CN112306065A - 一种扫洗车智能环境识别控制*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扫洗车智能环境识别控制***，包括：传感器组、主控制器和工具组；所述传感器组用于获取车体附近的环境情况和道路情况；所述主控制器包括图像处理模块、图像预处理模块、多源信息融合模块和智能控制模块；所述智能控制模块被配置为根据环境情况和道路情况对所述工具组进行调控。这种扫洗车智能环境识别控制***通过传感器组获取环境情况，主控制器根据道路情况控制工具组进行路面障碍物的避让并且根据环境情况对工具组的清洁程度进行调节和控制。

Description

一种扫洗车智能环境识别控制***

技术领域

本发明涉及道路清洁车技术领域，尤其涉及一种扫洗车智能环境识别控制***及其清洁方法。

背景技术

随着对于生活质量的要求尤其是生活区域的环境质量的要求不断提高，人们对道路清洁的关注越来越多，而扫洗车作为这个领域必不可少的清洁工具走进了人们的视野。现有技术中存在多种多样的扫洗车，由于在工作时会经常与路面的障碍物或者路肩发生碰撞，这些扫洗车的扫洗工具的使用寿命往往不会很长并且非常容易损坏；除此之外，这些扫洗车往往还是采用手动控制的方式对扫洗车的清扫工具进行控制，这对驾驶人员带来了额外的劳动强度，容易造成驾驶人员的疲劳。因此，发明一种扫洗车智能环境识别控制***及其清洁方法是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中扫洗车的扫洗工具易损坏的问题，本发明提供了一种扫洗车智能环境识别控制***来解决上述技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扫洗车智能环境识别控制***，包括：传感器组、主控制器和工具组；

所述传感器组包括视觉传感器、激光发射器、红外传感器和超声波传感器，所述视觉传感器、激光发射器、红外传感器和超声波传感器均设置在车体上；所述视觉传感器用于获取路面图像，所述超声波传感器用于检测路面上的垃圾并且获取垃圾分布信息，所述视觉传感器和超声波传感器的朝向一致；所述激光发射器用于测量竖直障碍距离和水平障碍距离；所述红外传感器用于获取周围环境的空气质量信息；

所述主控制器包括图像处理模块、图像预处理模块、多源信息融合模块和智能控制模块；

所述图像预处理模块被配置为将所述路面图像处理为预处理路面图像，所述图像预处理模块还被配置为根据所述垃圾分布信息生成超声波图像；所述多源信息融合模块被配置为根据所述预处理路面图像和超声波图像获取垃圾类型信息，所述垃圾类型信息包括固体垃圾数量和污渍垃圾占比；图像处理模块被配置为根据所述垃圾类型信息在所述路面图像上标注垃圾类型；所述智能控制模块被配置为根据所述竖直障碍距离、水平障碍距离、空气质量信息和垃圾类型信息对所述工具组进行调控。

作为优选，所述工具组包括气阀组、液压阀组、副发动机、风机、高压水泵、扫盘、喷杆、吸盘和扬声器，所述智能控制模块与所述气阀组、液压阀组、副发动机、扫盘和扬声器连接，所述扫盘、喷杆和吸盘沿所述车体的长度方向依次设置在所述车体的下方；

所述扬声器用于发出提示音；

所述智能控制模块通过所述气阀组与所述吸盘和喷杆控制连接，所述气阀组用于控制所述吸盘的吸力大小和所述喷杆的喷射强度大小；

所述智能控制模块通过所述液压阀组与所述扫盘和喷杆控制连接，所述液压阀组用于控制所述扫盘和喷杆进行收缩操作和伸出操作；

所述智能控制模块通过所述副发动机与所述风机和高压水泵控制连接，所述副发动机与所述风机和高压水泵传动连接；

所述风机与所述吸盘连接，所述风机用于向所述吸盘提供吸取垃圾的吸力；所述高压水泵与所述喷杆连接，所述高压水泵用于向所述喷杆提供水流。

作为优选，还包括操作面板，所述操作面板包括操作开关和显示屏，所述显示屏内嵌在所述操作面板上，所述显示屏与所述图像处理模块连接；

所述操作开关与所述智能控制模块连接，所述操作开关包括电源开关、副发动机开关、喷杆开关、扫盘开关、吸盘开关和洗扫控制开关；

所述电源开关为所述主控制器、传感器组和操作面板的电源的开关；所述副发动机开关用于向所述智能控制模块发送打开和关闭所述副发动机的指令，所述喷杆开关用于向所述智能控制模块发送给所述喷杆上电的指令，所述扫盘开关用于向所述智能控制模块发送给所述扫盘上电的指令，所述吸盘开关用于向所述智能控制模块发送给所述吸盘上电的指令；

