[發明專利]一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車

在審

• 申請號: 201910147765.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109828581A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 熊璐;付志強;卓桂榮;趙君嶠;張紹明
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;E01H1/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，包括：

車體；

前端清掃裝置：設置在車體前端底部，用于通過車體運動對路沿垃圾進行清掃；

感知系統：用于實時監測車體周圍環境中的交通參與者信息、車道線信息及路沿信息，所述的感知系統包括激光雷達、單目相機、GPS天線和超聲波雷達，所述的激光雷達設于車體前方兩側，所述的單目相機設于車體的正前方，所述的超聲波雷達設于車體四周，所述的GPS天線設于車體頂部；

車載控制器：用于通過感知系統獲取的信息進行車體周圍障礙物識別，并通過識別結果控制自動駕駛系統執行自動駕駛操作及自動清掃作業；

自動駕駛系統：

智能駕駛腦系統，用于根據感知系統獲取的信息進行處理并發送線控指令；

線控底盤系統，用于接收智能駕駛腦系統的清掃指令進行智能電動清掃車的線控轉向、線控驅動及車體制動；

線控清掃系統，用于接收智能駕駛腦系統的清掃指令執行線控清掃、線控灑水及線控傾倒垃圾；

遠程監控系統，用于實時監控及記錄清掃車的整車狀態信息，包括工作車速、續航里程、車輛位置、故障信息、清掃作業完成百分比等信息。

2.根據權利要求1所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的智能駕駛腦系統包括：

高精度定位導航子系統：用于通過融合全球定位系統GPS、慣導、差分基站及清掃車的輪速信息實時提供清掃車的運動位姿；

清掃區域建圖子系統：用于根據感知系統獲取的交通參與者信息、車道線信息及路沿信息建立可清掃區域的局部地圖，形成智能電動清掃車的可清掃區域；

智能感知與控制子系統：用于根據感知系統獲取的交通參與者、車道線及路沿道路信息生成可清掃區域，并進行實時的清掃軌跡規劃，控制線控底盤系統和線控清掃系統實現自動清掃；

多層級防撞控制子系統：用于判斷可清掃區域是否安全，若為危險區域，則執行緊急停車防碰撞操作。

3.根據權利要求1所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的遠程監控系統包括遠程監控計算機、4G模塊和固態存儲器，所述的前端清掃裝置包括架設在車體的前側下方的防撞托架，防撞托架的底部設有滾刷。

4.根據權利要求1所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的線控底盤系統包括適用于智能電動清掃車的線控轉向子系統、線控驅動及制動子系統，所述的線控清掃系統包括線控清掃執行子系統、線控灑水執行子系統及線控傾倒垃圾子系統。

5.根據權利要求2所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，清掃區域建圖子系統包括所述的激光雷達以及用于對激光雷達獲取的信息進行內部建圖定位的計算機。

6.根據權利要求2所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的多層級防撞控制子系統包括所述的單目相機和所述的超聲波雷達，單目相機、超聲波雷達與車載控制器分別連接。

7.根據權利要求2所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的高精度定位導航子系統包括慣性測量單元、差分信號接收器及所述的GPS天線，慣性測量單元和差分信號接收器設于車體內部，并分別與GPS天線連接。

8.根據權利要求4所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的線控轉向子系統包括轉向電機、用于控制轉向電機的轉向電機控制器及車體轉向機構，轉向電機與車體轉向機構連接，所述的線控驅動及制動子系統包括驅動電機、傳動機構和制動液壓機構。

9.根據權利要求4所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，所述的線控清掃執行子系統包括設于車體底部的主刷、邊刷和清掃電機，所述的線控灑水執行子系統包括設于車體內的水箱及與水箱連接的水泵，所述的線控傾倒垃圾子系統包括設于車體后方的垃圾箱，清掃電機、水泵分別與車載控制器連接。

10.根據權利要求1-9任一項所述的一種帶有自動駕駛系統的多模式智能電動清掃車，其特征在于，該清掃車包括四種清掃作業工作模式，包括：

(1)模式一、自動循跡清掃模式：

針對固定路線清掃場景，根據用戶需求和設定的參考清掃路徑，智能電動清掃車沿參考路徑進行清掃作業，同時實時感知環境中其它交通參與者的位姿，建立可清掃區域，實時對清掃軌跡進行規劃，防止碰撞，實現自動循跡清掃作業；

(2)模式二、路沿清掃模式：

針對路沿邊緣垃圾較多場景，根據用戶需求設定，智能電動清掃車根據智能感知與控制子系統獲取路沿的方位和距離，車載控制器根據方位和距離實時修正清掃軌跡，能夠對路沿邊的垃圾進行精確清掃，實現路沿清掃作業。

(3)模式三、廣場清掃模式：

針對大面積廣場區域場景，根據用戶需求設定，清掃區域建圖子系統通過激光雷達獲取廣場內的可清掃區域，建立廣場區域局部地圖，車載控制器獲取局部地圖后進行清掃路徑規劃，實現廣場內全區域的清掃作業。

(4)模式四、車道清掃模式：

針對車道場景，根據用戶需求設定，多層級防撞控制子系統得到車道線的信息，同時檢測車道內的障礙物，車載控制器實時規劃清掃軌跡，在不發生碰撞的前提下進行車道內的清掃作業。