基于ROS的洗扫一体智能清洁车制造技术

本发明专利技术提供一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，包括机械车身、主控系统、底盘系统和用于感知环境的外围传感单元，机械车身包括车体、主动轮和从动轮，主动轮和从动轮分别设于车体的两端，底盘系统设于车体上，主动轮和从动轮由底盘系统控制和驱动，主控系统设于车体上，外围传感单元、底盘系统分别连接主控系统；该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，通过多传感器融合以及智能交互系统的设计，可以实现室内复杂环境中的洗扫一体清洁功能，实用性强，可以广泛应用于办公室楼宇、家居场景等清洁工作。

【技术实现步骤摘要】
基于ROS的洗扫一体智能清洁车
本专利技术涉及一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车。
技术介绍
随着经济发展，年轻一代愿意从事清洁工作行业的人群大幅度下降，当老年人从清洁行业退休，本行业就出现了劳动力短缺的问题，因此无人化清洁成为了人们关注的焦点。当前市面在售的扫地机器人基本以除灰和清洁微型垃圾为主，适合小家庭场景使用。对于办公室楼宇环境以及大型家庭场景不适用。经对现有文献检索发现，中国专利授权号CN1818219A，名称为“无扬尘扫地车”，中国专利授权号CN201050043Y，名称为“道路清扫车的滚动扫帚传动机构”等都致力于解决室外清洁工作，且都不具备智能。上述问题是在智能清洁车的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，解决现有技术中存在的目前现有的清洁车不具备智能或智能化相对不理想的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，包括机械车身、主控系统、底盘系统和用于感知环境的外围传感单元，机械车身包括车体、主动轮和从动轮，主动轮和从动轮分别设于车体的两端，底盘系统设于车体上，主动轮和从动轮由底盘系统控制和驱动，主控系统设于车体上，外围传感单元、底盘系统分别连接主控系统。进一步地，外围传感单元包括激光雷达、摄像头、超声波传感器、防跌落传感器，激光雷达设于车体的顶部，超声波传感器设于车体的底部，摄像头设于车体的前端，车体的底部四角分别设有防跌落传感器。进一步地，激光雷达采用360度全向激光雷达结合超声波传感器，通过SLAM技术建立室内环境地图，摄像头用于人机交互及自动避障，超声波传感器用于建立地图，防跌落传感器用于防止智能车掉下。进一步地，机械车身设有洗扫一体设备。进一步地，车体还设有GPS定位模块和存储器，GPS定位模块和存储器分别连接主控系统。进一步地，还包括触控显示屏，触控显示屏连接主控系统，主控系统基于ROS实现实现智能车路径规划、自动避障、人机交互以及定时巡航。本专利技术的有益效果是：该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，通过ROS系统集成视觉传感和SLAM技术，实现了扫地车智能规划清洁路径，人机交互指定特殊清洁区域以及定时巡航等功能。该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，通过多传感器融合以及智能交互系统的设计，可以实现室内复杂环境中的洗扫一体清洁功能，实用性强，可以广泛应用于办公室楼宇、家居场景等清洁工作。附图说明图1是本专利技术实施例基于ROS的洗扫一体智能清洁车的说明示意图；图2是实施例中激光雷达、超声波传感器以及摄像头的设置示意图；图3是实施例中防跌落传感器布局示意图；图4是实施例中防跌落传感器识别楼梯的说明示意图；图5是实施例中防跌落传感器识别楼梯的另一说明示意图；其中：1-主控系统，2-底盘系统，3-外围传感单元，4-车体，5-主动轮，6-从动轮，7-GPS定位模块，8-存储器，9-触控显示屏；31-激光雷达，32-摄像头，33-超声波传感器，34-防跌落传感器。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。实施例一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，如图1，包括机械车身、主控系统1、底盘系统2和用于感知环境的外围传感单元3，机械车身包括车体4、主动轮5和从动轮6，主动轮5和从动轮6分别设于车体4的两端，底盘系统2设于车体4上，主动轮5和从动轮6由底盘系统2控制和驱动，主控系统1设于车体4上，外围传感单元3、底盘系统2分别连接主控系统1。该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，通过ROS系统集成视觉传感和SLAM（Simultaneouslocalizationandmapping）技术，实现了扫地车智能规划清洁路径，人机交互指定特殊清洁区域以及定时巡航等功能。