一种无人驾驶多功能道路清扫车的制作方法

本发明涉及多功能道路清扫车，尤其涉及一种无人驾驶多功能道路清扫车。

背景技术：

城市环境清洁复杂，无论晴天，雨天、或是北方的冬天均需要环境清洁车的工作，现有环卫车大多仅有清扫功能，不具备多种功能以适应不同天气场合的需要，其功能单一，无法适应城市环境清洁的需要，环境卫生清洁效率低。

另外，传统的道路清扫车的清扫路面时清扫不彻底，清扫效率低，还需要人工清扫辅助，增加了环卫工人的工作量，尤其在雨雪等恶劣天气下，工作效率更会下降；现亟需一款多功能的道路清扫车，以提高道路清扫的工作效率和清扫质量。

参考专利申请号为2016102693583的“一种基于云端数据库的无人驾驶汽车导航行车方法”、专利申请号为2015103813499的“一种无人驾驶汽车的自主变道决策系统”、专利申请号为201610860223.4的“一种雨雪天气下无人驾驶车辆的行车装置与策略”、专利申请号为201611245421.6的“一种用于车辆导航的行车路径规划方法”、专利申请号为201610483068.9的“一种无人驾驶车辆的听觉感知与智能决策系统”和专利申请号为201711062171.7的“一种无人驾驶车识别周围相邻运动物体的行车应对方法”，引用其内容为无人驾驶多功能道路清扫车中无人驾驶功能的实现。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无人驾驶多功能道路清扫车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种无人驾驶的多功能道路清扫车，包括方案规划系统、环境侦查系统、警示系统、储水系统、洒水系统、冰雪系统、清扫系统、园林系统；这7个系统相互连接，交互信息；

所述的方案规划系统，是无人驾驶多功能道路清扫车的总系统，用于规划清扫车的具体行车方案，以及监测本车车况；根据各类环境的信息和清扫车的车况信息，确定相应的具体应对方式；然后将应对策略信息发送至其他系统，按制定的方案执行道路清扫车的功能；

所述的环境侦查系统，包括摄像机、雷达、速度探测仪、雨雪传感器、距离探测仪等设备；能够识别无人驾驶多功能道路清扫车周围的环境信息，再将信息传输至方案规划系统；

进一步，所述的环境信息包括：车道信息、天气信息、绿化信息、行人(包括非机动车)信息、周围机动车辆信息、地面垃圾信息；

所述的警示系统，包括语音播报设备、显示设备和示警灯；可以进行语音提示、显示文字提示、灯光提示，向周围的机动车辆、非机动车辆以及行人发出警示，告知该多功能道路清扫车即将到达，与道路清扫车正在进行的工作状态，如洒水、扫雪、浇灌树木等；通知周围车辆、行人注意躲避；

所述的储水系统，包括蓄水装置、补水装置、过滤装置、加热装置、水量传感器10和储水控制器11；用于多功能道路清扫车进水、储水和供水，实现精准用水、控水；

进一步，蓄水装置，包括整车水箱1、进水口2、进水阀3和出水口5、出水阀4；其中进水口2直径稍大，用于整车水箱1补水时水进入，进水阀3只有进水时才会开启；出水口5用于道路清扫车用水时整车水箱1供水的出水，出口阀根据出水量的大小自动控制调节出水口5的大小。

进一步，补水装置一端直接与整车水箱1的进水口2相连，一端是补给水的入口，其补水来源，包括如下3种：

(1)直接从供水站补给；只需将多功能道路清扫车直接开至供水站，直接接水；

(2)在雨天接雨水；在下雨天利用接水装置接收雨水，即道路清扫车的车厢顶部开启车顶进水口，并且车厢顶部车板进行变形，以车顶进水口位置为最低处，向四周倾斜延伸，形成斜坡，以便雨水汇聚，流入车顶进水口；