所述洗扫控制开关包括清洗挡、洗扫档和干扫档，所述清洗挡用于向所述智能控制模块发送只打开所述喷杆的指令，所述洗扫档用于向所述智能控制模块发送同时打开所述喷杆、扫盘和吸盘的指令，所述干扫档用于向所述智能控制模块发送只打开所述扫盘和吸盘的指令。

本发明的有益效果是，这种扫洗车智能环境识别控制***通过传感器组获取竖直障碍距离、水平障碍距离、空气质量信息、垃圾分布信息和垃圾类型信息，主控制器根据竖直障碍距离和水平障碍距离控制工具组进行路面障碍物的避让并且根据空气质量信息、垃圾分布信息和垃圾类型信息对工具组的清洁程度进行调节和控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种扫洗车智能环境识别控制***的最优实施例的***结构示意图。

图2是本发明一种环境清洁方法的最优实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，本发明提供了一种扫洗车智能环境识别控制***，其特征在于，包括：

传感器组，传感器组包括视觉传感器、激光发射器、红外传感器和超声波传感器。

视觉传感器为固定设置在车体前端的摄像机，视觉传感器的镜头方向朝下设置，视觉传感器用于拍摄位于车体前端的道路的路面图像。

超声波传感器和视觉传感器并排设置在车体的前端，超声波传感器和视觉传感器的朝向一致。视觉传感器在获取路面图像的同时，超声波传感器会发出超声波并且根据接收到的返回的超声波获取垃圾分布信息。

激光发射器包括竖直激光发射器和水平激光发射器。竖直激光发射器和水平激光发射器均位于车体底部。竖直激光发射器的发射端竖直向下设置，竖直激光发射器用于测量竖直障碍距离，竖直障碍距离为车体底部与路面障碍物之间的竖直距离。水平激光发射器的发射端水平朝向车体的两侧，水平激光发射器用于测量水平障碍距离，水平障碍距离为车体底部与位于车体两侧的路面障碍物之间的水平距离。

红外传感器为红外粉尘检测仪，车体的两侧的侧边下方部位分别安装有红外传感器。扫洗车在作业过程中如果洒水量不够多很容易激起灰尘，激起的灰尘一般会从车辆的两侧散播到空气中。红外传感器用于获取空气质量信息，空气质量信息为扫洗车工作过程中车体周围的空气中的灰尘的含量情况。

主控制器，主控制器包括图像处理模块、图像预处理模块、多源信息融合模块和智能控制模块。

图像预处理模块被配置为通过对图像的二值化处理将路面图像处理为预处理路面图像。路面上的垃圾或者污渍在经过二值化图像处理过后能够以轮廓的形式存在于预处理路面图像中。

图像预处理模块还被配置为根据垃圾分布信息生成超声波图像，路面上的垃圾包括道路表面上沾染的污渍和洒落在道路上的比如树叶、塑料制品和纸屑等固定垃圾。超声波传感器接收到的在遇到平整的路面时返回的超声波和遇到路面上的垃圾时返回的超声波是不一样的，图像预处理模块能够根据超声波传感器获取的垃圾分布信息生成超声波图像。

多源信息融合模块被配置为根据预处理路面图像和超声波图像获取垃圾类型信息。预处理路面图像包括道路上所有垃圾和污渍的位置，超声波图像包括道路上固体垃圾的位置，多源信息融合模块能够根据所有垃圾和污渍的位置和固体垃圾的位置判断出道路上每一个垃圾的具体类型，生成垃圾类型信息，垃圾类型信息包括固体垃圾数量和污渍垃圾占比，污渍垃圾占比为污渍区域面积与被拍摄到的路面面积的比值。

图像处理模块被配置为根据垃圾类型信息在路面图像上标注垃圾类型，图像处理模块会根据垃圾类型信息和预处理路面图像将路面图像中出现的垃圾圈出并且标注类型。

智能控制模块是具有数据处理功能和控制功能的集成电路模块，智能控制模块被配置为根据竖直障碍距离、水平障碍距离、空气质量信息和垃圾类型信息对用于洗扫车上装载的清洁用具进行清洁强度和位置方面的调控。

