一种基于视觉SLAM的自主跟随三轮高压洗地车的制作方法

一种基于视觉slam的自主跟随三轮高压洗地车
技术领域
1.本实用新型涉及智能清洗技术领域，具体来说，涉及一种基于视觉slam 的自主跟随三轮高压洗地车。


背景技术：

2.在道路清洗作业中，往往需要2-3位工作人员进行协同作业，需要一位员工操作水枪，另一位员工控制车辆。针对这种情况，本实用新型通过视觉slam 无人驾驶的方式，让一位员工穿戴标示服在车前操控水枪，车辆通过视觉slam 自主跟随员工进行作业。减少的人员成本，并且在作业中更加方便快捷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于视觉slam的自主跟随三轮高压洗地车，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于视觉slam 的自主跟随三轮高压洗地车，包括gps定位芯片、双目slam传感器、5g 通讯芯片、触控面板、线控转向、车辆终端、水箱、高压水枪收线器、线控驱动及控制器，其特征在于，所述双目slam传感器安装于三轮车车头前方，通过数据线与车辆终端相连，所述gps定位芯片，5g通讯芯片，车辆终端位于车辆座位下方，gps定位芯片，5g通讯芯片皆和车辆终端数据线相连，所述触控面板安装与车头内侧和车辆终端数据线相连，触控板上方有急停按键，智能线控驱动位于后轮底盘，智能线控制动位于左右后轮，智能线控转向位于前轮转向承轴位置，通过数据线与车辆终端相连，所述高压水枪收线器和车辆终端数据线相连，控制收线器的长度，智能水枪由水枪主体，水压控制把手，控制按钮组成，其中控制按钮包括跟随功能开关键，放水管键，收水管键，急停按键，水箱包括水泵，水位传感器两个部分，均和车辆终端数据线相连，所述双目slam传感器包括2个slam传感器和1个图像识别摄像头，slam传感器通过视觉识别定位标志物位置，图像识别摄像头保障了在slam传感器目标丢失情况下的目标定位，所述车辆终端包含控制芯片和接口，负责对传感器数据进行处理，控制车辆路径及任务状态，所述gps定位芯片通过北斗gps定位芯片获取车辆gps的高精度信号，将gps信号上发至车辆终端，所述5g通讯芯片可以通过5g/4g/3g 网络发送或接收数据，通过5g通讯芯片，发送实时的车辆状态至云端，所述车辆控制器包含智能线控油门，智能线控制动和智能线控转向三部分组成，通过双目视觉slam和图像识别摄像头获取的数据，通过车辆终端进行智能线控油门，线控制动和线控转向，智能线控油门通过电控芯片驱动电机控制后轮承轴旋转，并带动左右后轮旋转，智能线控制动通过控制车辆制动模块的电控芯片驱动减速扭矩机构推动车轮制动钳执行制动操作，智能线控转向通过控制车头和车身之间的的转向器的电机驱动转向机构，调整车头转向角度来控制车辆前进方向，同时开启转向灯。
5.进一步的，所述高压水枪收纳仓包括高压水枪收线器和智能控制水枪两部分组成，高压水枪收线器通过进步电机驱动旋转，实现水带的随用随放，保障水带卷入车轮意外
情况不会发生，智能水枪由高压水枪和高压水枪上的控制按键组成，可以通过按键远程遥控车辆和水带收放。
6.进一步的，所述触控面板通过液晶触控板，给员工提供了控制车辆，执行任务，查看定位功能。
7.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
8.(1)本方案通过双目识别视觉slam为核心，辅以车辆控制系统和智能高压水枪，实现了在方便快捷的前提下单人执行清洗作业的目的。减少了人工成本。
9.(2)智能高压水枪为员工提供了作业中实时控制车辆的方法。
10.(3)高压水枪收纳仓保障了水枪缠绕车轮或其他应水带过长产生的意外问题。
11.(4)提供双目识别视觉slam追踪并跟随目标标志物的方案。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是一种基于视觉slam的自主跟随三轮高压洗地车的设备关系示意图；
