本發(fā)明涉及，尤其涉及一種無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的垃圾清運車通常需要人工進行輔助，才能將垃圾箱內(nèi)的垃圾傾倒至車箱內(nèi)，實現(xiàn)垃圾的清運處理，即駕駛員先將車?？吭诶渑赃?，駕駛員下車或由其他工作人員將垃圾箱移至清運車的提桶結(jié)構(gòu)處，并把桶鉤掛在提供機構(gòu)上，在駕駛員的控制下啟動提桶結(jié)構(gòu)及傾倒機構(gòu)，將垃圾箱內(nèi)的垃圾傾倒至車箱內(nèi)。這種垃圾清運方式效率低，而且增加了人工成本和工作強度。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，無人駕駛技術(shù)逐漸應(yīng)用于各種車輛包括垃圾清運車，但現(xiàn)有的無人駕駛垃圾清運車在垃圾箱的識別、抓取和傾倒方面仍存在一些問題，如識別精度不高、抓取速度慢、傾倒不穩(wěn)定等，仍然不能使該項工作準確、高效地實施。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠?qū)溥M行準確識別，快速抓取和自動傾倒，提高垃圾清運的效率和自動化程度，有助于減少人工干預(yù)和操作難度的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，用于實現(xiàn)垃圾箱的清運，在無人駕駛垃圾清運車的車載電腦、機械臂、液壓系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的配合下完成，所述車載電腦中設(shè)有用于實現(xiàn)無人駕駛的定位系統(tǒng)，包括安裝在所述無人駕駛垃圾清運車上且用于采集垃圾箱圖像信息的圖像采集單元，所述圖像采集單元將采集到的垃圾箱圖像信息輸送至圖像處理單元中進行處理，還包括執(zhí)行控制單元，所述執(zhí)行控制單元根據(jù)所述圖像處理單元處理獲得的信息產(chǎn)生控制指令，所述圖像處理單元與所述執(zhí)行控制單元均設(shè)于所述車載電腦內(nèi)；

3、該控制方法包括以下步驟，

4、sp1、在所述無人駕駛垃圾清運車的垃圾清運行駛過程中，通過所述圖像采集單元采集垃圾箱的圖像信息并輸送至所述圖像采集單元內(nèi)；

5、sp2、所述圖像采集單元對垃圾箱的圖像信息進行處理和分析，識別出垃圾箱的位置、顏色、形狀、大小和類型，并產(chǎn)生對應(yīng)的控制指令下達至所述執(zhí)行控制單元；

6、sp3、所述執(zhí)行控制單元根據(jù)所述圖像采集單元的控制指令，控制所述液壓系統(tǒng)驅(qū)動所述機械臂動作，完成對垃圾箱實施抓取、傾倒任務(wù)；

7、sp4、所述圖像采集單元通過所述通訊系統(tǒng)與遠程指揮中心進行數(shù)據(jù)交換和通信，所述遠程指揮中心接收所述圖像采集單元發(fā)送的垃圾箱清運信息，實時監(jiān)控所述無人駕駛垃圾清運車的作業(yè)狀態(tài)。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在所述sp2中，所述圖像采集單元對垃圾箱的圖像信息進行處理和分析包括圖像接收與預(yù)處理、邊緣檢測與輪廓提取、形狀分析與識別、顏色識別與分類、位置確定與坐標輸出和信息傳輸與反饋。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述圖像接收與預(yù)處理包括將所述圖像采集單元采集到的垃圾箱圖像進行去噪、對比度增強，消除圖像中的無關(guān)細節(jié)和干擾，提高圖像質(zhì)量。

10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述邊緣檢測與輪廓提取包括使用邊緣檢測算法識別垃圾箱圖像中的邊緣信息，提取出垃圾箱的外部輪廓，確定垃圾箱的位置。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述形狀分析與識別包括預(yù)存的垃圾箱形狀模板，將所述邊緣檢測與輪廓提取的垃圾箱的外部輪廓信息與預(yù)存的垃圾箱形狀模板進行形狀識別，確定垃圾箱的形狀與大小。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述顏色識別與分類包括預(yù)設(shè)顏色閾值和預(yù)設(shè)顏色分類標準，將垃圾箱圖像中的顏色信息進行顏色空間轉(zhuǎn)換并與所述預(yù)設(shè)顏色閾值配合，識別出垃圾箱的顏色，根據(jù)所述預(yù)設(shè)顏色分類標準確認垃圾箱的類型。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述位置確定與坐標輸出包括通過坐標變換和校準，根據(jù)垃圾箱的形狀和大小將垃圾箱在圖像中的位置信息轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實世界中的坐標信息，并與所述定位系統(tǒng)結(jié)合確定垃圾箱的位置信息。

14、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信息傳輸與反饋將垃圾箱的形狀、大小、顏色、類型和位置信息輸送至所述執(zhí)行控制單元，形成控制指令生成的依據(jù)。

15、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述機械臂包括活動安裝于所述無人駕駛垃圾清運車上的若干段連桿，相鄰兩所述連桿之間設(shè)有關(guān)節(jié)，對應(yīng)各所述關(guān)節(jié)設(shè)有配合使用的電機和驅(qū)動器，在所述電機、所述驅(qū)動器和所述關(guān)節(jié)的配合下，相鄰的兩所述連桿能夠形成相對轉(zhuǎn)動，位于遠離所述無人駕駛垃圾清運車的一段所述連桿上設(shè)有與垃圾箱配合的夾具或抓取機構(gòu)，所述夾具或所述抓取機構(gòu)連接至所述液壓系統(tǒng)。