工具组，工具组包括气阀组、液压阀组、副发动机、风机、高压水泵、扫盘、喷杆、吸盘和扬声器，智能控制模块与气阀组、液压阀组、副发动机、扫盘和扬声器连接。

车体的下方沿着车体的长度方向依次设置有两个并排设置的扫盘、两个并排设置的喷杆和吸盘。喷杆包括用于冲刷路面污渍的水柱喷头和用于激起水雾减少灰尘扬起的水雾喷头。两个扫盘的先转方向相反，位于左边的扫盘逆时针旋转。在扫洗车工作时，位于车体下方和车体附近的垃圾在两个扫盘的扫刷下流转至车体下方，然后喷杆向被清扫过的区域喷射水柱来清除路面上的污渍，水柱激起的水雾也能够对尘土起到一定的抑制作用。

智能控制模块通过气阀组与吸盘和喷杆控制连接，气阀组能够控制吸盘的吸力大小和喷杆的喷射强度大小。

智能控制模块通过液压阀组与扫盘和喷杆控制连接，液压阀组能够控制扫盘和喷杆进行收缩操作和伸出操作。

智能控制模块通过副发动机与风机和高压水泵控制连接，副发动机通过传送带与风机和高压水泵传动连接。

智能控制模块与扫盘连接并且能够控制扫盘的转动速度。风机与吸盘连接，风机能够向吸盘提供吸取垃圾时所需的吸力。高压水泵与喷杆连接，高压水泵能够向喷杆提供冲洗路面时所需要的水流。扬声器与智能控制模块连接，在遇到特殊情况时，扬声器能够发出提示音提醒驾驶员注意路况。

基于以上的一种扫洗车智能环境识别控制***，其工作方法包括以下步骤：

S1、视觉传感器获取路面图像，图像预处理模块将路面图像处理为预处理路面图像；超声波传感器获取垃圾分布信息，图像预处理模块根据垃圾分布信息生成超声波图像；红外传感器获取空气质量信息；

S2、多源信息融合模块根据预处理路面图像和超声波图像生成垃圾类型信息，垃圾类型信息包括固体垃圾数量和污渍垃圾占比；图像处理模块根据垃圾类型信息在路面图像上标注垃圾类型；

S3、智能控制模块固体垃圾数量是否大于第一调节阈值，若固体垃圾数量大于第一调节阈值则说明固体垃圾数量过多，吸盘需要加大吸力才能够保证将所有的垃圾全部吸除干净，扫盘需要提高转速才能够保证将固体垃圾清扫干净；智能控制模块通过提高风机的功率提高吸盘的吸力，同时智能控制模块将扫盘的转速调大；否则智能控制模块不改变吸盘当前的吸力和扫盘的转速；

智能控制模块判断污渍垃圾占比是否大于第二调节阈值，若污渍垃圾占比大于第二调节阈值则智能控制模块通过调高气压阀组的气压来增大喷杆的喷射强度；否则智能控制模块不改变气压阀组当前的气压；

智能控制模块判断空气质量信息是否大于第三调节阈值，若空气质量信息大于第二调节阈值则说明车体周围的灰尘数量过多，智能控制模块通过调大高压水泵的功率来增加喷杆的喷雾强度；否则智能控制模块不改变高压水泵当前的功率；

在本实施例中，步骤S1-S3中均包括步骤：激光发射器获取水平障碍距离和竖直障碍距离；

智能控制模块判断水平障碍距离是否小于水平避让阈值，若水平障碍距离小于水平避让阈值则智能控制模块通过液压阀组控制扫盘回缩；

智能控制模块判断竖直障碍距离是否小于竖直避让阈值，若竖直障碍距离小于竖直避让阈值则智能控制模块通过液压阀组控制扫盘和喷杆向上收缩。

智能控制模块判断障碍距离小于避让阈值后，智能控制模块会控制扬声器发声提示驾驶员注意路况，减速慢行。

在工作过程中，两个扫盘的一部分会分别向车体的两侧探出，如果车体与路面上的障碍物或者路肩距离过近很容易导致扫盘与障碍物或者路肩发生摩擦，扫盘会因此出现清扫下降或者损坏的情况。扫盘和喷杆由于其工作需求，需要与路面保持相当近的距离。如果与路面上的障碍物发声碰撞，很可能会对扫盘和喷杆的使用寿命造成伤害。利用水平障碍距离和竖直障碍距离对扫盘和喷杆的位置进行提前调整，既能够保证扫盘和喷杆的清洁质量，又能够提高扫盘和喷杆的使用寿命。

根据另外的实施例，这种扫洗车智能环境识别控制***还包括操作面板，操作面板包括操作开关和显示屏。显示屏内嵌在操作面板上，显示屏与图像处理模块连接。

操作开关与智能控制模块连接，操作开关包括电源开关、副发动机开关、喷杆开关、扫盘开关、吸盘开关和洗扫控制开关。

电源开关为主控制器、传感器组和操作面板的电源的开关；副发动机开关用于向智能控制模块发送打开和关闭副发动机的指令，喷杆开关用于向智能控制模块发送给喷杆上电的指令，扫盘开关用于向智能控制模块发送给扫盘上电的指令，吸盘开关用于向智能控制模块发送给吸盘上电的指令。

