一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法技术

本发明专利技术是一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法。包括感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、收集模块、警报模块及控制模块；感知模块用于构建环境地图，进行垃圾、行人、非机动车及障碍物的识别分类；驱动模块用于驱动无人清扫车的行驶及清扫模块的运转；动力模块用于为清扫车的供电续航；清扫模块用于垃圾的清扫；收集模块用于存放路面清扫垃圾；警报模块用于清扫车行驶避障时，向外界发出警报；控制模块用于车辆运动的控制中心与感知、定位数据的处理；感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、警报模块均与控制模块；收集模块与清扫模块连接。该清扫车及清扫方法能实现对有、无障碍物的非机动车道的清扫任务的规划。

【技术实现步骤摘要】
一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法
本专利技术属于自动驾驶导航
，具体的说是一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法。
技术介绍
随着国民经济的日益发展，科学技术的不断进步，人们更加重视公共环境的清洁。机动车道的清扫，目前多由大型清扫车进行清扫，道路环境不断改善，非机动车道作为行人及非机动车出现概率较大的车道，其清洁度更不容忽视。为了降低非机动车道环卫工人的劳动强度，提高交通安全性及清扫效率，一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，可有效替代工人劳动。
技术实现思路
本专利技术提供了一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法，该清扫车及清扫方法能实现对有、无障碍物的非机动车道的清扫任务的规划，对非机动车和行人进行避让并且实时警报，提升交通安全性，可有效替代工人劳动。本专利技术技术方案结合附图说明如下：一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，包括感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、收集模块、警报模块及控制模块；所述感知模块，用于构建环境地图，进行垃圾、行人、非机动车及障碍物的识别分类；所述驱动模块，用于驱动无人清扫车的行驶及清扫模块的运转；所述动力模块，用于为清扫车的供电续航；所述清扫模块，用于垃圾的清扫；所述收集模块，用于存放路面清扫垃圾；所述警报模块，用于清扫车行驶避障时，向外界发出警报；所述控制模块，用于车辆运动的控制中心与感知、定位数据的处理；所述感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、警报模块均与控制模块；所述收集模块与清扫模块连接。所述感知模块包括摄像头和多线激光雷达；所述摄像头有四个，分别安装在清扫车前、后及左、右两侧；所述多线激光雷达安装在清扫车顶的中心处。所述驱动模块安装在清扫车前轮驱动桥。所述动力模块为太阳能电池板，安装在清扫车的顶部。所述清扫模块包括液压缸1、第一清扫毛刷2、第二清扫毛刷3、第一支撑组件4、第二支撑组件5、第三支撑组件6、固定轴承7和洒水装置8；所述第二支撑组件5的一端通过固定轴承7与一个液压缸1的一端连接，另一端通过固定轴承7与另一个液压缸1的一端连接；两个所述第一支撑组件4的另一端分别通过固定轴承7与第一支撑组件4的中间位置连接；两个所述第一支撑组件4的一端分别通过固定轴承7与第三支撑组件6的两端连接；所述洒水装置8设置在第三支撑组件6的中间位置；所述第一清扫毛刷2通过固定轴承7对称设置在洒水装置8的两侧；所述第一清扫毛刷2和第二清扫毛刷3对称设置在第一支撑组件4的固定轴承7的两侧；所述第二支撑组件5上设置有与清扫车底盘固定链接的螺纹孔9。所述第三支撑组件6的两端呈弧形，侧面开有第一凹槽6-1，并且开有第一通孔6-2；所述第三支撑组件6的中间设置有连接洒水装置8的第二通孔6-3；所述第二通孔6-3的两端设置有连接第一清扫毛刷2的第三通孔6-4；所述第三支撑组件6的长度为p。所述第一支撑组件4的两端呈弧形，高度与第一凹槽6-1的高度相同；所述第一支撑组件4的一端设置有与第一通孔6-2大小相同的第四通孔4-1，另一端设置有与第一清扫毛刷2连接的第五通孔4-2；所述第一支撑组件4上还设置有连接第一清扫毛刷2的第六通孔4-3和连接第二清扫毛刷3的第七通孔4-4；所述第一支撑组件4的长度为q；清扫车的清扫范围为[p，p+2q]；所述第一支撑组件4和第三支撑组件6的夹角为α，α的范围[π/2，π]；所述的液压缸1与控制模块连接；所述第二支撑组件5的两端呈弧形，侧面开有第二凹槽5-1，并且开有第八通孔5-2；所述第二凹槽5-1的高度与液压缸1的一端高度相同。所述洒水装置8下端的扇形喷嘴与电动水阀连接后，再与水箱通过橡胶水管进行连接；所述电动水阀与控制模块相连；所述扇形喷嘴的弧形区域前侧设置有小径开孔；所述洒水装置8的洒水范围以洒水装置e为中心，以p/2+q为半径、圆心角为2π/3的扇形区域；所述收集模块为垃圾收纳箱，为抽屉式，设置在车尾下侧，与第一清扫毛刷2和第二清扫毛刷3通过橡胶管连接。所述警报模块设置在清扫车前侧的中心位置，其报警方式包含警报闪烁LED灯及警报声音两种方式。一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车的清扫方法，包括以下步骤：步骤一、清扫车启动，感知模块中的多线激光雷达和摄像头采集周围环境数据，同时检测周围目标；控制模块利用SOLM方案建立环境地图，同时将摄像头采集的视觉信息和多线激光雷达采集的点云数据进行融合、分类，确定地图中的障碍物、行人及非机动车道与机动车道的边界线；步骤二、根据确定的非机动车道的边界宽度m，规划清扫任务；即使得：k＝int(m/p+2qcos(π-α))式中，k为完成整个非机动车道清扫任务往返的清扫次数；p为第三支撑组件6的长度；q为第一支撑组件4的长度；此时的α为控制模块向可变清扫范围的清扫毛刷系统输出的指令；当完成某一清扫宽度范围内的清扫任务后，调头沿下一清扫宽度逆向运行；步骤三、当清扫车正前方p/2+q范围内出现行人及非机动车时，洒水装置8停止工作，电动水阀关闭断水，发出警报提示行人及非机动车，并暂停向前行驶；当清扫车正前方p/2+q范围内出现障碍物时，清扫车绕过障碍物，再回归至原清扫路线继续完成清扫任务；当距清扫车前方p/2+q，在清扫车左或右侧且距左或右侧宽度为qcosπ-α)的区域内出现行人或障碍物时，行人或障碍物侧的清扫毛刷系统收回至最小位置，待超越行人或障碍物后回归至初始规划位置。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术通过各个模块的协同作用，实现对有、无障碍物的非机动车道的清扫任务的规划；2)本专利技术能对非机动车和行人进行避让并且实时警报，提升交通安全性，可有效替代工人劳动；3)本专利技术的动力模块采用太阳能电池板，提升了环保特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车的结构示意图；图2为本专利技术中液压缸的结构示意图；图3为本专利技术中第一清扫毛刷的结构示意图；图4为本专利技术中第二清扫毛刷的结构示意图；图5为本专利技术中第一支撑组件的结构示意图；图6为本专利技术中第二支撑组件的结构示意图；图7为本专利技术中第三支撑组件的结构示意图；图8为本专利技术中固定轴承的结构示意图；图9为本专利技术中洒水装置的结构示意图；图10为本专利技术中可变清扫范围毛刷系统示意图；图11为清扫车在清扫环境中的行驶示意图；图12为可变清扫范围的清扫毛刷系统改变单侧清扫宽度的结构示意图；图13为清扫车在某城市非机动车道完成清扫任务规划实例示意图。图中：1、液压缸；2、第一清扫毛刷；3、第二清扫毛刷；4、第一支撑组件；5、第二支撑组件；6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，包括感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、收集模块、警报模块及控制模块；所述感知模块，用于构建环境地图，进行垃圾、行人、非机动车及障碍物的识别分类；所述驱动模块，用于驱动无人清扫车的行驶及清扫模块的运转；所述动力模块，用于为清扫车的供电续航；所述清扫模块，用于垃圾的清扫；所述收集模块，用于存放路面清扫垃圾；所述警报模块，用于清扫车行驶避障时，向外界发出警报；所述控制模块，用于车辆运动的控制中心与感知、定位数据的处理；所述感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、警报模块均与控制模块；所述收集模块与清扫模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，包括感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、收集模块、警报模块及控制模块；所述感知模块，用于构建环境地图，进行垃圾、行人、非机动车及障碍物的识别分类；所述驱动模块，用于驱动无人清扫车的行驶及清扫模块的运转；所述动力模块，用于为清扫车的供电续航；所述清扫模块，用于垃圾的清扫；所述收集模块，用于存放路面清扫垃圾；所述警报模块，用于清扫车行驶避障时，向外界发出警报；所述控制模块，用于车辆运动的控制中心与感知、定位数据的处理；所述感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、警报模块均与控制模块；所述收集模块与清扫模块连接。


