CN214033562U - 一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，包括：至少一个图像获取单元，设置在智能洒水车的每一个喷洒口外，图像获取单元的输出端与控制器的总线接口连接；图像获取单元基于全局特征来检测行人或者障碍物；控制器中的脉冲宽度调制单元信号输出端与智能洒水车的洒水泵的信号输入端连接。本实用新型提供的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，经过测试使用，能够有效判断出行人与障碍物，通过视觉测算的距离控制洒水车喷洒流量的方法完全满足喷洒定量控制需求，从而更精准地控制了洒水车喷洒系统在作业过程中水量的开合以及洒水量的大小。

Description

一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统

技术领域

本实用新型涉及环卫设备技术领域，具体涉及一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统。

背景技术

洒水车适合于各种路面冲洗，树木、绿化带、草坪绿化，道路、厂矿企业施工建设，高空建筑冲洗。具有洒水、压尘、高、低位喷洒，农药喷洒、护栏冲洗等功能，还具有运水、排水，应急消防等功能。

市面上目前所使用的的洒水车喷洒系统只能通过人工控制水量的开合和水量的大小，一般采用底盘发动机侧的取力器直接驱动洒水泵，这种驱动形式属于非定量喷洒控制模式，不容易实现精确定量控制，这样在同一种洒水作业模式时，底盘发动机转速高时喷洒的水量就会偏多，底盘发动机转速低时喷洒的水量就会偏少。在作业过程中，如果水压过大，在无绿化带的路面上垃圾和污水四处飞溅，会对人行道上行人干扰较大，而在有绿化带的路面上，垃圾会被喷进绿化带内，不便于收集，且对环境造成污染。如果水压过小，会导致路面清洗不彻底。

因此，如何更精准地调整洒水车喷洒系统在作业过程中水量的开合和水量的大小，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，以解决洒水车喷洒系统在作业过程中水量的开合和水量的大小的精准度不够高的问题。

本实用新型实施例提供了一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，包括：

至少一个图像获取单元，设置在智能洒水车的每一个喷洒口外，图像获取单元的输出端与控制器的总线接口连接；图像获取单元基于全局特征来检测行人或者障碍物；

控制器中的脉冲宽度调制单元信号输出端与智能洒水车的洒水泵的信号输入端连接。

可选地，还包括：流量传感器，设置在喷洒口中，流量传感器的输出端与控制器的模拟量输入端连接；流量传感器向控制器反馈至喷洒口中的流量值。

可选地，还包括：至少一个压力传感器，设置在喷洒口和/或水箱中，压力传感器的输出端与模拟量输入端连接；压力传感器向控制器反馈喷洒口中的水压值和/或水箱中的水压值。

可选地，还包括：水位传感器，设置在智能洒水车的水箱中，水位传感器与控制器的数字量输入端连接；在水箱中的水位低于预设值时，水位传感器向控制器反馈缺水信号。

可选地，还包括：编码器，设置在洒水泵处，编码器的输出端与控制器的编码器接口连接；编码器将洒水泵的转速反馈至控制器。

可选地，还包括：第一比例阀，设置在洒水泵中，第一比例阀的信号输入端与控制器的输出端连接，第一比例阀的信号输出端与洒水泵的信号输入端连接；和/或，第二比例阀，设置在洒水泵中，第二比例阀的信号输入端与控制器的输出端连接，第二比例阀的信号输出端与洒水泵的信号输入端连接；和/或，第三比例阀，设置在洒水泵中，第三比例阀的信号输入端与控制器的输出端连接，第三比例阀的信号输出端与洒水泵的信号输入端连接；其中，第一比例阀控制洒水泵以第一水压和第一流量运行；和/或，第二比例阀控制洒水泵以第二水压和第二流量运行；和/或，第三比例阀控制洒水泵以第三水压和第三流量运行。

