CN221000796U - 基于双目视觉的扫地车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于双目视觉的扫地车，包括扫地车主体、双目视觉系统以及置物箱架，双目视觉系统设置在扫地车主体顶部，并与动力驱动系统、机械臂电连接；扫地车主体还包括扫地车底盘、扫地车毛刷、上部罩壳以及垃圾箱，扫地车毛刷安装在扫地车底盘前端，上部罩壳安装在扫地车底盘顶部的后端，垃圾箱安装在扫地车底盘底部的后端；机械臂安装在扫地车底盘顶部，置物箱架设置在扫地车本体的顶部，双目视觉系统设置在上部罩壳的顶部。本实用新型在车体上设置双目视觉系统，能够在对卫生问题进行清洁处理的同时具备摄像记录功能，且不仅能够对细小杂物进行清理，也能对较大杂物进行收集。

Description

基于双目视觉的扫地车

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，具体地，涉及一种基于双目视觉的扫地车。

背景技术

随着生活水平的提高，生态文明的建设日益重要，在许多清扫垃圾的场景下，人工效率不高，而且劳动者的强度较大，甚至在一些车流量大的场所，人工清扫并不合适。针对当前人工效率不高且劳动力成本上涨过快、清扫场景不适应、部分扫地车缺少视觉系统无法进行避障以及监测周围环境情况等问题，要求对扫地机器人的技术进行拓展，以解决当前面临的难题。

与本申请相关的现有技术是CN214613835U，涉及扫地车技术领域，尤其涉及一种新型智能电动扫地车，包括智能电动扫地车本体，以及智能电动扫地车内部的各运动驱动部分和扫地车后部安装的垃圾箱。但是该方案未涉及摄像功能，且无法同时妥善清理细小杂物与较大杂物。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于双目视觉的扫地车。

根据本实用新型提供的基于双目视觉的扫地车，包括扫地车主体、双目视觉系统以及置物箱架，所述双目视觉系统设置在所述扫地车主体顶部，并与所述扫地车主体所具有的动力驱动系统、机械臂电连接；

所述扫地车主体还包括扫地车底盘、扫地车毛刷、上部罩壳以及垃圾箱，所述扫地车毛刷安装在扫地车底盘前端下方的两侧，所述上部罩壳安装在扫地车底盘顶部的后端，所述垃圾箱安装在扫地车底盘底部的后端；

所述机械臂安装在扫地车底盘顶部位于前端的一侧，所述置物箱架设置在扫地车本体的顶部，所述双目视觉系统设置在所述上部罩壳的顶部，所述动力驱动系统设置在上部罩壳内。

优选地，所述双目视觉系统包括无线网络摄像机与智能交互设备，所述无线网络摄像机包括摄像机主体以及安装支架，所述摄像机主体通过安装支架安装在智能交互设备的顶部；

所述智能交互设备包括深度相机、设备外壳、显示屏以及侧板支柱，所述深度相机与显示屏均与无线网络摄像机电连接，且均设置在设备外壳内部，所述设备外壳通过侧板支柱设置在上部罩壳顶部。

优选地，所述置物箱架包括储物盒、置物架箱外壳、控制箱以及锂电池，所述储物盒设置在置物架箱外壳的上方，且与机械臂位于同一侧，用于存储由机械臂收集到的杂物，所述控制箱与锂电池均设置在置物架箱外壳内，且均与机械臂电连接。

优选地，所述机械臂包括六轴协作机械臂。

优选地，所述扫地车底盘的前端设置有喇叭口装配体，所述喇叭口装配体包括开口端与封闭端，所述封闭端安装在所述扫地车底盘前端的底部，所述开口端呈喇叭形开口。

优选地，所述动力驱动系统包括固定在上部罩壳内的驱动电机、与驱动电机输出端连接的差速装置、与差速装置连接的车轴部分以及连接在车轴端外侧的扫地车前轮与扫地车后轮。

优选地，还包括控制模块，所述控制模块分别与双目视觉系统、动力驱动系统电连接。

优选地，还包括定位导航模块，所述定位导航模块通过USB接口与控制模块通信连接。

优选地，还包括报警提醒模块与照明系统，所述报警提醒模块包括状态报警灯与急停装置，所述状态报警灯设置在上部罩壳的一侧，所述急停装置设置在扫地车底盘的后端，所述照明系统包括LED灯，所述LED灯成对设置于所述双目视觉系统的两侧。

