问题：
（1）清洁过程中雨刷遮挡、喷吹的气流和水流会干扰图像数据的采集，使得在清洁过程中的图像数据无法使用，降低了无人驾驶的安全性；
（2）目前的感知装置用清洁装置均采用刷头或者喷头等进行持续性或周期性清洁，因此会出现当镜头处于洁净的情况下仍然对其进行清洁，基于此种操作，对镜片、刷头或喷头的损耗较为严重，也会造成不必要的能源消耗；
（3）雨刷的持续清洁将大幅度降低雨刷的使用寿命，吹气和喷水的方案需要更高标准的清洁气体和洁净水流，频繁的使用也将降低滤芯的使用寿命，因此需要经常更换使用成本和维护成本高；
（4）对于感知装置是否需要进行清洁的需求不明确，只是通过主观判断对摄像头进行持续性或周期性清洁；
（5）对于镜头污渍的识别，感知装置在识别过程中无法判断图像中数据是否为污染物，且对于污染物的图像识别需要占用较大的计算处理能力。
发明内容
为解决现有技术的不足，现提供一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法。
一种感知装置用自动清洁装置，包括镜片，所述镜片的一侧为感知装置，镜片的另一侧为清洁装置，所述的清洁装置内设有传动部件与刷头组；控制装置控制传动部件的运行状态，传动部件控制刷头组与镜片的相对位置与运动状态。
优选的，所述的传动部件包括行星齿轮系统与刷头控制部件，所述的行星齿轮系统的主动齿轮与电机相连，从动齿轮的上方设有刷头组。
优选的，所述的刷头组包括水洗刷头、擦干刷头、涂膜刷头、吹气刷头或清扫刷头中的一种或几种。
优选的，所述的感知装置为摄像头、毫米波雷达或激光雷达。
一种感知装置的清洁方法，包括以下步骤：
S1:控制镜片与刷头进行相对运动，此时的运动速度设定为怠速；
S2:记录识别到物体的运动轨迹，并进行是否为污渍的判断；
S3：若判定为污渍，此时执行清洁操作，即镜片与刷头的相对运动速度设定为高速；
S4：对物体的运动轨迹进行再次判断，若镜片与刷头相对运动一周后，未再次判断有污渍，则停止工作，即镜片与刷头的相对运动速度设定为怠速；
S5：停止工作后，刷头组中的刷头依次抬离镜头表面。
优选的，S3中，污渍的匹配方式为以下步骤：
（1）根据图像数据计算出污渍图像运动轨迹的圆心；
（2）计算污渍图像运动的角速度；
（3）根据已知保护镜片的圆心坐标，结合实时控制单元控制电机工作的实际转速以换算保护镜片的角速度
（4）若匹配成功则认定为污渍，执行清洁步骤；若匹配不成功则不执行清洁步骤。
优选的，所述的运动轨迹为弧形运动轨迹或是平行运动轨迹。
有益效果：
（1）与现有技术相比该清洁装置通过镜片的机械运动将镜片旋转至摄像头视野范围外进行清洁，可保证摄像头采集图像数据的连续；
（2）根据指令进行清洁工作的进行，在未接到指令时怠速工作，降低耗材消耗，节能环保；
（3）结合镜片的运动轨迹进行摄像头采集数据的图像处理，可通过极低的计算能力即可实现污染物的精准识别。
附图说明
图1是自动清洁装置的结构示意图。
图2是污渍在镜片上运动的示意图。
1行星齿轮系统；2电机；3刷头组；4镜片。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一：
一种感知装置用自动清洁装置及其清洁方法，包括产品侧与技术侧。
一、产品侧
一种感知装置用自动清洁装置，包括镜片4，所述镜片4的一侧为感知装置，镜片4的另一侧为清洁装置，所述的清洁装置内设有传动部件与刷头组；控制装置控制传动部件的运行状态，传动部件控制刷头组与镜片的相对位置与运动状态。
所述的传动部件包括行星齿轮系统1与刷头控制部件，所述的行星齿轮系统1的主动齿轮与电机2相连，从动齿轮的上方设有刷头组3，在图1中电机2通过传动结构带动镜片4旋转，在未接受到清洁指令时，控制单元控制电机2以低转速怠速工作；在接收到清洁指令后，控制单元控制电机2以高转速旋转，快速对镜片4进行清洁；在接收到停止清洁的指令后，控制单元控制电机2再次以低转速怠速工作，完成一次清洁。
所述的刷头组3包括水洗刷头、擦干刷头、涂膜刷头、吹气刷头或清扫刷头中的一种或几种，刷头组3可分别进行镜片4的水洗、擦干、涂膜等操作，刷头由控制单元进行控制，仅当控制单元接收到情节指令后才将控制刷头压在镜片4上，避免刷头与镜片4不必要的磨损和消耗，控制单元可根据工作场景进行不同工作模式的切换。例如：在湿度较高的环境降低水洗刷头的工作频率，吸水刷头正常工作，涂膜刷头使用疏水涂层进行涂膜；在夜间或环境零度较暗的情况下，涂膜刷头使用防眩光的涂层进行涂膜等。