可选地，水位传感器设置在水箱内壁上，水位传感器距离水箱底部的距离为10-40厘米。

可选地，控制器为STM32系列单片机。

本实用新型实施例提供了一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，经过测试使用，能够有效判断出行人与障碍物，通过视觉测算的距离控制洒水车喷洒流量的方法完全满足喷洒定量控制需求，从而更精准地控制了洒水车喷洒系统在作业过程中水量的开合以及洒水量的大小。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例中一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统的电路原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，包括至少一个图像获取单元1和控制器，其中：图像获取单元1设置在智能洒水车的每一个喷洒口外，图像获取单元1的输出端与控制器2的总线接口21连接；控制器2的脉冲宽度调制单元22信号输出端与智能洒水车的洒水泵的信号输入端连接。

单片机对图像获取单元和水位传感器的信号综合判断处理方法如下：

(1)根据水位传感器反馈的信号，判断水箱内的储水量是否支持正常洒水。

(2)通过视觉反馈信息来判断是行人还是障碍物。

(2.1)如果是行人则将停止行人测洒水。

(2.2)如果是障碍物，则根据障碍物距离减弱喷洒流量。单片机内预设了2D转3D图像算法，能够根据图像计算出障碍物距离。喷洒流量则由单片机中的脉冲宽度调制(PWM)单元根据障碍物距离计算得出，输出 PWM信号，使洒水泵以相应的转速运行，从而达到目标喷洒流量。

本实用新型提供的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，经过测试使用，能够有效判断出行人与障碍物，通过视觉测算的距离控制洒水车喷洒流量的方法完全满足喷洒定量控制需求，从而更精准地控制了洒水车喷洒系统在作业过程中水量的开合以及洒水量的大小。

作为可选实施方式，还包括：流量传感器3，设置在喷洒口中，流量传感器3的输出端与控制器2的模拟量输入端26连接；流量传感器3向控制器2反馈至喷洒口中的流量值。

作为可选实施方式，还包括：至少一个压力传感器4，设置在喷洒口中和/或水箱中，压力传感器4的输出端与模拟量输入端26连接；压力传感器 4向控制器2反馈喷洒口中的水压值和/或水箱中的水压值。

作为可选实施方式，还包括：水位传感器5，设置在智能洒水车的水箱中，水位传感器5与控制器2的数字量输入端23连接；在水箱中的水位低于预设值时，水位传感器5向控制器2反馈缺水信号。

作为可选实施方式，还包括：编码器6，设置在洒水泵处，编码器6的输出端与控制器2的编码器接口24连接；编码器6将洒水泵的转速反馈至控制器2。

作为可选实施方式，还包括：第一比例阀7，设置在洒水泵中，第一比例阀7的信号输入端与控制器2的输出端25连接，第一比例阀7的信号输出端与洒水泵10的信号输入端连接；和/或，第二比例阀8，设置在洒水泵中，第二比例阀8的信号输入端与控制器2的输出端25连接，第二比例阀 8的信号输出端与洒水泵10的信号输入端连接；和/或，第三比例阀9，设置在洒水泵中，第三比例阀9的信号输入端与控制器2的输出端25连接，第三比例阀9的信号输出端与洒水泵10的信号输入端连接；其中，第一比例阀7控制洒水泵以第一水压和第一流量运行；和/或，第二比例阀8控制洒水泵以第二水压和第二流量运行；和/或，第三比例阀9控制洒水泵以第三水压和第三流量运行。

通过设置多个比例阀，预设多个不同水压和流量的喷洒方案，使洒水泵以预设水压和流量的喷洒方案进行工作，例如，当摄像头获取的图像表明洒水车在多车道的快车道上时，洒水车右侧的洒水泵启动，左侧不启动，右侧的洒水泵以高档位的喷洒方案进行工作；当摄像头获取的图像表明洒水车靠近花坛时，洒水泵以低档位的喷洒方案进行工作，避免对花坛中的绿植造成损害。