优选地，还包括电源模块，所述电源模块包括变压电源模块、无线充电器以及与所述无线充电器配套的无线充电桩，所述变压电源模块分别为控制模块与动力驱动系统供电。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型结构简单，操作方便，通过在车体上设置双目视觉系统的技术手段，能够在对卫生问题进行清洁处理的同时具备摄像记录功能，且通过在车体上设置机械臂与扫地车毛刷，不仅能够对细小杂物进行清理，也能对较大杂物进行收集。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的正视结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图；

图3为本实用新型的俯视结构示意图；

图4为本实用新型正视图下透视结构图；

图5为图4中A区域的局部放大示意图；

图6为本实用新型中实施例1的系统架构示意图。

图中示出：

无线网络摄像机1 扫地车底盘9

智能交互设备2 扫地车毛刷10

储物盒3 扫地车前轮11

置物架箱外壳4 扫地车后轮12

机械臂5 上部罩壳13

控制箱6 垃圾箱14

锂电池7 状态报警灯15

喇叭口装配体8

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型公开了一种基于双目视觉的扫地车，通过在车体上设置双目视觉系统，使动力驱动系统与机械臂能够根据双目视觉系统采集的图像信息进行动作，从而能够代替保洁人员对常见的卫生问题进行清洁处理。

根据本实用新型提供的基于双目视觉的扫地车，如图1-3所示，包括扫地车主体、双目视觉系统以及置物箱架，所述双目视觉系统设置在所述扫地车主体顶部，并与所述扫地车主体所具有的动力驱动系统、机械臂5电连接；所述扫地车主体还包括扫地车底盘9、扫地车毛刷10、上部罩壳13以及垃圾箱14，所述扫地车毛刷10安装在扫地车底盘9前端下方的两侧，所述上部罩壳13安装在扫地车底盘9顶部的后端，所述垃圾箱14安装在扫地车底盘9底部的后端，用于垃圾的存放；所述扫地车毛刷10用于对细小杂物进行清理，所述机械臂5用于对较大杂物进行收集。优选地，所述机械臂5包括六轴协作机械臂。

所述扫地车毛刷10包括滚刷和风机，所述滚刷通过旋转的方式，将地面上的细小杂物等垃圾收集起来，扫地车毛刷10安装在扫地车底盘9前端的下方，分别设置在左右两侧，能够深入地面缝隙和纹理中，有效清理隐藏的垃圾；所述上部罩壳13位于扫地车底盘9的上方，是动力驱动系统的外部壳体；

所述机械臂5安装在扫地车底盘9顶部位于前端的一侧，所述置物箱架设置在扫地车本体的顶部，所述双目视觉系统设置在所述上部罩壳13的顶部，所述动力驱动系统设置在上部罩壳13内。优选地，所述扫地车主体的内部设置有与动力驱动系统配合的控制板与通讯设备，还设置有碰撞传感器、红外传感器等，为该扫地车提供避障功能。所述动力驱动系统的执行包括分别位于扫地车体前后的扫地车前轮11与扫地车后轮12，配合驱动系统调整运动，所述动力驱动系统还包括固定在扫地车主体内的机器人轮毂无刷电机、用于运动测速定向的双编码器里程计、行走车轮等部分；所述扫地车主体的其他结构还包括刹车推杆、垃圾箱推杆、卡钳及侧门板摇把等，刹车推杆、垃圾箱推杆均由电动推杆组成，用于控制刹车和垃圾箱门开闭。

所述双目视觉系统包括无线网络摄像机1与基于双目视觉技术的智能交互设备2，所述无线网络摄像机1包括摄像机主体以及安装支架，所述摄像机主体通过安装支架安装在智能交互设备2的顶部，位于所述动力驱动系统的上方，进行图像采集、数据上传等工作；所述智能交互设备2包括深度相机、设备外壳、显示屏以及侧板支柱，所述深度相机与显示屏均与无线网络摄像机1电连接，且均设置在设备外壳内部，所述设备外壳通过侧板支柱设置在上部罩壳13顶部。