若遇到道路积水，可以直接用抽水泵，将路面的积水抽入整车水箱1；

(3)下雪时或道路上有积雪；采用雨天时所用的接水装置，利用变形车板，以及安装于车内的加热装置，将积雪融化成水，进入车顶进水口；

若道路上有积雪，利用铲雪装置，将雪铲入车内，再利用加热装置加热成雪水后，运送至整车水箱1；

根据水源的不同，即补水方式的不同，接水装置的车顶进水口安装位置和大小也不同，具体的数值根据需求不同、地理环境不同进行设计。

进一步，过滤装置安装于整车水箱1的进水口2下方，包括滤网7、清理器6和出物口8，如图所示，滤网7用于过滤进水中杂物，清理器6是在过滤完后将滤网7上的杂物垃圾清出整车水箱1，出物口8是与垃圾存储箱相连，将杂物垃圾排出整车水箱1。

进一步，加热装置，是防止水箱内水在温度低的情况下结冰，无法出水，甚至冻坏整车水箱1；以及用于融化冰雪，重复利用。

进一步，水量传感器10是用于监测水箱内水量的具体数值，及时向方案规划系统反馈信息，防止整车水箱1内水量过高或过低；也可用于监测实时进水量和出水量，确保系统的正常运行。

进一步，储水控制器11是用于控制储水系统内的各个装置，精准控制进水量和出水量，保证储水系统的正常运行。

所述的洒水系统，包括临时储水装置、洒水装置和洒水控制器，能够依据方案规划系统发布的命令，进行洒水控制；其中，临时储水装置是一个小型水箱，接收由整车水箱1输送过来的水，存储洒水任务所需的水量；洒水装置包括多功能喷淋头和水管，水管连接小型水箱和喷淋头；洒水控制器是控制洒水的方式、水量和力度；

进一步，洒水装置中的多功能喷淋头，其连接杆是可伸缩式的，可以隐藏、延伸，控制洒水的高度、方向和范围；多功能喷淋头也可以根据洒水任务的具体要求改变出水量和出水方式，如单股式、雨水式、雨雾式等。

所述的冰雪系统，主要包括铲雪装置和化冰装置；其中，铲雪装置，包括铲雪设备、加热设备、储雪(冰)箱和铲雪控制器，是用于铲雪和铲除已部分融化的冰；多功能道路清扫车将铲除的积雪、冰水直接传送至车厢内，利用加热装置直接融化成水，变为储存用水；化冰装置包括存储箱、喷洒器和化冰控制器，存储箱用于存储化冰的溶剂，如盐溶剂等，喷洒器是用于喷洒溶剂，数量不定，喷洒范围、喷洒量根据路面情况自行控制；

进一步，铲雪设备是安装于车辆下方，可以安装于车前，也可安装于车厢底部；是可伸缩的设备，根据冰雪的深度，自由调节铲雪角度和高度；

进一步，由于铲雪装置和化冰装置一般是在特定时间、特定环境下使用，可以是固定装置，也可以是可拆卸式的。

所述的清扫系统，是用于清扫路面的垃圾，根据清扫垃圾的类型不同，分为一般清扫模式和特殊清扫模式；该系统的设备包括清扫毛刷、铲刀、多功能夹钳、多功能喷淋头、传送带、垃圾存储箱和清扫控制器；多功能夹钳、清扫毛刷、铲刀、多功能喷淋头都是可伸缩的，在不使用时可以隐藏于车厢内，利用清扫控制器，可以根据车辆离路面高度等因素自主调节，以适应路面进行清扫；清扫的垃圾会直接通过传送带，输送进垃圾存储箱；

进一步，一般清扫模式主要用于在车辆行进中清扫路面，主要使用清扫毛刷和多功能喷淋头清扫路面，用于清扫路面灰尘和小型垃圾；

进一步，特殊清扫模式是用于针对路面上的较难清理的垃圾，一般模式下清扫不了的垃圾，如粘连在地面的垃圾，可以使用铲刀和多功能喷淋头进行清理；如大型垃圾，可以直接用多功能夹钳，直接将垃圾夹取放入传送带。