作为可选实施方式，水位传感器5设置在水箱内壁上，水位传感器5 距离水箱底部的距离为10-40厘米。

作为可选实施方式，控制器2为STM32系列单片机。

智能洒水车控制系统的构成以及工作原理如下：

洒水车的洒水动力系统为电力驱动，由电力驱动洒水泵加压。编码器采集洒水泵的转速，实现洒水泵的转速反馈。在水箱内加装一个压力传感器和低水位传感器用来反馈水箱内压力和低水位信号，在每个喷洒口处加装一个流量传感器，用于反馈喷洒口处的流量信号。通过编码器反馈信号实现洒水泵恒转速控制，通过水箱上的压力传感器实现恒压控制，通过低水位传感器来检测水箱水位，当缺水时停止洒水泵防止空转而烧坏。

在每个喷洒口的上方支架上安装了一个摄像头，基于全局特征的方法来检测行人或者障碍物。通过视觉反馈信息来判断是行人还是障碍物，如果是行人则将停止行人测洒水，如果是障碍物则将障碍物距离送入控制器计算，减弱喷洒流量。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，包括：

至少一个图像获取单元(1)，设置在智能洒水车的每一个喷洒口外，所述图像获取单元(1)的输出端与控制器(2)的总线接口(21)连接，所述图像获取单元(1)基于全局特征来检测行人或者障碍物；

所述控制器(2)中的脉冲宽度调制单元(22)信号输出端与所述智能洒水车的洒水泵的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，还包括：流量传感器(3)，设置在所述喷洒口中，所述流量传感器(3)的输出端与所述控制器(2)的模拟量输入端(26)连接；所述流量传感器(3)向所述控制器(2)反馈至所述喷洒口中的流量值。

3.根据权利要求2所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，还包括：至少一个压力传感器(4)，设置在所述喷洒口和/或水箱中，所述压力传感器(4)的输出端与所述模拟量输入端(26)连接；所述压力传感器(4)向所述控制器(2)反馈所述喷洒口中的水压值和/或所述水箱中的水压值。

4.根据权利要求1所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，还包括：水位传感器(5)，设置在所述智能洒水车的水箱中，所述水位传感器(5)与所述控制器(2)的数字量输入端(23)连接；在所述水箱中的水位低于预设值时，所述水位传感器(5)向所述控制器(2)反馈缺水信号。

5.根据权利要求1所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，还包括：编码器(6)，设置在洒水泵处，所述编码器(6)的输出端与所述控制器(2)的编码器接口(24)连接；所述编码器(6)将所述洒水泵的转速反馈至所述控制器(2)。

6.根据权利要求1所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，还包括：第一比例阀(7)，设置在所述洒水泵中，所述第一比例阀(7)的信号输入端与所述控制器(2)的输出端(25)连接，所述第一比例阀(7)的信号输出端与所述洒水泵(10)的信号输入端连接；和/或，第二比例阀(8)，设置在所述洒水泵中，所述第二比例阀(8)的信号输入端与所述控制器(2)的输出端(25)连接，所述第二比例阀(8)的信号输出端与所述洒水泵(10)的信号输入端连接；和/或，第三比例阀(9)，设置在所述洒水泵中，所述第三比例阀(9)的信号输入端与所述控制器(2)的输出端(25)连接，所述第三比例阀(9)的信号输出端与所述洒水泵(10)的信号输入端连接；其中，第一比例阀(7)控制所述洒水泵以第一水压和第一流量运行；和/或，所述第二比例阀(8)控制所述洒水泵以第二水压和第二流量运行；和/或，第三比例阀(9)控制所述洒水泵以第三水压和第三流量运行。

7.根据权利要求4所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，所述水位传感器(5)设置在所述水箱内壁上，所述水位传感器(5)距离所述水箱底部的距离为10-40厘米。

8.根据权利要求1所述的基于视觉数据的智能洒水车控制系统，其特征在于，所述控制器(2)为STM32系列单片机。

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