本发明专利涉及一种环卫车的无人作业系统。
背景技术：
目前，国内外环卫作业模式还处于人工加机械化作业的方式，作业效率较低、劳动强度大、环卫工人招聘难。而人们对环境的要求越来越高，同时垃圾量增加也十分迅速。为了解决矛盾，结合现有智能化和物联网技术，环卫车的无人作业系统应运而生。
技术实现要素：
相对于上述的技术问题，本发明专利能实现各类环卫车的无人驾驶和无人作业，并对环卫车进行智能化管理。
本发明的技术方案是：
一种环卫车的无人作业系统，其特征在于，包括管理平台1、无人驾驶系统2、数据采集系统3、上装控制系统4、满溢识别系统5、车载终端6；管理平台1分别与车载终端6和满溢识别系统5通信网络连接；
数据采集系统3和所车载终端6总线连接；上装控制系统4和无人驾驶系统2之间总线/网线连接；
上装控制系统4和无人驾驶系统2分别与车载终端6总线/网线连接；
管理平台1通过管理平台监控环卫车的实时状态，并通过车载终端下发控制指令，控制车辆运行状态。
进一步地，上述上装控制系统4系统包括上装控制器、路面识别装置、垃圾桶识别装置、底盘数据、智能机械臂装置或智能洗扫装置、上装动作及传感器；
其中，上装控制器分别和路面识别装置、垃圾桶识别装置、底盘数据、智能机械臂装置、智能洗扫装置、上装动作及传感器总线连接。
进一步地，上述包括光敏传感器、双目相机、粉尘传感器、光源亮度补偿控制器、补偿光源；
粉尘传感器、温度传感器、光源亮度补偿控制器经总线和上装控制器相连接；
光敏传感器和补偿光源分别与光源亮度补偿控制器5经总线相连接；双目相机和上装控制器经总线相连接；
其中：光敏传感器、双目相机、温度传感器、补偿光源置于环卫车的前端，粉尘传感器安装于环卫车后端；
当环卫车在路面上进行环卫作业的时候，上装控制器发送指令给光源亮度补偿控制器，光源亮度补偿控制器开始工作并反馈给上装控制器亮度补偿正常工作指令；之后上装控制器发送指令给车载终端及管理平台部分，
灰度值分析处理为双目相机所拍摄的环卫车前端工作路面5米到10米的图，使用semi-globalmatching算法进行双目立体匹配处理，得到路面石块树叶等垃圾的距离及其边缘处理结果并根据此结果计算单位面积垃圾的的大概数和大小，将这些数据发送给车载终端。
进一步地，上述智能机械臂装置包括液压动力系统；机械臂还包括一个滑轨式的滑轨、机械抓手、机械臂支架；机械抓手整体可在滑轨上下滑动，机械抓手的动作经液压动力装置控制进行伸出、提举、退回、放下动作；机械臂支架支架安装于清运车的一侧且支撑机械抓手整体结构，机械抓手上设有接近感应器，接近感应器用于感应范围内的垃圾桶。
进一步地，上述智能洗扫装置上装控制器一方面结合车载终端及管理平台分析收集到的工作路面单位面积垃圾的数以及距离车辆的距离、底盘发动机ecu的车速来进行延时控制洗扫转盘的转速，另一方面结合粉尘传感器收集到的粉尘含、温度传感器检测到的路面温度来控制水泵出水嘴压力。
进一步地，上述无人驾驶系统包括决策部分、感知部分、执行部分、辅助部分。
进一步地，上述数据采集系统3通过各类传感器采集rfid、底盘、电池、油量、水量和称重数据。
进一步地，上述满溢识别系统是通过超声波传感器一采集环卫车配套设备的垃圾量和车辆自身垃圾箱垃圾量数据及gps位置信息，并将数据由总线直接通过gprs网络发送给管理平台。
本发明的有益效果：
1、能实现环卫车的无人驾驶和无人作业。
2、适用于各类不同的环卫车。
3、能对作业路径进行规划，优化作业模式，节省资源；
4、能对车辆实施监控和管理，做到远程管理；
5.实现智慧环卫提供技术平台。
附图说明
图1是为本发明一种环卫车的无人作业系统的示意图；
图2是本发明无人作业系统的机械臂示意图；
图中：1—管理平台、2—无人驾驶系统、3—数据采集系统、4—上装控制系统、5—满溢识别系统、6—车载终端；
401-滑轨；402-称重感应器；403-机械抓手；404-机械臂支架；405-液压动力装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括管理平台部分1、无人驾驶系统2（含感知、决策、执行、定位、地图、车联网）、数据采集3（含rfid、底盘、电池、油量、水量、称重等）、上装控制系统部分4（上装控制器、路面识别、垃圾桶识别、底盘数据、智能机械臂、智能撒布、智能洗扫、其它上装动作和传感器等）满溢识别部分5、车载终端部分6。
如图1所示，该系统通过无人驾驶系统和上装控制系统可以实现环卫车的无人驾驶和无人作业，结合管理平台与数据采集、满溢识别、车载终端可以完善无人化作业，并实现环卫车的远程监控、管理、路径规划。
其中：管理平台部分1主要是车辆远程监控、管理、路径规划等，并根据数据采集系统与满溢识别系统的采集的数据进行大数据分析，优化作业模式；
无人驾驶部分2通过系统内的感知、决策、执行、定位、地图、车联网等实现环卫车的无人驾驶功能；
其中：感知部分通过各类传感器对道路、交通等相关情况进行感知，并将数据传输给mcu；同时各类传感器相互补充，完善对车辆周围环境的感知准确率；
执行部分mcu通过总线将控制指令发送到各执行机构，各执行机构通过收到的指令作出相应的反应，实现对车辆的状态控制；