洗扫控制开关包括清洗挡、洗扫档和干扫档，清洗挡用于向智能控制模块发送只打开喷杆的指令，洗扫档用于向智能控制模块发送同时打开喷杆、扫盘和吸盘的指令，干扫档用于向智能控制模块发送只打开扫盘和吸盘的指令。当遇到特殊天气，例如刚刚下雨或者正在下雨时，驾驶员可以将洗扫控制开关调节至干扫档，这样能够节省用水，防止浪费。

在本实施例中，在步骤S1前还包括以下步骤：驾驶员打开操作开关，副发动机、主控制器和传感器组上电并且开始工作，喷杆、扫盘和吸盘上电后按照洗扫控制开关的档位工作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种扫洗车智能环境识别控制***，其特征在于，包括：传感器组、主控制器和工具组；

所述传感器组包括视觉传感器、激光发射器、红外传感器和超声波传感器，所述视觉传感器、激光发射器、红外传感器和超声波传感器均设置在车体上；所述视觉传感器用于获取路面图像，所述超声波传感器用于检测路面上的垃圾并且获取垃圾分布信息，所述视觉传感器和超声波传感器的朝向一致；所述激光发射器用于测量竖直障碍距离和水平障碍距离；所述红外传感器用于获取周围环境的空气质量信息；

所述主控制器包括图像处理模块、图像预处理模块、多源信息融合模块和智能控制模块；

所述图像预处理模块被配置为将所述路面图像处理为预处理路面图像，所述图像预处理模块还被配置为根据所述垃圾分布信息生成超声波图像；所述多源信息融合模块被配置为根据所述预处理路面图像和超声波图像获取垃圾类型信息，所述垃圾类型信息包括固体垃圾数量和污渍垃圾占比；图像处理模块被配置为根据所述垃圾类型信息在所述路面图像上标注垃圾类型；所述智能控制模块被配置为根据所述竖直障碍距离、水平障碍距离、空气质量信息和垃圾类型信息对所述工具组进行调控。

2.如权利要求1所述的一种扫洗车智能环境识别控制***，其特征在于：

所述工具组包括气阀组、液压阀组、副发动机、风机、高压水泵、扫盘、喷杆、吸盘和扬声器，所述智能控制模块与所述气阀组、液压阀组、副发动机、扫盘和扬声器连接，所述扫盘、喷杆和吸盘沿所述车体的长度方向依次设置在所述车体的下方；

所述扬声器用于发出提示音；

所述智能控制模块通过所述气阀组与所述吸盘和喷杆控制连接，所述气阀组用于控制所述吸盘的吸力大小和所述喷杆的喷射强度大小；

所述智能控制模块通过所述液压阀组与所述扫盘和喷杆控制连接，所述液压阀组用于控制所述扫盘和喷杆进行收缩操作和伸出操作；

所述智能控制模块通过所述副发动机与所述风机和高压水泵控制连接，所述副发动机与所述风机和高压水泵传动连接；

所述风机与所述吸盘连接，所述风机用于向所述吸盘提供吸取垃圾的吸力；所述高压水泵与所述喷杆连接，所述高压水泵用于向所述喷杆提供水流。

3.如权利要求1所述的一种扫洗车智能环境识别控制***，其特征在于：

还包括操作面板，所述操作面板包括操作开关和显示屏，所述显示屏内嵌在所述操作面板上，所述显示屏与所述图像处理模块连接；

所述操作开关与所述智能控制模块连接，所述操作开关包括电源开关、副发动机开关、喷杆开关、扫盘开关、吸盘开关和洗扫控制开关；

所述电源开关为所述主控制器、传感器组和操作面板的电源的开关；所述副发动机开关用于向所述智能控制模块发送打开和关闭所述副发动机的指令，所述喷杆开关用于向所述智能控制模块发送给所述喷杆上电的指令，所述扫盘开关用于向所述智能控制模块发送给所述扫盘上电的指令，所述吸盘开关用于向所述智能控制模块发送给所述吸盘上电的指令；

所述洗扫控制开关包括清洗挡、洗扫档和干扫档，所述清洗挡用于向所述智能控制模块发送只打开所述喷杆的指令，所述洗扫档用于向所述智能控制模块发送同时打开所述喷杆、扫盘和吸盘的指令，所述干扫档用于向所述智能控制模块发送只打开所述扫盘和吸盘的指令。

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