一种面向养殖场的室内无人消毒小车制造技术

本发明专利技术涉及一种面向养殖场的室内无人消毒小车，包括：车辆感知模块、UWB定位模块、车辆决策规划模块、车辆底盘控制模块、遥控接管模块、消毒上装模块、智能充电模块和车轮。与现有技术相比，本发明专利技术在养殖场等封闭场景下，设计了适应该环境的车辆环境感知模块、车辆决策规划模块、UWB定位模块、车辆底盘控制模块、消毒上装模块、遥控接管模块、智能充电模块，实现了无人消毒小车的24h全天候无人作业和智能充电。本发明专利技术解决了传统养殖场消毒设备消毒不均匀，且对工作人员健康产生危害等问题，能够在降低养殖场人力成本的同时，提升消毒作业效率、提升消毒作业安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种面向养殖场的室内无人消毒小车
本专利技术涉及汽车电子
，特别涉及一种面向养殖场的室内无人消毒小车，应用于新型智能养殖场的日常场地消毒作业。
技术介绍
当前，市面上的养殖场消毒设备主要分为固定式和移动式两种。固定式消毒设备缺点主要为固定消毒位置将导致雾化后的消毒液难以实现均匀分布；移动式消毒设备缺点主要为日常养殖场频繁的消毒工作和非专业的防护设备容易导致作业员工的健康发生损害。因此，如何避免消毒人员的健康发生损害，并提升养殖场消毒作业时的效率和均匀性是本领域内技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
为了提升养殖场消毒作业时的效率和均匀性，降低养殖场人工成本本专利技术提供了一种面向养殖场的室内无人消毒小车，包括：车辆感知模块（1）、车辆决策规划模块（2）、车辆底盘控制模块（3）、遥控接管模块（4）、消毒上装模块（5）、智能充电模块（6）、UWB定位模块（7）和车轮。车辆感知模块（1）主要由无人小车车顶的一个激光雷达和车身前端的两个超声波雷达构成，用于养殖场地图建图及障碍物检测，车辆感知模块（1）与车辆决策规划模块（2）通过数据传输线连接；车辆决策规划模块（2）通过激光雷达采集的点云数据实现离线建图，建图后利用高精度地图建立消毒作业行驶路线，车辆决策规划模块（2）与车辆底盘控制模块（3）通过通讯串口连接；车辆底盘控制模块（2）用于无人小车的驱动控制和转向控制，该模块接受来自车辆决策规划模块（2）和遥控接管模块（4）的控制预期输入，然后通过串口输出给底盘驱动/转向执行机构，实现无人小车的运动控制；遥控接管模块（4）包含车辆遥控器和信号接收器，用于突发状况时，人为介入接管车辆，信号接收器接受来自车辆遥控器的控制信号，并通过串口传输给车辆底盘控制模块（3）；消毒上装模块（5）是装载于车辆车身之上的雾化消毒设备，用于消毒液增压雾化喷洒，该模块由智能充电模块（6）中的电池供电；智能充电模块（6）由车内电池包、车载接触式充电口、及接触式充电桩构成，当车载接触式充电口充电桩接口接触后，即可实现无人小车电池包充电；UWB定位模块（7）由安装在养殖场场端的UWB标签和安装于车辆质心的信号接收器构成，车辆质心处的信号接收器通过串口与车辆底盘控制模块（3）相连，用于无人小车在养殖场内的精确定位。与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：（1）本专利技术中车辆顶端的360°单线激光雷达能够实现养殖场固定围栏及建筑墙面全方位感知，结合UWB定位模块高精度定位功能，能够低成本地实现室内车辆运动学状态预估；（2）本专利技术中的消毒上装模块和车辆运动控制模块能够实现室内消毒无人小车的行驶/作业协同控制,在规避传统养殖场消毒设备弊端同时，能高效地、安全地解决当前养殖场使用场景下的各项消毒作业需求，同时降低了养殖场人力成本；（3）本专利技术的无人消毒小车智能充电模块，避免了电动车需要人为多次充电的弊端，从充电方式出发，实现无人消毒小车智能接入、智能充电，满足了消毒小车24h全天候定时消毒作业的需求（4）本专利技术的无人消毒小车体积较小，因此可不受养殖场场地道路宽度限制，能够在养殖场等道路狭小作业工况下实现固定路线的消毒作业；（5）本专利技术的无人消毒小车相较于养殖场传统消毒设备，消毒液体喷洒更加均匀，规避了传统固定消毒设备消毒不均匀的弊端；（6）本专利技术的基于UWB定位模块能够实现全天高精度定位，和不受光线影响，便于夜晚养殖场的消毒作业工作。