该技术通过感知部分感知车辆周围的道路、交通等驾驶所需情况，结合地图和车联网系统，由决策部分计算出当前的动作，并控制执行部分动作，实现环卫车的无人行驶和无人作业功能，实现循迹自动驾驶（指定行驶路线）和自主自动驾驶（指定目的地），
自动自主作业并通过平台对车辆进行监控和管理。
决策部分为本技术核心部分，通过vcu从感知部分收集到的数据，结合辅助部分的数据，计算出车辆当前的最优、最安全的行驶和作业动作，并下发控制指令给执行部分。同时能通过vcu深度学习功能，不断优化控制决策；
感知部分通过各类传感器对道路、交通、路面清洁度、路面高度等相关情况进行感知，并将数据传输给vcu。同时各类传感器相互补充，完善对车辆周围环境的感知准确率；
执行部分mcu通过总线将控制指令发送到各执行机构，各执行机构通过收到的指令作出相应的反应，实现对车辆的状态控制；
决策辅助部分为智能mcu的决策提供地图支持和v2x的数据，保证更准更安全的运行。
数据采集部分3主要包括：
称重系统模块是通过称重传感器采集上料机构处上料的重量和整车重量，并将数据由总线发给车载终端；
油量检测模块是通过传感器采集油箱内的油位数据，并将数据由总线发送给车载终端；
水量检测模块是通过传感器采集水箱内水量数据，并将数据由总线发送给车载智能终端；
rfid模块通过射频技术将环卫车上料次数的数据进行采集，并将数据由总线发送给车载智能终端；
底盘数据模块是由车载智能终端通过总线方式读取底盘ecu数据或直接接线读取底盘部分动态操作信号。
数据采集部分3通过各类传感器采集车辆、上装等数据，为作业动作、路径规划和作业模式提供数据基础；
上装控制系统4包括上装控制器、路面识别装置、垃圾桶识别装置、底盘数据、智能机械臂、智能撒布装置、智能洗扫装置、上装动作及传感器；
其中，上装控制器分别和路面识别装置、垃圾桶识别装置、底盘数据、智能机械臂装置、智能撒布装置、智能洗扫装置、上装动作及传感器总线连接。
路面识别装置包括光敏传感器、双目相机、粉尘传感器、光源亮度补偿控制器、补偿光源1。
粉尘传感器、温度传感器、光源亮度补偿控制器经总线和上装控制器相连接；
光敏传感器和补偿光源8分别与光源亮度补偿控制器5经总线相连接；双目相机和上装控制器经总线相连接；
其中：光敏传感器、双目相机、温度传感器、补偿光源置于环卫车的前端，粉尘传感器安装于环卫车后端；
当环卫车在路面上进行环卫作业的时候，环卫车控制器发送指令给光源亮度补偿控制器，光源亮度补偿控制器开始工作并反馈给上装控制器亮度补偿正常工作指令；之后上装控制器发送指令给车载终端及管理平台部分；灰度值分析处理为双目相机所拍摄的环卫车前端工作路面5米到10米的图，使用semi-globalmatching算法进行双目立体匹配处理，得到路面石块树叶等垃圾的距离及其边缘处理结果并根据此结果计算单位面积垃圾的的大概数和大小，将这些数据发送给车载终端。
上装控制器一方面结合车载终端及管理平台分析收集到的工作路面单位面积垃圾的数以及距离车辆的距离、底盘发动机ecu的车速来进行延时控制洗扫转盘的转速，另一方面结合粉尘传感器收集到的粉尘含、温度传感器检测到的路面温度来控制水泵出水嘴压力，使得环卫车洗扫以及洒水效率得以最大化。
上装控制系统4为系统的执行部分，主要作用是控制上装自动动作，实现无人作业。通过对路面、垃圾桶等的识别控制机械臂或洗扫等上装执行机构，实现环卫车的无人化作业；
参见图2：该机械臂为滑轨式，整体结构置于环卫车的一侧并由机械臂支架404支撑，自动控制伸出和收回，机械抓手403可张开闭合来抓取放下垃圾桶，机械抓手403的整体结构可在滑轨401上下滑动，机械抓手4103与滑轨401结合处设有称重感应器402，整个系统由机械臂液压动力装置405自动控制。
其中机械抓手与滑轨结合处设有称重感应器；称重系统感知垃圾桶整体重量并将数据发回车载终端。图2中的箭头表示机械臂支架104左右水平移动方向。
满溢识别系统5是通过满溢识别传感器采集环卫车配套设备（各类垃圾箱主要包括：塑料垃圾桶、小勾臂垃圾箱、移动联体垃圾站）的垃圾量和车辆自身垃圾箱垃圾量数据和gps位置信息，并将数据由总线发送给车载智能终端或直接通过gprs网络发送给平台；满溢识别传感器可以是超声波传感器通过发送和接收超声波，计算被测物体与其之间的距离，用于检测垃圾桶垃圾的高度。
满溢识别部分5通过满溢识别传感器或通讯等手段检测垃圾桶或其它垃圾装置内的垃圾量，上传给平台，平台通过分析，计算出作业路径，并下发给环卫车。是环卫无人作业系统中比较重要的环卫，为其作业模式和路径提供数据基础；
执行部分mcu计算出指定垃圾箱定位位置的行驶路径。
车载终端6为大数据管理与无人驾驶系统、环卫作业执行系统、环卫数据采集系统之间搭建通讯交互桥梁，连通各个子系统。
环卫车的无人作业系统使环卫车真正的做到了无人化作业，有效的减少了工人的劳动强度和作业环境，减少资源的浪费。提高了环卫作业模式的自动化、智能化程度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。