该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，通过多传感器融合以及智能交互系统的设计，可以实现室内复杂环境中的洗扫一体清洁功能，实用性强，可以广泛应用于办公室楼宇、家居场景等清洁工作。该种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，如图2，主控系统1实现智能路径规划、人机交互、定时巡航等功能。外围传感单元3包括激光雷达31、摄像头32、超声波传感器33、防跌落传感器34，激光雷达31设于车体4的顶部，超声波传感器33设于车体4的底部，摄像头32设于车体4的前端，车体4的底部四角分别设有防跌落传感器34。激光雷达31用于建立环境地图，摄像头32用于人机交互及自动避障，超声波传感器33用于建立地图，防跌落传感器34用于防止智能车掉下。车体4还设有GPS定位模块7和存储器8，GPS定位模块7和存储器8分别连接主控系统1。还包括触控显示屏9，触控显示屏9连接主控系统1，主控系统1基于ROS实现实现智能车路径规划、自动避障、人机交互以及定时巡航。实施例中，机械车身设有洗扫一体设备。底盘系统2采用后驱方式，两个主动轮5在后，一个被动转向轮在前。电机等速驱动时，智能车可以实现前进和后退运动。电机差速驱动时候可以实现转向功能。实施例中，外围传感单元3包括激光雷达31、摄像头32、超声波传感器33、防跌落传感器34等。激光雷达31采用360度全向激光雷达31结合超声波传感器33，通过SLAM技术建立室内环境地图。摄像头32用于图像识别，主要功能是进行人机交互以及避障。超声波传感器33主要为了解决透明物体，激光雷达31无法检测的情况。如图4和图5，防跌落传感器34用于识别楼梯和不平整地面等对智能车可能造成伤害的地形，以确保智能车可以规避这些复杂地形。实施例中，主控系统1实现智能路径规划、人机交互、定时巡航等功能。主控系统1是一个基于ROS系统的PC。其中，智能路径规划算法，以ROS下的movebase为载体，采用自主研发的全局路径规划算法和局部路径规划相结合，实现智能扫地车在工作环境中遍历式的洗扫一体工作。路径规划是指给定环境障碍条件，以及其实和目标的位置，要求选择一条从起始点到目标点的路径，使运动物体能安全、无碰撞地通过所有的障碍。移动小车的路径规划方法可分为基于地图的全局路径规划和基于传感器的局部路径规划，全局路径规划，作业环境的全部信息已知，又称静态或离线路径规划；局部路径规划，作业环境信息全部未知或部分未知，又称动态或在线路径规划。实施例中，人机交互通过人脸识别确认权限、手势识别和触摸屏的融合交互方式可以指挥智能车实现定点清扫、视觉跟踪清扫等功能。其中，定时巡航功能主要是通过定时器功能，实现在人群稀疏阶段自主清扫。如图3所示，实施例的防跌落传感器34布局示意图。车体4四个角都安装了防跌落传感器34，当智能扫地车接近路面极度不平整区域会自动避让。车体4底部四边轮子中间各装两个超声波传感器33，车体4顶部安装激光雷达31传感器，车体4前端安装摄像头32。激光雷达31传感器和超声波传感器33相结合，自主建立地图。超声波是为了解决透明物体，激光雷达31无法检测的情况。摄像头32可以实时监控环境情况和自动避开动态障碍的作用。以上详细描述了本专利技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本专利技术的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本专利技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，其特征在于：包括机械车身、主控系统、底盘系统和用于感知环境的外围传感单元，机械车身包括车体、主动轮和从动轮，主动轮和从动轮分别设于车体的两端，底盘系统设于车体上，主动轮和从动轮由底盘系统控制和驱动，主控系统设于车体上，外围传感单元、底盘系统分别连接主控系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于ROS的洗扫一体智能清洁车，其特征在于：包括机械车身、主控系统、底盘系统和用于感知环境的外围传感单元，机械车身包括车体、主动轮和从动轮，主动轮和从动轮分别设于车体的两端，底盘系统设于车体上，主动轮和从动轮由底盘系统控制和驱动，主控系统设于车体上，外围传感单元、底盘系统分别连接主控系统。2.如权利要求1所述的基于ROS的洗扫一体智能清洁车，其特征在于：外围传感单元包括激光雷达、摄像头、超声波传感器、防跌落传感器，激光雷达设于车体的顶部，超声波传感器设于车体的底部，摄像头设于车体的前端，车体的底部四角分别设有防跌落传感器。3.如权利要求2所述的基于ROS的洗扫一体智能清洁车，其特征在于：激光雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，刘杰，
申请(专利权)人：南通明诺电动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32