优选地，所述深度相机包括D435i深度相机，所述D435i深度相机采用双目视觉技术，通过D435i相机的从不同角度同时获得被测物的数字图像，并基于视差原理恢复出物体的三维几何信息，重建物体的三维轮廓及位置，能够高精度导航定位，更适合扫地机器人。

如图3-4所示，所述置物箱架包括储物盒3、置物架箱外壳4、控制箱6以及锂电池7，所述储物盒3设置在置物架箱外壳4的上方，且与机械臂5位于同一侧，用于存储由机械臂5收集到的杂物，所述控制箱6与锂电池7均设置在置物架箱外壳4内，且均与机械臂5电连接，对机械臂5进行控制以及供能。

在本实用新型的一个优选实施例中，还包括其他功能模块，所述其他功能模块包括喇叭口装配体8，所述喇叭口装配体8包括开口端与封闭端，所述封闭端安装在所述扫地车底盘9前端的底部，所述开口端包括喇叭口底板与喇叭口侧板，所述喇叭口底板与喇叭口侧板合围形成喇叭形开口，用以导向收集的杂物，所述喇叭口装配体8的底部还设置有万向轮。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述其他功能模块还包括控制模块，所述控制模块分别与双目视觉系统、动力驱动系统电连接，所述控制模块通过设计底层控制板，采集舵轮绝对编码器，里程计绝对，相对编码器以及避障等传感器信息，控制伺服电机(舵轮转向)和一个运动电机正反转及电压调速，控制扫地车毛刷10、吸尘器、照明灯电源通断；

所述其他功能模块还包括定位导航模块，所述定位导航模块包含激光雷达和深度相机等设备，该模块通过USB接口与控制模块通信，使得所述扫地车能够计算出在环境中的大致位置并完成导航任务。

所述其他功能模块还包括报警提醒模块、照明系统和电源模块，所述报警提醒模块包括状态报警灯15、急停装置，所述状态报警灯15设置在上部罩壳13靠右一侧，显示扫地车当前的运行情况是否正常，所述的急停装置设置在扫地车的后端，使该扫地车具备防盗功能，当扫地车离地可紧急报警并将信息发送到显示终端；所述照明系统包括LED灯，设置于扫地车双目视觉系统的左右两侧，位于扫地车前端，且具有防水的功能；所述电源模块包括变压电源模块及无线充电器和配套无线充电桩，电源模块分别为控制模块与动力驱动系统进行供电。

实施例1

实施例1为本实用新型的一个优选实施例，在具体的实施中，基于双目视觉的扫地车是一种以智能巡检为主要功能的运维机器人设备，可以实现避障、监测以及垃圾清扫等工作。所述扫地车包括：扫地车主体、安装在扫地车动力驱动系统上方的双目视觉系统、与六轴协作机械臂5配合的置物箱架以及其他功能模块。所述扫地车主体是主体部分，位于整体的下方；所述双目视觉系统安装在该扫地车动力驱动系统的上方，位于整体的后端；所述置物箱架设置在扫地车主体的上方，位于六轴协作机械臂5旁。所述扫地车主体包括扫地车底盘9、扫地车毛刷10、上部罩壳13、垃圾箱14、六轴协作机械臂5、扫地车前轮11与扫地车后轮12。所述双目视觉系统包括无线网络摄像机1、基于双目视觉技术的智能交互设备2；所述置物箱架包括储物盒3、置物架箱外壳4、六轴协作手臂控制箱6、锂电池7；所述其他功能模块包括喇叭口装配体8、主控制模块、定位导航模块、报警提醒模块、照明系统和电源模块。所述扫地车前部配装六轴协作机械臂5和控制箱6及储物盒3，以实现抓取大塑料空水瓶功能，车前端加装喇叭口装配体8，通过其具有的喇叭口导槽导向大塑料水瓶顺瓶高方向处于夹持位置，机械臂5定时以固定动作到夹持位置抓取大瓶放入储物盒3，扫地车运行到特定位置时(如充电桩位置)精准停车，机械臂5抓储物盒3倾倒入垃圾箱14内。所述控制模块分为主控制模块和下位机运动控制模块，主控制模块通过USB转串口设备连接下位机中的运动控制模块接收来自传感器模块中编码器和传感器等数据；同时控制模块发送运动命令给运动控制模块，在接收到控制信息后通过I/O引脚控制执行模块中的驱动器来驱动扫地车的运动，完成前进、后退等运动命令；下位机运动控制模块采用STM32开发板作为驱动板。通过双编码器的信号计算出当前扫地车的坐标并且反馈给驱动板。驱动板负责控制扫地车行走，转向等操作，并能对转向时角度进行精确控制，实现扫地车精度高的运动性能控制。对要进行巡检的区域设置此实用新型，基于双目视觉的扫地车将按照设定路线进行自动巡检以及垃圾清理等工作；同时智能交互设备通过双目视觉技术，利用深度相机能够实现高精度导航定位与避障，保证了设备安全稳定运行。同时无线网络摄像机可以进行视频图像的采集和对体温监测进行分析处理，上传到控制终端，实现数据信息实时化、智能化显示。