所述的感知装置为摄像头。
二、技术侧
一种感知装置的清洁方法，包括以下几个步骤：
(1)污渍的识别方法:摄像头的污渍在保证内部环境良好密封的情况下仅来自于外部，在行驶过程中受到各种不同因素将导致污渍附着在镜片4外表面，随镜片4的运动而运动。如图2所示，当污渍在保护镜片上随镜片4运动时，将会在图像中留下运动路径。在计算单元采集并分析到该图像数据时将会对该数据进行匹配：根据图像数据可以计算出污渍图像运动轨迹的圆心，以及污渍图像运动的角速度，已知镜片4的圆心坐标，结合实时控制单元控制电机2工作的实际转速，换算至镜片的角速度，根据这两者进行匹配，可保证污渍识别的正确率。在在判定保护镜片上附着污渍的情况下，向清洁装置的控制单元下发清洁指令。
（2）控制单元控制清洁装置进行清洁工作：在控制单元接收到清洁指令后，各刷头根据功能各自动作并进入工作状态，在确认各刷头进入工作状态后，控制电机2进入高速状态。电机2带动镜片4旋转，镜片4上的污渍依次经过各刷头，水洗刷头贴近悬浮于保护镜片上方开始进行高压冲洗，洗去镜片4表面的污渍；吸水刷头压在镜片4表面，刮去并吸除镜片4残留的水分；涂膜刷头贴附于镜片4表面，使清洁后的镜片4涂膜层均匀平整。
（3）摄像头的清洁确认：在清洁装置的控制单元进入工作状态时，摄像头的污渍识别工作仍在进行，在确认镜片4旋转一周以上的时间内未出现污渍后，向清洁装置的控制单元发送停止清洁指令，电机2优先进入怠速工作状态，刷头依照顺序依次抬离镜片4表面，停止工作。至此为感知装置自动清洁装置的一次完整作业。
实施例二：
感知装置为激光雷达，其他内容与实施例一相同。
实施例三：
感知装置为毫米波雷达，其他内容与实施例一相同。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种感知装置用自动清洁装置，其特征在于，
包括镜片，所述镜片的一侧为感知装置，镜片的另一侧为清洁装置，所述的清洁装置内设有传动部件与刷头组；控制装置控制传动部件的运行状态，传动部件控制刷头组与镜片的相对位置与运动状态;
其中，所述感知装置用于记录识别到物体的运动轨迹，并判断所述物体是否为污渍，当污渍在保护镜片上随镜片运动时，将会在图像中留下运动路径，根据图像数据可以计算出污渍图像运动轨迹的圆心，以及污渍图像运动的角速度，结合实时控制单元控制电机工作的实际转速，换算至镜片的角速度，将这两者进行匹配以确定目标物是否污渍，若是则向所述控制装置发送清洁指令，否则向所述控制装置发送停止清洁指令；
所述控制装置用于在接收到所述清洁指令后，控制所述镜片与所述刷头组贴合并进行高速的相对运动，还用于在接收到所述停止清洁指令后，控制所述镜片与所述刷头组分离并进行怠速的相对运动。
2.根据权利要求1所述的一种感知装置用自动清洁装置，其特征在于，
所述的传动部件包括行星齿轮系统与刷头控制部件，所述的行星齿轮系统的主动齿轮与电机相连，从动齿轮的上方设有刷头组。
3.根据权利要求1所述的一种感知装置用自动清洁装置，其特征在于，
所述的刷头组包括水洗刷头、擦干刷头、涂膜刷头、吹气刷头或清扫刷头中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种感知装置用自动清洁装置，其特征在于，
所述的感知装置为摄像头、毫米波雷达或激光雷达。
5.一种感知装置用自动清洁装置的清洁方法，其特征在于，
包括以下步骤：
S1:控制镜片与刷头进行相对运动，此时的运动速度设定为怠速；
S2:记录识别到物体的运动轨迹，并进行是否为污渍的判断，当污渍在保护镜片上随镜片运动时，将会在图像中留下运动路径，根据图像数据可以计算出污渍图像运动轨迹的圆心，以及污渍图像运动的角速度，结合实时控制单元控制电机工作的实际转速，换算至镜片的角速度，将这两者进行匹配以确定目标物是否污渍；
S3：若判定为污渍，此时执行清洁操作，即镜片与刷头的相对运动速度设定为高速；
S4：对物体的运动轨迹进行再次判断，若镜片与刷头相对运动一周后，未再次判断有污渍，则停止工作，即镜片与刷头的相对运动速度设定为怠速；
S5：停止工作后，刷头组中的刷头依次抬离镜头表面。
6.根据权利要求5所述的一种感知装置用自动清洁装置的清洁方法，其特征在于，
所述的运动轨迹为弧形运动轨迹或是平行运动轨迹。
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