一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，包括：智能决策单元，用于协调并指挥清扫车的驾驶及作业，智能决策单元设有用于选择驾驶模式的模式切换开关；环境感知单元，用于采集车身四周附近的路况信息；北斗定位终端，用于为车辆提供定位及路线导航；V2I通信装置，与红绿灯进行信息交互，为智能决策单元提供交通灯时间信息；线控制动单元，用于接收并执行智能决策单元的无人驾驶模式制动指令；线控转向单元，用于接收并执行智能决策单元的无人驾驶模式转向指令；远程监控单元，用于接收实时环境信息并发送控制指令至智能决策单元；电池组，用于为整个系统供电。与现有技术相比，本发明专利技术具有可切换双驾驶模式、无人驾驶准确等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统
本专利技术涉及无人驾驶领域，尤其是涉及一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统。
技术介绍
无人驾驶智能车的导航方式按照传感器形式的不同主要可分为激光雷达导航、视觉导航、北斗导航等。激光雷达导航可通过激光扫描车辆前进方向的道路和障碍物的距离信息；视觉导航主要通过摄像头采集前方道路图像信息；北斗卫星导航系统是由中国自主研发、独立运行的卫星导航系统，该系统可通过北斗定位终端采集车辆的卫星定位信息。北斗卫星导航系统相对于其他种类的导航方式，使用更安全，定位精度更高。目前北斗卫星导航系统大多应用于专用汽车或运输汽车。道路清扫车是集路面清扫、垃圾回收和运输为一体的清扫设备，是一种在专用汽车的基础上改装的具有道路清扫功能的车型，清扫车除底盘发动机外，还加装由副发动机以及由其带动的扫刷，另外还设有风机、垃圾箱、水箱等多种配套设备共同组成作业系统。这种全新的车型可一次完成地面清扫、马路道牙清洗及清扫后对地面的洒水等工作，适用于各种气候和不同干燥路面的清扫作业。现有的清扫车大多通过人工驾驶来保证清扫车的正常工作，尚未有完备的自动驾驶技术应用于清扫车这种慢速行驶的车辆，而随着社会的发展，道路上机动车的增多，安全驾驶与高效率作业的结合成了一大难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，该系统包括：智能决策单元，与清扫车的整车运动控制系统和作业系统分别连接，用于协调并指挥清扫车的驾驶及作业，所述的智能决策单元设有用于选择驾驶模式的模式切换开关；环境感知单元，与智能决策单元连接，用于采集车身四周附近的路况信息；北斗定位终端，与智能决策单元连接，用于为车辆提供定位及路线导航；V2I通信装置，与智能决策单元连接，通过与红绿灯的信息交互，为智能决策单元提供交通灯的时间信息；线控制动单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的制动；线控转向单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的转向；远程监控单元，与环境感知单元和智能决策单元分别连接，用于接收实时环境信息并发送控制指令至智能决策单元；电池组，分别与上述各个单元连接，用于为整个系统供电。优选地，所述的环境感知单元包括雷达模块、摄像头监测模块和车载监控终端，所述的雷达模块、摄像头监测模块分别设于车身表面，所述的车载监控终端设于清扫车车箱的电气柜内，车载监控终端与远程监控单元连接。优选地，所述的雷达模块包括中长距离毫米波雷达和超声波雷达，所述的中长距离毫米波雷达安装在车身的前端和后端，所述的超声波雷达安装在车身四周。所述的摄像头监测模块包括单目摄像头和远程监控摄像头，所述的单目摄像头设于车身挡风玻璃的中央部位，所述的远程监控摄像头安装在车身两侧、车身前保险杠上及车身后方尾部。优选地，所述的中长距离一体毫米波雷达采用两部，分别安装在车辆前部和尾部，长距能够实现对车身前、后方最大距离175米、角度覆盖20°的检测，中距能够实现对车身前、后方最大距离60米、角度覆盖90°的检测；所述的超声波雷达采用二十部，分别在车身前后各安装四部，在车身左右各安装六部，能够实现对车身四周5米内的障碍物距离检测；所述的单目摄像头采用一部，安装在车辆前挡风玻璃中间处，能够实现对车身前方80米距离、角度覆盖38°的检测；所述的远程监控摄像头采用四部，分别安装在车身两侧、前保险杠上以及车身后方尾部，用于采集车身周围的视频信息，并将视频数据传送到车载监控终端，车载监控终端将其发送至远程监控单元。远程监控单元根据接收的实时环境信息，发送相应的控制指令至智能决策单元，用以调整驾驶模式。环境感知单元将采集的车身环境信息发送至智能决策单元，用于智能决策单元对整车驾驶进行控制。优选地，所述的线控制动单元包括行车制动电机、行车制动电磁阀、用于控制行车制动电磁阀的制动控制器、用于优先切换有人驾驶模式的制动踏板以及用于采集踏板力信号的踏板力传感器。优选地，所述的控制系统可实现清扫车的双驾驶模式制动及双驾驶模式切换，所述的双驾驶模式切换包括有人驾驶模式到无人驾驶模式的切换和无人驾驶模式到有人驾驶模式的切换。所述的双驾驶模式制动的具体内容为，清扫车处于有人驾驶模式时，行车制动采用原车液压系统完成制动动作，驻车制动采用原车驻车制动系统完成驻车动作；清扫车处于无人驾驶模式时，行车制动采用行车制动电机完成行车制动动作，驻车制动采用驻车制动电机控制拉索，完成驻车动作。所述的双驾驶模式切换的具体内容为：在整车上电后，驾驶员打开模式切换开关，发布有人驾驶模式与无人驾驶模式之间的切换命令；模式切换开关设置为无人驾驶模式时，智能决策单元将切换信号发送至制动控制器，制动控制器控制行车制动电磁阀进行电机切换，完成有人驾驶模式到无人驾驶模式的切换；制动踏板用于驾驶模式切换的优先级高于模式切换开关，当驾驶员在紧急情况下踩下车身内的制动踏板时，智能决策单元接收踏板力传感器信号，将无人驾驶模式向有人驾驶模式切换的命令发送至原车制动系统，产生制动，将模式切换开关切回有人驾驶模式，完成无人驾驶模式到有人驾驶模式的切换。