16、作為對上述技術(shù)方案的改進，所述圖像采集單元包括攝像頭，且所述攝像頭安裝于所述無人駕駛垃圾清運車的尾部。

17、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：圖像采集單元采集到垃圾箱的圖像信息后傳輸至圖像處理單元進行識別與處理，根據(jù)形成的位置、顏色、形狀、大小、類型等信息，產(chǎn)生對應(yīng)的控制指令下達至執(zhí)行控制單元，由執(zhí)行控制單元在通訊系統(tǒng)的配合下啟動液壓系統(tǒng)和機械臂，夾持住垃圾箱實現(xiàn)抓取和其內(nèi)部垃圾的傾倒，然后將其回放至原位，實現(xiàn)了無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的自動識別、抓取和傾倒的功能，提高了垃圾清運的效率和自動化程度，減少了人工干預(yù)和操作難度，且具有垃圾箱識別精度高、抓取速度快、傾倒穩(wěn)定性好的特點，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境和路況下的垃圾清運工作。

技術(shù)特征：

1.無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，用于實現(xiàn)垃圾箱的清運，在無人駕駛垃圾清運車的車載電腦、機械臂、液壓系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的配合下完成，所述車載電腦中設(shè)有用于實現(xiàn)無人駕駛的定位系統(tǒng)，其特征在于：包括安裝在所述無人駕駛垃圾清運車上且用于采集垃圾箱圖像信息的圖像采集單元，所述圖像采集單元將采集到的垃圾箱圖像信息輸送至圖像處理單元中進行處理，還包括執(zhí)行控制單元，所述執(zhí)行控制單元根據(jù)所述圖像處理單元處理獲得的信息產(chǎn)生控制指令，所述圖像處理單元與所述執(zhí)行控制單元均設(shè)于所述車載電腦內(nèi)；

2.如權(quán)利要求1所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：在所述sp2中，所述圖像采集單元對垃圾箱的圖像信息進行處理和分析包括圖像接收與預(yù)處理、邊緣檢測與輪廓提取、形狀分析與識別、顏色識別與分類、位置確定與坐標輸出和信息傳輸與反饋。

3.如權(quán)利要求2所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述圖像接收與預(yù)處理包括將所述圖像采集單元采集到的垃圾箱圖像進行去噪、對比度增強，消除圖像中的無關(guān)細節(jié)和干擾，提高圖像質(zhì)量。

4.如權(quán)利要求3所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述邊緣檢測與輪廓提取包括使用邊緣檢測算法識別垃圾箱圖像中的邊緣信息，提取出垃圾箱的外部輪廓，確定垃圾箱的位置。

5.如權(quán)利要求4所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述形狀分析與識別包括預(yù)存的垃圾箱形狀模板，將所述邊緣檢測與輪廓提取的垃圾箱的外部輪廓信息與預(yù)存的垃圾箱形狀模板進行形狀識別，確定垃圾箱的形狀與大小。

6.如權(quán)利要求5所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述顏色識別與分類包括預(yù)設(shè)顏色閾值和預(yù)設(shè)顏色分類標準，將垃圾箱圖像中的顏色信息進行顏色空間轉(zhuǎn)換并與所述預(yù)設(shè)顏色閾值配合，識別出垃圾箱的顏色，根據(jù)所述預(yù)設(shè)顏色分類標準確認垃圾箱的類型。

7.如權(quán)利要求6所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述位置確定與坐標輸出包括通過坐標變換和校準，根據(jù)垃圾箱的形狀和大小將垃圾箱在圖像中的位置信息轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實世界中的坐標信息，并與所述定位系統(tǒng)結(jié)合確定垃圾箱的位置信息。

8.如權(quán)利要求7所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述信息傳輸與反饋將垃圾箱的形狀、大小、顏色、類型和位置信息輸送至所述執(zhí)行控制單元，形成控制指令生成的依據(jù)。

9.如權(quán)利要求1所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述機械臂包括活動安裝于所述無人駕駛垃圾清運車上的若干段連桿，相鄰兩所述連桿之間設(shè)有關(guān)節(jié)，對應(yīng)各所述關(guān)節(jié)設(shè)有配合使用的電機和驅(qū)動器，在所述電機、所述驅(qū)動器和所述關(guān)節(jié)的配合下，相鄰的兩所述連桿能夠形成相對轉(zhuǎn)動，位于遠離所述無人駕駛垃圾清運車的一段所述連桿上設(shè)有與垃圾箱配合的夾具或抓取機構(gòu)，所述夾具或所述抓取機構(gòu)連接至所述液壓系統(tǒng)。

10.如權(quán)利要求1所述的無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，其特征在于：所述圖像采集單元包括攝像頭，且所述攝像頭安裝于所述無人駕駛垃圾清運車的尾部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的識別、抓取、傾倒控制方法，在無人駕駛垃圾清運車的車載電腦、機械臂、液壓系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)的配合下完成，包括圖像采集單元、圖像處理單元和執(zhí)行控制單元；圖像采集單元采集到垃圾箱的圖像信息后傳輸至圖像處理單元進行識別與處理，并產(chǎn)生對應(yīng)的控制指令下達至執(zhí)行控制單元，由執(zhí)行控制單元啟動液壓系統(tǒng)和機械臂，夾持住垃圾箱實現(xiàn)抓取和其內(nèi)部垃圾的傾倒，實現(xiàn)了無人駕駛垃圾清運車對垃圾箱的自動識別、抓取和傾倒的功能，提高了垃圾清運的效率和自動化程度，減少了人工干預(yù)和操作難度，且具有垃圾箱識別精度高、抓取速度快、傾倒穩(wěn)定性好的特點，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境和路況下的垃圾清運工作。

技術(shù)研發(fā)人員：何家海,徐飛,何紀曉,殷會棟,盛凱祥
受保護的技術(shù)使用者：海匯汽車制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/12