所述的园林系统，是用于浇灌道路绿化带中的树木花草，包括多功能喷淋头、水管、药剂安置处、临时储水箱和园林控制器；其中，多功能喷淋头可改变出水方式、出水量的，其连接杆是可伸缩的，可以改变出水方向、高度、范围；水管有三根，一根连接多功能喷淋头和临时储水箱，另一根是连接药剂安置处出口和临时储水箱，第三根是临时储水箱与整车水箱1相连，提供水源；药剂安置处，用于存放浇灌绿植花草时所需的药剂，安置处的出药口能够按照实际需求向临时储水箱输送定量的药剂，同时还能监测药剂剩余量；临时储水箱是用于存储浇灌时所需的液体，是水与药剂按一定比例的混合物。

本发明的增益效果如下：

1、一车多用，能够实现洒水、清扫垃圾、铲雪化冰、绿化浇灌等功能；

2、能够利用地面积水、雨雪水等天然水资源，经济环保；

3、能够采用多种模式清扫地面垃圾，功能性强，实用性好；

4、整车由智能控制器控制，能够实现精准洒水、浇灌等任务，减少人工的工作量，节约能源和成本；

附图说明

图1无人驾驶的多功能道路清扫车系统图

图2无人驾驶的多功能道路清扫车储水装置结构图

附图标记说明

1、整车水箱；2、进水口；3、进水阀；4、出水阀；5、出水口；6、清理器；7、滤网；8、出物口；9、出物阀；10、水量传感器；11、储水控制器。

具体实施方式

本发明提出了一种无人驾驶的多功能道路清扫车，能够根据路政管理部门布置的相应任务，开启不同的系统，实现洒水、扫雪、化冰、道路清扫、树木浇灌等功能；同时，能够实时采集本车周围的环境信息，根据实际情况改变行车方式和清扫模式，并向周围车辆、行人发出提醒，告知清扫车的作业任务。

如图1所示，一种无人驾驶的多功能道路清扫车，包括环境侦查系统、警示系统、洒水系统、冰雪系统、清扫系统、园林系统；这8个系统相互连接，交互信息；

所述的方案规划系统，是无人驾驶多功能道路清扫车的总系统，用于规划清扫车的具体行车方案，以及监测本车车况；根据路政管理系统布置的作业任务，以及周围的环境信息和清扫车的车况信息，确定相应的具体应对方式，规划具体的实施方案；然后将具体方案信息发送至其他系统，按制定的方案执行道路清扫车的功能；

所述的环境侦查系统，包括摄像机、雷达、速度探测仪、雨雪传感器、距离探测仪、雨雪深度探测仪等设备；能够识别无人驾驶多功能道路清扫车周围的环境信息，包括车道信息、天气信息、绿化信息、行人信息、非机动车信息、机动车辆信息、地面垃圾信息；再将这些信息传输至方案规划系统；

具体的，所述的天气信息包括：

(1)天气类型，如晴天、雨天、雾天、雪天等；

(2)天气实况，如雨量、雪量、能见度等；

(3)天气道路情况，如路面积水量、积雪深度、冰层深度等；

具体的，所述的绿化信息，包括绿化所在位置、绿化范围、绿化类型；

具体的，所述的地面垃圾信息，需要具体到垃圾的类型、大小与状态，以便确定具体的清理方式；如垃圾是塑料袋，还要判断是空的，还是满的，是否粘连在地面等；

所述的警示系统，用于向周围的机动车辆、非机动车辆以及行人发出警示信息；包括语音播报设备、显示设备和示警灯，可以进行语音提示、显示文字提示、灯光提示，告知该多功能道路清扫车即将到达及其工作状态，如洒水、扫雪、浇灌树木等；通知周围车辆、行人注意躲避；

具体的，所述的警示信息包含：

(1)多功能道路清扫车的位置和行车路线，直接用语音提示，让前方行人和车辆注意；

(2)道路清扫车的工作状态，如洒水、扫雪、清扫、浇灌树木等，以及洒水范围、浇灌范围、清扫范围等；提醒车辆行人是否需要躲避；

如图2所示，所述的储水系统，用于多功能道路清扫车进水、储水和供水，包括蓄水装置、补水装置、过滤装置、加热装置、水量传感器10和储水控制器11，能够实现精准用水、控水；