附图说明图1是本专利技术一种面向养殖场的室内无人消毒小车的设计示意图。图2是UWB标签点状布置示意图。附图标记：1.UWB定位模块，2.车辆感知模块，3.车辆决策规划模块，4.消毒上装模块，5.车辆底盘控制模块，6、遥控接管模块，7、智能充电模块。具体实施方式本专利技术的目的就是为了克服现有养殖场消毒设备存在的缺陷而提供一种面向养殖场的室内无人消毒小车。一种面向养殖场的室内无人消毒小车，其特征在于，包括车辆感知模块、UWB定位模块、车辆决策规划模块、车辆底盘控制模块、遥控接管模块、消毒上装模块、智能充电模块和车轮，所述UWB定位模块、车辆决策规划模块分别通过通讯串口与车辆底盘控制模块连接；所述消毒上装模块由智能充电模块中的电池进行供电；所述车辆感知模块主要由无人小车车顶的一个激光雷达和车身前端的两个超声波雷达构成，用于养殖场室内地图建图及障碍物检测；所述车辆决策规划模块通过激光雷达采集的点云数据进行高精度建图，所建立的高精度地图用于规划无人消毒小车作业行驶路线；所述UWB定位模块由安装在养殖场场端的UWB标签和安装于车辆质心的信号接收器构成，用于无人消毒小车实时高精度定位；所述车辆底盘控制模块由运动控制器VCU和执行器构成，运动控制器VCU在接收到规划的作业行驶路线和高精度定位信息后，控制执行器进行车辆的驱动/转向控制，使得消毒小车能够按照预设的消毒作业行驶路线行驶；所述遥控接管模块包含车辆遥控器和信号接收器，用于出现突发状况时，工作人员介入接管车辆；所述消毒上装模块是装载于车辆顶部的雾化消毒设备，用于消毒作业时对消毒液进行增压、雾化、喷洒；所述智能充电模块由车内电池包、车载接触式充电口、接触式充电桩构成，当车载接触式充电口与充电桩接口发生接触后，充电桩就能对无人小车电池剩余电量进行估计，需要充电时无人消毒小车就能自动开始进行充电。优选地，激光雷达为1颗360°的单线激光雷达。优选地，激光雷达输出数据通过裁剪、像素级融合、区域分割、均值聚类、特征点提取，实现养殖场固定围栏识别、可通行区域提取、障碍物聚类与测距和激光SLAM定位，车辆决策规划模块以无人消毒小车后轴对称中心建立二维激光栅格地图，所建地图通过人为离线设置轨迹路线能完成无人消毒小车在养殖场内的消毒作业行驶路线规划。优选地，UWB定位模块由安装在养殖场场端的UWB标签和安装于车辆质心的信号接收器构成。如图2所示，UWB标签按照点状布置在养殖场内部，点与点之间的距离不大于200米。优选地，运动控制器VCU会定时接收来自信号接收器的定位信息和车辆运动学状态，然后通过与离线规划路径进行比对，实现横纵向控制解耦同时计算下一控制时域内的最优控制率，最后输出相应执行器的控制信号；执行器在接收到VCU发送的控制信号后，通过PI控制器控制执行器进行车辆的驱动/转向控制，最终实现消毒小车对于作业行驶路线的高精度跟踪。优选地，消毒上装模块包含消毒液储存容器和增压装置，在无人消毒小车在预设路线上行驶时，增压装置即对储存在容器内的消毒液进行增压雾化后再经由喷嘴喷洒出去，实现消毒液雾化均匀喷洒和无人上装作业。优选地，智能充电模块中车辆搭载的72V动力电池包分为4组，每组电池组包含20节18650锂离子电池，除此之外车载电源还包含一个12V副电池包，前者能为车辆驱动电机、转向电机供电，后者为其他车载电器供电。