[发明专利]一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车及清扫方法

权利要求书

1.一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车，其特征在于，包括感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、收集模块、警报模块及控制模块；所述感知模块，用于构建环境地图，进行垃圾、行人、非机动车及障碍物的识别分类；所述驱动模块，用于驱动无人清扫车的行驶及清扫模块的运转；所述动力模块，用于为清扫车的供电续航；所述清扫模块，用于垃圾的清扫；所述收集模块，用于存放路面清扫垃圾；所述警报模块，用于清扫车行驶避障时，向外界发出警报；所述控制模块，用于车辆运动的控制中心与感知、定位数据的处理；所述感知模块、驱动模块、动力模块、清扫模块、警报模块均与控制模块；所述收集模块与清扫模块连接；

所述感知模块包括摄像头和多线激光雷达；所述摄像头有四个，分别安装在清扫车前、后及左、右两侧；所述多线激光雷达安装在清扫车顶的中心处；

所述驱动模块安装在清扫车前轮驱动桥；

所述动力模块为太阳能电池板，安装在清扫车的顶部；

所述清扫模块包括液压缸(1)、第一清扫毛刷(2)、第二清扫毛刷(3)、第一支撑组件(4)、第二支撑组件(5)、第三支撑组件(6)、固定轴承(7)和洒水装置(8)；所述第二支撑组件(5)的一端通过固定轴承(7)与一个液压缸(1)的一端连接，另一端通过固定轴承(7)与另一个液压缸(1)的一端连接；两个所述液压缸(1)的另一端分别通过固定轴承(7)与第一支撑组件(4)连接；两个所述第一支撑组件(4)的一端分别通过固定轴承(7)与第三支撑组件(6)的两端连接；所述洒水装置(8)设置在第三支撑组件(6)的中间位置；所述第一清扫毛刷(2)通过固定轴承(7)对称设置在洒水装置(8)的两侧；所述第一清扫毛刷(2)和第二清扫毛刷(3)对称设置在第一支撑组件(4)的固定轴承(7)的两侧；所述第二支撑组件(5)上设置有与清扫车底盘固定链接的螺纹孔(9)；

所述第三支撑组件(6)的两端呈弧形，侧面开有第一凹槽(6-1)，并且开有第一通孔(6-2)；所述第三支撑组件(6)的中间设置有连接洒水装置(8)的第二通孔(6-3)；所述第二通孔(6-3)的两端设置有连接第一清扫毛刷(2)的第三通孔(6-4)；所述第三支撑组件(6)的长度为p；

所述第一支撑组件(4)的两端呈弧形，高度与第一凹槽(6-1)的高度相同；所述第一支撑组件(4)的一端设置有与第一通孔(6-2)大小相同的第四通孔(4-1)，另一端设置有与第一清扫毛刷(2)连接的第五通孔(4-2)；所述第一支撑组件(4)上还设置有连接第二清扫毛刷(3)的第六通孔(4-3)和连接液压缸(1)的第七通孔(4-4)；所述第一支撑组件(4)的长度为q；清扫车的清扫范围为[p，p+2q]；所述第一支撑组件(4)和第三支撑组件(6)的夹角为α，α的范围[π/2，π]；所述液压缸(1)与控制模块连接；所述第二支撑组件(5)的两端呈弧形，侧面开有第二凹槽(5-1)，并且开有第八通孔(5-2)；所述第二凹槽(5-1)的高度与液压缸(1)的一端高度相同；

所述洒水装置(8)下端的扇形喷嘴与电动水阀连接后，再与水箱通过橡胶水管进行连接；所述电动水阀与控制模块相连；所述扇形喷嘴的弧形区域前侧设置有小径开孔；所述洒水装置(8)的洒水范围以洒水装置为中心，以p/2+q为半径、圆心角为2π/3的扇形区域；所述收集模块为垃圾收纳箱，为抽屉式，设置在车尾下侧，与第一清扫毛刷(2)和第二清扫毛刷(3)通过橡胶管连接；

所述警报模块设置在清扫车前侧的中心位置，其报警方式包含警报闪烁LED灯及警报声音两种方式。

2.根据权利要求1所述的一种非机动车道无人驾驶自动规划环保清扫车的清扫方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、清扫车启动，感知模块中的多线激光雷达和摄像头采集周围环境数据，同时检测周围目标；控制模块利用SOLM方案建立环境地图，同时将摄像头采集的视觉信息和多线激光雷达采集的点云数据进行融合、分类，确定地图中的障碍物、行人及非机动车道与机动车道的边界线；

步骤二、根据确定的非机动车道的边界宽度m，规划清扫任务；即使得：k＝int(m/p+2qcos(π-α))式中，k为完成整个非机动车道清扫任务往返的清扫次数，p为第三支撑组件(6)的长度；q为第一支撑组件(4)的长度；此时的α为控制模块向可变清扫范围的清扫毛刷系统输出的指令；当完成某一清扫宽度范围内的清扫任务后，调头沿下一清扫宽度逆向运行；

步骤三、当清扫车正前方p/2+q范围内出现行人及非机动车时，洒水装置(8)停止工作，电动水阀关闭断水；发出警报提示行人及非机动车，并暂停向前行驶；当清扫车正前方p/2+q范围内出现障碍物时，清扫车绕过障碍物，再回归至原清扫路线继续完成清扫任务；当距清扫车前方p/2+q，在清扫车左或右侧且距左或右侧宽度为qcos(π-α)的区域内出现行人或障碍物时，行人或障碍物侧的清扫毛刷系统收回至最小位置，待超越行人或障碍物后回归至初始规划位置。