具体的，所述的蓄水装置，包括整车水箱1、进水口2、进水阀3和出水口5、出水阀4；其中进水口2用于整车水箱1补水时水进入，进水阀3只有进水时才会开启；出水口5用于道路清扫车用水时整车水箱1供水的出水，出口阀只有出水时才会开启，根据出水量的大小自动控制调节出水口5的大小。

具体的，补水装置一端直接与整车水箱1的进水口2相连，一端是补给水的入口，其补水来源，包括如下3种：

(1)直接从供水站补给；只需将多功能道路清扫车直接开至供水站，直接接水；

(2)在雨天接雨水；在下雨天利用接水装置接收雨水，即道路清扫车的车厢顶部开启车顶进水口，并且车厢顶部车板进行变形，以车顶进水口位置为最低处，向四周倾斜延伸，形成斜坡，以便雨水汇聚，流入车顶进水口；

若遇到道路积水，可以直接用抽水泵，将路面的积水抽入水箱；

(3)下雪时或道路上有积雪；采用雨天时所用的接水装置，利用变形车板，以及安装于车内的加热装置，将积雪融化成水，进入车顶进水口；

若道路上有积雪，利用铲雪装置，将雪铲入车内，再利用加热装置加热成雪水后，运送至整车水箱1；

根据水源的不同，即补水方式的不同，接水装置的车顶进水口安装位置和大小也不同，具体的数值根据需求不同、地理环境不同进行设计。

具体的，所述的过滤装置安装于整车水箱1的进水口2下方，包括滤网7、清理器6、出物口8和出物阀9，滤网7用于过滤进水中杂物，清理器6是在过滤完后将滤网7上的杂物垃圾清出整车水箱1，出物阀9在将垃圾清出整车水箱1时打开；出物口8是与垃圾存储箱相连，将杂物垃圾排出整车水箱1。

具体的，所述的加热装置，是防止水箱内水在温度低的情况下结冰，无法出水，甚至冻坏整车水箱1；以及用于融化冰雪，重复利用；

加热装置布置在无人驾驶多功能道路清扫车车厢内部水管和各个水箱位置的周围，可以保证车辆在冬天时各设备的正常运行。

具体的，所述的水量传感器10是用于监测水箱内水量的具体数值，实时向方案规划系统反馈信息，防止整车水箱1内水量过高或过低；也可用于监测实时进水量和出水量，确保系统的正常运行。

具体的，所述的储水控制器11是用于控制储水系统内的各个装置，精准控制进水量和出水量，保证储水系统的正常运行。

所述的洒水系统，包括临时储水装置、洒水装置和洒水控制器，能够依据方案规划系统发布的命令，进行洒水控制；其中，临时储水装置是一个小型水箱，接收由整车水箱1输送过来的水，存储洒水任务所需的水量；洒水装置包括多功能喷淋头和水管，水管连接小型水箱和喷淋头；洒水控制器是控制洒水的方式、水量和力度；

具体的，所述的洒水装置中的多功能喷淋头，其连接杆是可伸缩式的，可以隐藏、延伸，控制洒水的高度、方向和范围；多功能喷淋头也可以根据洒水任务的具体要求改变出水量和出水方式，如单股式、雨水式、雨雾式等。

所述的冰雪系统，主要包括铲雪装置和化冰装置；其中，铲雪装置，包括铲雪设备、加热设备、储雪(冰)箱和铲雪控制器，是用于铲雪和铲除已部分融化的冰；多功能道路清扫车将铲除的积雪、冰水直接传送至车厢内，利用加热装置直接融化成水，变为储存用水；化冰装置包括存储箱、喷洒器和化冰控制器，存储箱用于存储化冰的溶剂，如盐溶剂等，喷洒器是用于喷洒溶剂，数量不定，喷洒范围、喷洒量根据路面情况自行控制；