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、本专利技术的智能决策单元设有模式切换开关，可对清扫车实现双驾驶模式控制，即有人驾驶模式或无人驾驶模式，以及双驾驶模式之间的切换；模式切换开关设置为无人驾驶模式时，智能决策单元将切换信号发送至制动控制器，使制动控制器控制行车制动电磁阀进行电机切换，完成有人驾驶模式到无人驾驶模式的切换；当驾驶员在紧急情况下踩下车身内的制动踏板时，智能决策单元接收踏板力传感器信号，将无人驾驶模式向有人驾驶模式切换的命令发送至原车制动系统，完成无人驾驶模式到有人驾驶模式的切换；双驾驶模式可提高清扫工作的效率，进一步保证驾驶员的安全，且操作简单；二、本专利技术利用了北斗导航方式的优点，同时将其他摄像头和雷达采集的信息融合并分析，可提取清扫车周围覆盖360°范围的有用信息，实现对清扫车前方、后方80m内、侧方5m内距离环境的目标物检测；同时，所使用的摄像头可通过内置的图像处理算法输出对机动车辆、非机动车辆、行人及散落物的类别信息，并且拥有在晴天和白天对车道线大约95％的识别率，达到了车辆周围环境感知的目的，且通过各部分单元的协调配合，使清扫车能够进一步准确无误地沿着道路进行清扫作业；三、本专利技术搭载了可以与远程监控终端进行通信的车载监控终端，能够接收远程监控终端的控制指令，并可上传相应的数据，保证了其在智能交通系统中能够接受调度系统的调度，保证清扫车在智能交通系统中有序、安全地运行；同时，搭载的V2I通信装置可以与路口的交通信号灯进行通信，保证车辆能顺利通过十字路口。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为清扫车的侧视结构示意图；图3为采用本专利技术的清扫车车身结构示意图；图4为本专利技术的环境感知单元布置示意图；图5为本专利技术的线控制动单元的结构示意图；图2、图3、图4中标号所示：1、北斗定位终端天线，2、单目摄像头，3、中长距离一体毫米波雷达，4、超声波雷达，5、V2I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，所述的清扫车设有整车运动控制系统和作业系统，所述的清扫车车身内设有电气柜，其特征在于，所述的控制系统包括：智能决策单元，与整车运动控制系统和作业系统分别连接，用于协调并指挥清扫车的驾驶及作业，所述的智能决策单元设有用于选择驾驶模式的模式切换开关；环境感知单元，与智能决策单元连接，用于采集车身四周附近的路况信息；北斗定位终端，与智能决策单元连接，用于为车辆提供定位及路线导航；V2I通信装置，与智能决策单元连接，通过与红绿灯的信息交互，为智能决策单元提供交通灯的时间信息；线控制动单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的制动；线控转向单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的转向；远程监控单元，与环境感知单元和智能决策单元分别连接，用于接收实时环境信息并发送控制指令至智能决策单元；电池组，分别与上述各个单元连接，用于为整个系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，所述的清扫车设有整车运动控制系统和作业系统，所述的清扫车车身内设有电气柜，其特征在于，所述的控制系统包括：智能决策单元，与整车运动控制系统和作业系统分别连接，用于协调并指挥清扫车的驾驶及作业，所述的智能决策单元设有用于选择驾驶模式的模式切换开关；环境感知单元，与智能决策单元连接，用于采集车身四周附近的路况信息；北斗定位终端，与智能决策单元连接，用于为车辆提供定位及路线导航；V2I通信装置，与智能决策单元连接，通过与红绿灯的信息交互，为智能决策单元提供交通灯的时间信息；线控制动单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的制动；线控转向单元，与智能决策单元连接，用于接收智能决策单元的无人驾驶模式指令，完成无人驾驶模式的转向；远程监控单元，与环境感知单元和智能决策单元分别连接，用于接收实时环境信息并发送控制指令至智能决策单元；电池组，分别与上述各个单元连接，用于为整个系统供电。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，其特征在于，所述的环境感知单元包括雷达模块、摄像头监测模块和车载监控终端，所述的雷达模块、摄像头监测模块分别设于车身表面，所述的车载监控终端设于电气柜内，所述的车载监控终端与远程监控单元连接。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，其特征在于，所述的雷达模块包括中长距离毫米波雷达和超声波雷达，所述的中长距离毫米波雷达安装在车身的前端和后端，所述的超声波雷达安装在车身四周。4.根据权利要求2所述的一种基于北斗导航的清扫车双驾驶模式控制系统，其特征在于，所述的摄像头监测模块包括单目摄像头和远程监控摄像头，所述的单目摄像头设于车身挡风玻璃的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗峰，吴宪，胡凤鉴，余婧，黄文奎，吴彬彬，余拥军，曾侠，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31