本实用新型结构相对简单，运行安全稳定，不仅能够对细小杂物进行清理，机械臂也能对较大杂物进行收集，并后期集中处理；基于双目视觉技术进行导航、定位，提升了自主导航、巡检的准确性，同时本实用新型配备多种传感器，能实现避障、监测以及语音交互等功能，为多种场景下的应用提供了创新型的技术手段。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于双目视觉的扫地车，其特征在于，包括扫地车主体、双目视觉系统以及置物箱架，所述双目视觉系统设置在所述扫地车主体顶部，并与所述扫地车主体所具有的动力驱动系统、机械臂(5)电连接；

所述扫地车主体还包括扫地车底盘(9)、扫地车毛刷(10)、上部罩壳(13)以及垃圾箱(14)，所述扫地车毛刷(10)安装在扫地车底盘(9)前端下方的两侧，所述上部罩壳(13)安装在扫地车底盘(9)顶部的后端，所述垃圾箱(14)安装在扫地车底盘(9)底部的后端；

所述机械臂(5)安装在扫地车底盘(9)顶部位于前端的一侧，所述置物箱架设置在扫地车本体的顶部，所述双目视觉系统设置在所述上部罩壳(13)的顶部，所述动力驱动系统设置在上部罩壳(13)内。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，所述双目视觉系统包括无线网络摄像机(1)与智能交互设备(2)，所述无线网络摄像机(1)包括摄像机主体以及安装支架，所述摄像机主体通过安装支架安装在智能交互设备(2)的顶部；

所述智能交互设备(2)包括深度相机、设备外壳、显示屏以及侧板支柱，所述深度相机与显示屏均与无线网络摄像机(1)电连接，且均设置在设备外壳内部，所述设备外壳通过侧板支柱设置在上部罩壳(13)顶部。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，所述置物箱架包括储物盒(3)、置物架箱外壳(4)、控制箱(6)以及锂电池(7)，所述储物盒(3)设置在置物架箱外壳(4)的上方，且与机械臂(5)位于同一侧，用于存储由机械臂(5)收集到的杂物，所述控制箱(6)与锂电池(7)均设置在置物架箱外壳(4)内，且均与机械臂(5)电连接。

4.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，所述机械臂(5)包括六轴协作机械臂。

5.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，所述扫地车底盘(9)的前端设置有喇叭口装配体(8)，所述喇叭口装配体(8)包括开口端与封闭端，所述封闭端安装在所述扫地车底盘(9)前端的底部，所述开口端呈喇叭形开口。

6.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，所述动力驱动系统包括固定在上部罩壳(13)内的驱动电机、与驱动电机输出端连接的差速装置、与差速装置连接的车轴部分以及连接在车轴端外侧的扫地车前轮(11)与扫地车后轮(12)。

7.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，还包括主控制模块，所述主控制模块分别与双目视觉系统、动力驱动系统电连接。

8.根据权利要求7所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，还包括定位导航模块，所述定位导航模块通过USB接口与主控制模块通信连接。

9.根据权利要求1所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，还包括报警提醒模块与照明系统，所述报警提醒模块包括状态报警灯(15)与急停装置，所述状态报警灯(15)设置在上部罩壳(13)的一侧，所述急停装置设置在扫地车底盘(9)的后端，所述照明系统包括LED灯，所述LED灯成对设置于所述双目视觉系统的两侧。

10.根据权利要求7所述的基于双目视觉的扫地车，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括变压电源模块、无线充电器以及与所述无线充电器配套的无线充电桩，所述变压电源模块分别为主控制模块与动力驱动系统供电。