2.根据权利要求1所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述感知模块包括摄像头和多线激光雷达；所述摄像头有四个，分别安装在清扫车前、后及左、右两侧；所述多线激光雷达安装在清扫车顶的中心处。


3.根据权利要求1所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述驱动模块安装在清扫车前轮驱动桥。


4.根据权利要求1所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述动力模块为太阳能电池板，安装在清扫车的顶部。


5.根据权利要求1所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述清扫模块包括液压缸(1)、第一清扫毛刷(2)、第二清扫毛刷(3)、第一支撑组件(4)、第二支撑组件(5)、第三支撑组件(6)、固定轴承(7)和洒水装置(8)；所述第二支撑组件(5)的一端通过固定轴承(7)与一个液压缸(1)的一端连接，另一端通过固定轴承(7)与另一个液压缸(1)的一端连接；两个所述第一支撑组件(4)的另一端分别通过固定轴承(7)与第一支撑组件(4)的中间位置连接；两个所述第一支撑组件(4)的一端分别通过固定轴承(7)与第三支撑组件(6)的两端连接；所述洒水装置(8)设置在第三支撑组件(6)的中间位置；所述第一清扫毛刷(2)通过固定轴承(7)对称设置在洒水装置(8)的两侧；所述第一清扫毛刷(2)和第二清扫毛刷(3)对称设置在第一支撑组件(4)的固定轴承(7)的两侧；所述第二支撑组件(5)上设置有与清扫车底盘固定链接的螺纹孔(9)。


6.根据权利要求5所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述第三支撑组件(6)的两端呈弧形，侧面开有第一凹槽(6-1)，并且开有第一通孔(6-2)；所述第三支撑组件(6)的中间设置有连接洒水装置(8)的第二通孔(6-3)；所述第二通孔(6-3)的两端设置有连接第一清扫毛刷(2)的第三通孔(6-4)；所述第三支撑组件(6)的长度为p。


7.根据权利要求6所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，所述第一支撑组...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚，刘欢，张栋，宋世平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22