道路清扫车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种道路清扫车，所述道路清扫车包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、电脑、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器、清扫轮、车体、车轮，第一摄像头位于车体的顶端前面上，第二摄像头、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器都位于车体的下方中间，第三摄像头位于车体的下方后面，第二摄像头位于第一激光发射器和第二激光发射器之间，清扫轮位于车体的下方前面，电脑位于车体的顶端中间上，车轮与车体的下方滚动连接。本实用新型替代驾驶员操纵清扫车，减少操作人员工作量大。
【专利说明】
道路清扫车
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种道路清扫车。
【背景技术】
[0002]目前城市道路的清扫工作需要环卫工人直接参加。具有激光测距功能的道路清扫车是集路面清扫、垃圾回收和运输为一体的新型高效清扫设备，作为环卫设备之一，它们被广泛应用于公路、机场、市政广场、城市住宅区等重要场所的清扫保洁。扫路车在清扫垃圾的同时，还可以对道路上的空气介质进行除尘净化。目前市场上所使用的具有测距功能的自动道路清扫车多为人工机动或者人力操作实现街道清扫，操作人员工作量大，环境较差。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种道路清扫车，其替代驾驶员操纵清扫车，减少操作人员工作量大。
[0004]根据本实用新型的一个方面，提供一种道路清扫车，其特征在于，所述具有激光测距功能的道路清扫车采用强光源营造阴影法或采用激光的三角测距法获取清扫车前方的场景图像;强光源营造阴影法将外加光源沿特定方向照射，构建出人行道与车行道间边沿的阴影区域，在车体右侧安装摄像头采集其含有上述阴影区域的场景图像;激光的三角测距法利用激光笔产生强光束，在路牙沿的垂直表面上产生一个很明显的光斑。
[0005]优选地，所述具有激光测距功能的道路清扫车包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、电脑、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器、清扫轮、车体、车轮，第一摄像头位于车体的顶端前面上，第二摄像头、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器都位于车体的下方中间，第三摄像头位于车体的下方后面，第二摄像头位于第一激光发射器和第二激光发射器之间，清扫轮位于车体的下方前面，电脑位于车体的顶端中间上，车轮与车体的下方滚动连接。
[0006]优选地，所述车体的前端设有车灯。
[0007]优选地，所述具有激光测距功能的道路清扫车还包括警示灯和警示喇叭，警示灯和警示喇叭都位于车体的顶端中间。
[0008]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果:本实用新型可以用摄像头获取环境图像并将其转换成数字信号，用计算机实现对视觉信息处理的全过程。为了获取马路的形状特征，首先对人行道和人行道与非机动车行道的结合部位(路牙沿)进行分析研究。人行道是道路中用路缘石或护拦以及其他类似设施加以分割的专供行人通行的部分(通常高出车行道)。人行道可划分为:路牙沿、附属设施功能带、盲道、人行道、退让线等五个部分。其中路牙沿上的垂直平面是重点考察的对象。本实用新型为减少能源消耗(考虑到人体重量为清扫车的载荷)并减少人力成本。本实用新型用机器视觉替代人眼的功能去识别道路特征，得出清扫车相对于人行道(路牙沿)的行驶方向，为控制系统提供自动导航参数。本实用新型先后采用两种方法获取清扫车前方的场景图像，用强光源营造阴影法(构建人行道与车行道衔接处的阴影区域)或采用激光的三角测距法(在车体侧面前后两处安装两组激光笔-摄像头组件进行测量)，激光的三角测距法可以减缓环境光对图像处理的干扰。本实用新型通过测量激光光斑中心点的位移，得出前后两个间距(清扫车与路牙沿垂直面的距离)，进而求出清扫车的偏转角度。用串行通信每隔一段时间便将控制参数从个人计算机传输到单片机，从单片机引脚输出驱动信号，经放大电路驱动清扫车上的转向机构，动态纠正清扫车的行驶偏差。
【附图说明】
[0009]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0010]图1为本实用新型具有激光测距功能的道路清扫车的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0012]本实用新型具有激光测距功能的道路清扫车采用强光源营造阴影法或采用激光的三角测距法获取清扫车前方的场景图像。
[0013]强光源营造阴影法将外加光源沿特定方向照射，构建出人行道与车行道间边沿的阴影区域(即路牙沿的投影)，在车体右侧安装摄像头采集其含有上述阴影区域的场景图像，这样做的原因是为了人为制造出一个条状阴影区域，在这个阴影区域中，图像像素的亮度会明显低于其它区域中的像素亮度。然后有可能运用图像处理中的边缘检测算法，获得代表路牙沿边缘的直线。本实用新型运用强光源营造阴影法可以获取用于自动导航的特征值。