优选地，动力电池包能够通过DC-DC直接给副电池包进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向养殖场的室内无人消毒小车，其特征在于，包括车辆感知模块、UWB定位模块、车辆决策规划模块、车辆底盘控制模块、遥控接管模块、消毒上装模块、智能充电模块和车轮，所述UWB定位模块、车辆决策规划模块分别通过通讯串口与车辆底盘控制模块连接；所述消毒上装模块由智能充电模块中的电池进行供电；/n所述车辆感知模块主要由无人小车车顶的一个激光雷达和车身前端的两个超声波雷达构成，用于养殖场室内地图建图及障碍物检测；/n所述车辆决策规划模块通过激光雷达采集的点云数据进行高精度建图，所建立的高精度地图用于规划无人消毒小车作业行驶路线；/n所述UWB定位模块由安装在养殖场场端的UWB标签和安装于车辆质心的信号接收器构成，用于无人消毒小车实时高精度定位；/n所述车辆底盘控制模块由运动控制器VCU和执行器构成，运动控制器VCU在接收到规划的作业行驶路线和高精度定位信息后，控制执行器进行车辆的驱动/转向控制，使得消毒小车能够按照预设的消毒作业行驶路线行驶；/n所述遥控接管模块包含车辆遥控器和信号接收器，用于出现突发状况时，工作人员介入接管车辆；/n所述消毒上装模块是装载于车辆顶部的雾化消毒设备，用于消毒作业时对消毒液进行增压、雾化、喷洒；/n所述智能充电模块由车内电池包、车载接触式充电口、接触式充电桩构成，当车载接触式充电口与充电桩接口发生接触后，充电桩就能对无人小车电池剩余电量进行估计，需要充电时无人消毒小车就能自动开始进行充电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向养殖场的室内无人消毒小车，其特征在于，包括车辆感知模块、UWB定位模块、车辆决策规划模块、车辆底盘控制模块、遥控接管模块、消毒上装模块、智能充电模块和车轮，所述UWB定位模块、车辆决策规划模块分别通过通讯串口与车辆底盘控制模块连接；所述消毒上装模块由智能充电模块中的电池进行供电；
所述车辆感知模块主要由无人小车车顶的一个激光雷达和车身前端的两个超声波雷达构成，用于养殖场室内地图建图及障碍物检测；
所述车辆决策规划模块通过激光雷达采集的点云数据进行高精度建图，所建立的高精度地图用于规划无人消毒小车作业行驶路线；
所述UWB定位模块由安装在养殖场场端的UWB标签和安装于车辆质心的信号接收器构成，用于无人消毒小车实时高精度定位；
所述车辆底盘控制模块由运动控制器VCU和执行器构成，运动控制器VCU在接收到规划的作业行驶路线和高精度定位信息后，控制执行器进行车辆的驱动/转向控制，使得消毒小车能够按照预设的消毒作业行驶路线行驶；
所述遥控接管模块包含车辆遥控器和信号接收器，用于出现突发状况时，工作人员介入接管车辆；
所述消毒上装模块是装载于车辆顶部的雾化消毒设备，用于消毒作业时对消毒液进行增压、雾化、喷洒；
所述智能充电模块由车内电池包、车载接触式充电口、接触式充电桩构成，当车载接触式充电口与充电桩接口发生接触后，充电桩就能对无人小车电池剩余电量进行估计，需要充电时无人消毒小车就能自动开始进行充电。


2.根据权利要求1所述的一种面向养殖场的室内无人消毒小车，其特征在于，所述激光雷达为1颗360°的单线激光雷达。


3.根据权利要求1所述的一种面向养殖场的室内无人消毒小车，其特征在于，所述激光雷达输出数据通过裁剪、像素级融合、区域分割、均值聚类、特征点提取，实现养殖场固定围栏识别、可通行区域提取、障碍物聚类与测距和激光SLAM定位，车...

【专利技术属性】
技术研发人员：张周平，楼狄明，陈齐平，邓振文，胡一明，曾德全，涂培培，王旭华，牛志，熊璐，
申请(专利权)人：南昌智能新能源汽车研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36