具体的，所述的铲雪设备是安装于车辆下方位置，可以安装于车头前部，也可安装于车厢底部；是可伸缩的设备，根据冰雪的深度，自由调节铲雪角度和高度；

另外，由于铲雪装置和化冰装置一般是在特定时间、特定环境下使用，可以是固定装置，也可以是可拆卸式的。

所述的清扫系统，是用于清扫路面的垃圾，根据清扫垃圾的类型不同，分为一般清扫模式和特殊清扫模式；该系统的设备包括清扫毛刷、铲刀、多功能夹钳、多功能喷淋头、传送带、垃圾存储箱和清扫控制器；多功能夹钳、清扫毛刷、铲刀、多功能喷淋头都是可伸缩的，在不使用时可以隐藏于车厢内，利用清扫控制器，可以根据车辆离路面高度等因素自主调节，以适应路面进行清扫；清扫的垃圾会直接通过传送带，输送进垃圾存储箱；

具体的，所述的一般清扫模式主要用于在车辆行进中清扫路面，主要使用清扫毛刷和多功能喷淋头清扫路面，用于清扫路面灰尘和小型垃圾；

具体的，所述的特殊清扫模式是用于针对路面上的较难清理的垃圾，一般模式下清扫不了的垃圾，如粘连在地面的垃圾，可以使用铲刀和多功能喷淋头进行清理；如大型垃圾，可以直接用多功能夹钳，直接将垃圾夹取放入传送带。

所述的园林系统，是用于浇灌道路绿化带中的树木花草，包括多功能喷淋头、水管、药剂安置处、临时储水箱和园林控制器；其中，多功能喷淋头可改变出水方式、出水量的，其连接杆是可伸缩的，可以改变出水方向、高度、范围；水管有三根，一根连接多功能喷淋头和临时储水箱，另一根是连接药剂安置处出口和临时储水箱，第三根是临时储水箱与整车水箱1相连，提供水源；药剂安置处，用于存放浇灌绿植花草时所需的药剂瓶，安置处的出药口能够按照实际需求向临时储水箱输送定量的药剂，同时还能监测药剂剩余量；临时储水箱是用于存储浇灌时所需的液体，是水与药剂按一定比例的混合物。

另外，园林系统中的多功能喷淋头和临时储水箱及其相应的控制器，可以与洒水系统中的共用，只需要在临时储水箱上另外设置一个药剂的入口，在需要混合药剂时，打开药剂入口的阀门就可。

进一步，本发明中提及的多功能喷淋头，安装位置、数量都不确定；洒水系统、清扫系统、园林系统中所涉及的多功能喷淋头可以共用，采用可折叠伸缩的连接杆连接车厢和喷淋头。

进一步，无人驾驶多功能道路清扫车在使用多功能喷淋头进行洒水、浇灌、清扫等任务时，若环境识别设备检测到，在喷洒范围内有行人、非机动车辆等这类无遮挡的，多功能道路清扫车立即停止喷洒；另外，多功能道路清扫车在等候红灯、堵车等需要长时间停车的情况下，也需要关闭相关工作设备，节约能源，同时保证周围车辆、行人等不受影响。

进一步，无人驾驶多功能道路清扫车的导航方式、道路行车路线规划、车辆行驶方法制定等有关于无人驾驶的实现部分，具体方法参考专利“一种基于云端数据库的无人驾驶汽车导航行车方法(专利申请号2016102693583)”、专利“一种无人驾驶汽车的自主变道决策系统(专利申请号2015103813499)”、专利“一种雨雪天气下无人驾驶车辆的行车装置与策略(专利申请号201610860223.4)”、专利“一种用于车辆导航的行车路径规划方法(专利申请号201611245421.6)”、专利“一种无人驾驶车辆的听觉感知与智能决策系统(专利申请号201610483068.9)”和专利“一种无人驾驶车识别周围相邻运动物体的行车应对方法(专利申请号201711062171.7)”的具体内容。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。