[0014]激光的三角测距法利用激光笔产生强光束，在路牙沿的垂直表面上产生一个很明显的光斑。激光的三角测距法可以解决环境光对图像处理的干扰问题，并且具有图像处理步骤简便，处理速度较快，串口通讯即时性好的特点，满足实验的需要。
[0015]本实用新型具有激光测距功能的道路清扫车(用激光的三角测距法)包括第一摄像头1、第二摄像头2、第三摄像头3、电脑4、吸尘口 5、第一激光发射器6、第二激光发射器7、清扫轮8、车体9、车轮10，第一摄像头I位于车体9的顶端前面上，第二摄像头2、吸尘口 5、第一激光发射器6、第二激光发射器7都位于车体9的下方中间，第三摄像头3位于车体9的下方后面，第二摄像头2位于第一激光发射器6和第二激光发射器7之间，清扫轮8位于车体9的下方前面，电脑4位于车体9的顶端中间上，车轮10与车体9的下方滚动连接，所述具有测距功能的自动具有激光测距功能的道路清扫车使用激光三角测定法来判断测量与路牙沿的距离，电脑具有图像界面操作模块、图像处理模块、图像显示模块。车体9的前端设有车灯11，这样方便查看人行道路牙沿。图像界面操作模块方便用户进行操作。图像处理模块设定一个阈值，当每一个像素点的亮度高于阈值时显示白色，亮度低于阈值时显示黑色。图像显示模块显示图像处理模块处理结束后的图像。电脑对第一摄像头的数据、第二摄像头的数据、第三摄像头的数据进行处理。
[0016]本实用新型具有激光测距功能的道路清扫车还包括警示灯12和警示喇叭13，警示灯12和警示喇叭13都位于车体9的顶端中间，这样提醒其他人不要靠近本实用新型具有激光测距功能的道路清扫车，以免发生碰撞。
[0017]根据车辆前后两个摄像头(第一摄像头和第三摄像头)所拍到的图像，当阈值调高后，可以清晰地看到两个独立的光斑，其他噪点较少。当获得两张图像后，计算白色光斑的质心的横坐标，将两张图片的质心的横坐标想减，便能获得一个差值，即清扫车偏移当差落路牙沿的距离，当这个值在不同的范围中时，根据指令调整车身以此实现车辆沿路牙沿自主行驶。
[0018]激光的三角测距法可以消除环境光的影响，在实际环境当中，路边情况十分复杂且多变，不同的时间和天气都会导致环境光亮度的变化，如果使用摄像头直接拍摄路牙沿的图片并处理，画面上充满了噪点，本实用新型使用激光作为光源，照射路牙沿的侧面，使用摄像头拍摄激光点的图像。由于激光的亮度比自然光都要亮，当本发对图像进行二值化处理时，只需调高阈值，便能够在图像上留下一个单独的光斑，其他干扰很少，本实用新型便可直接计算光斑的质心来获得激光点的位置，继而获得具有激光测距功能的道路清扫车和路牙沿之间的距离。
[0019]激光的三角测距法建立两个视频捕捉窗口同时运行，需要用到两个视屏捕捉窗口同时运行，系统程序又要同时对获得的两幅图像进行处理，才能实现对具有激光测距功能的道路清扫车和路牙沿间距离的实时监测。
[0020]车轮包括前轮和后轮，前轮并不能调整方向，所以在改变车辆运动状态的时候，只能使车子两侧轮子转速产生速度差的方式调整车辆的运动状态。
[0021]本实用新型在对图像进行灰度化处理的时候，只选取红色分量的值为灰度化的结果，这样就可以过滤掉绿光和蓝光的影响，突出红光。其次，对于一些小的白色噪点，本实用新型选用中值滤波的方法自写子程序来实现画面的降噪，中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。
[0022]为了保证多摄像头的数据能同时处理，本实用新型将输入视频的频率降低，降为200毫秒一帧。当这只是为了确保程序能同时处理双窗口数据而做的妥协。但降低视频帧率有可能导致误判，所以本实用新型不显示图像处理结果图像的软件窗体，并降低分辨率，在计算质心的时候使用包络矩形的方法减少数据运算量，这样在保证了图像处理速度的前提下，还能提尚视频输入的帧率，减少误判，提尚精确度。
[0023]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1.一种道路清扫车，其特征在于，所述具有激光测距功能的道路清扫车包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、电脑、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器、清扫轮、车体、车轮，第一摄像头位于车体的顶端前面上，第二摄像头、吸尘口、第一激光发射器、第二激光发射器都位于车体的下方中间，第三摄像头位于车体的下方后面，第二摄像头位于第一激光发射器和第二激光发射器之间，清扫轮位于车体的下方前面，电脑位于车体的顶端中间上，车轮与车体的下方滚动连接。2.根据权利要求1所述的道路清扫车，其特征在于，所述车体的前端设有车灯。3.根据权利要求1所述的道路清扫车，其特征在于，所述具有激光测距功能的道路清扫车还包括警示灯和警示喇叭，警示灯和警示喇叭都位于车体的顶端中间。
【文档编号】E01H1/08GK205501897SQ201620071644
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】吴鼎蔚, 陆广琴, 金奕彬, 沈思远
【申请人】上海市金山区青少年活动中心