14.图2是一种基于视觉slam的自主跟随三轮高压洗地车的设备右视示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.请参阅图1-2，根据本实用新型实施例的一种基于视觉slam的自主跟随三轮高压洗地车，包括gps定位芯片、双目slam传感器、5g通讯芯片、触控面板、线控转向、车辆终端、水箱、高压水枪收线器、线控驱动及控制器，其特征在于，所述双目slam传感器安装于三轮车车头前方，通过数据线与车辆终端相连，所述gps定位芯片，5g通讯芯片，车辆终端位于车辆座位下方，gps定位芯片，5g通讯芯片皆和车辆终端数据线相连，所述触控面板安装与车头内侧和车辆终端数据线相连，触控板上方有急停按键，智能线控驱动位于后轮底盘，智能线控制动位于左右后轮，智能线控转向位于前轮转向承轴位置，通过数据线与车辆终端相连，所述高压水枪收线器和车辆终端数据线相连，控制收线器的长度，智能水枪由水枪主体，水压控制把手，控制按钮组成，其中控制按钮包括跟随功能开关键，放水管键(反向驱动电机)，收水管键(正向驱动电机)，急停按键，水箱包括水泵，水位传感器两个部分，均和车辆终端数据线相连，所述双目slam传感器包括2个slam传感器和1个图像识别摄像头，slam传感器通过视觉识别定位标志物位置，图像识别摄像头保障了在slam传感器目标丢失情况下的目标定位，所述车辆终端包含控制芯片和接口，负责对传感器数据进行处理，控制车辆路径及任务状态，所述gps定位芯片通过北斗gps定位芯片获取车辆gps的高精度信号，将gps信号上发至车辆终端，所述5g通讯芯片可以通过5g/4g/3g网络发送或接收数据，通过5g
通讯芯片，发送实时的车辆状态(电量，位置，水量)至云端，所述车辆控制器包含智能线控油门，智能线控制动和智能线控转向三部分组成，通过双目视觉slam 和图像识别摄像头获取的数据，通过车辆终端进行智能线控油门，线控制动和线控转向，智能线控油门通过电控芯片驱动电机控制后轮承轴旋转，并带动左右后轮旋转，智能线控制动通过控制车辆制动模块的电控芯片驱动减速扭矩机构推动车轮制动钳执行制动操作，智能线控转向通过控制车头和车身之间的的转向器的电机驱动转向机构，调整车头转向角度来控制车辆前进方向(左右最大旋转角度为90度)，同时开启转向灯。
17.通过本实用新型的上述方案，所述高压水枪收纳仓包括高压水枪收线器和智能控制水枪两部分组成，高压水枪收线器通过进步电机驱动旋转，实现水带的随用随放，保障水带卷入车轮意外情况不会发生，智能水枪由高压水枪和高压水枪上的控制按键组成，可以通过按键远程遥控车辆和水带收放，所述触控面板通过液晶触控板，给员工提供了控制车辆，执行任务，查看定位功能，急停按钮通过按压急停按钮，车辆将自动暂停所有任务，停止驱动，锁死后轮，以应对突发情况，确保紧急情况下车辆的安全性。
18.工作原理：通过云端或者现场触控板划定工作区域，手动驾驶三轮高压洗地车前往目标工作区域，穿戴工作服(工作服上包含slam识别用的目标标示) 后下车。在触控板选择任务区域，开启跟随作业。车辆终端读取gps信息，判断当前位置是否超出工作区域范围，当任务进行到即将超出设置的任务结束点范围时，会自动停止跟随并提示作业任务完成。双目识别视觉slam传感器将通过图像识别传感器寻找特征目标，然后通过视觉slam传感器实时监测车辆与员工身上目标识别物的距离，并将数据上传至车辆终端。自动跟随与穿着含有标示物工作服的员工身后3m进行随同作业。若距离小于于3m，则停止自动跟随。若超出3m的距离，则车辆终端通过由视觉slam传感器和图像识别传感器获得的数据通过算法规划车辆到员工直接的最短路径，然后执行最短路径进行跟随，并在途中通过传感器的实时数据进行避障判断。车辆根据规划的最短路径，车辆终端将接管车辆的控制权(可以通过手动控制三轮车的油门和方向盘来自动结束任务转为手动模式，通过急停按钮强制锁定后轮或通过智能水枪按键控制跟随模式的开关)，实时驱动智能线控油门，智能线控制动，智能线控转向的运作。智能线控油门，车辆终端通过电控芯片驱动电机控制后轮承轴旋转，并带动左右后轮旋转，并根据目标距离适当加速(预设速度最大为 5km/s，距离目标)。智能线控制动，车辆终端通过控制车辆制动模块的电控芯片驱动减速扭矩机构推动车轮制动钳执行制动操作。智能线控转向，车辆终端通过控制车头和车身之间的的转向器的电机驱动转向机构，调整车头转向角度来控制车辆前进方向(左右最大旋转角度为90度)，同时开启转向灯。取下水管，并可以通过智能水枪的按键控制水管的长度，开关车辆跟随功能，通过把手控制水泵功率来控制高压水枪水流大小。水箱内水位传感器检测水箱水量，若水箱空将停止水泵工作，并提示水箱空报警。任务完成后，按下智能水枪的关闭车辆跟随，收回水枪，在控制屏幕上确认任务完成。
19.在任务进行的过程中，5g模块会将实时数据上发到云端系统。用于远程监测车辆状态。gps定位，图像识别传感器和双目识别视觉slam传感器将同时工作保障车辆运行，当任务进行过程中，遇到十字路口，完全丢失目标或危险环境车辆将停止跟随并进行闪灯，鸣笛。车辆传感器上述所属传感器但不仅限于毫米波雷达，超声波雷达一系列传感器。
20.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本
实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。