一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法技术

本申请公开一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，包括：通过图像检测，获取清扫车的扫盘与扫刷图像数据；分析图像数据，获取扫盘、扫刷边界数据；通过已知设计参数，计算扫盘左右和上边界顶点坐标后将其转至图像平面，再与扫盘边界数据对比，获取扫盘中心坐标值，通过对比高度坐标，确定扫盘是否下放；基于抬起的扫盘图像，计算扫盘左右及上边界顶点坐标，扫刷左顶点、上顶点边界坐标，将边界顶点坐标转至图像平面后分别与扫盘、扫刷边界数据对比，确定刷毛实际长度；根据刷毛实际长度，进行系统提示确定扫刷是否需要更换。本申请公开的测量方法，其能够低成本且智能化测量清扫车刷毛长度，精准判断刷毛是否需要更换，减少人力资源的投入。源的投入。源的投入。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法


[0001]本申请涉及无人驾驶清扫车
，更具体地说，尤其涉及一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法。

技术介绍

[0002]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，可一次完成地面、马路道牙边、马路道牙清洗及清扫后对地面洒水等工作。清扫车包括车体、摄像头、刷毛装置等组成，作业时由其装配的刷毛装置进行清扫作业，而刷毛是一个消耗品，随着工作时长额增加，刷毛会逐渐变短，影响清扫效果。
[0003]目前，常规的人工清扫车，都是由工人查看实际清扫情况或者扫刷的状态来判断是否要更换扫刷；无人清扫车也可以由工人进行人工判断，但是就和环卫工作的智能化趋势相背离，无法降低人工资源的投入，而在智能化测量方式中，则需要专门安装相应的传感器，对刷毛长度进行检测，这便增加了整车的成本。所以，现有无人驾驶清扫车仍无法实现低成本、智能化刷毛长度测量。
[0004]因此，如何提供一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其能够低成本且智能化测量清扫车刷毛长度，精准判断刷毛是否需要更换，减少人力资源的投入，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其能够低成本且智能化测量清扫车刷毛长度，精准判断刷毛是否需要更换，减少人力资源的投入。
[0006]本申请提供的技术方案如下：
[0007]本申请提供一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，包括以下步骤：S1基于无人驾驶清扫车装配的摄像机，进行图像检测，分别获取所述无人驾驶清扫车的扫盘图像数据与扫刷图像数据；S2分别对所述扫盘图像数据、扫刷图像数据进行分析，获取扫盘边界数据和扫刷边界数据；S3通过所述无人驾驶清扫车已知设计参数，计算所述扫盘左右以及上边界顶点坐标，将所述边界顶点坐标转至图像平面后与所述扫盘边界数据对比分析，获取所述扫盘中心的坐标值，通过判断所述扫盘中心坐标值的高度坐标，确定扫盘是否下放；S4基于抬起所述扫盘图像，计算所述扫盘左右以及上边界顶点坐标，和所述右扫刷左顶点、上顶点边界坐标，将所述扫盘、扫刷边界顶点坐标转至图像平面后分别与所述扫盘边界数据、扫刷边界数据对比分析，确定所述扫刷刷毛实际长度；S5随后根据所述扫刷刷毛实际长度，进行系统提示确定所述扫刷是否需要进行更换。
[0008]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，所述步骤S2具体为：
[0009]S201基于深度学习，从所述图像数据中检测出所述扫盘与扫刷位置；
[0010]S202随后从检测得到的所述扫盘与扫刷位置中，获取所述无人驾驶清扫车的扫
盘、扫刷二维图像框；
[0011]S203根据所述扫盘二维图像框，获取所述扫盘左边界、右边界以及上边界顶点数据，随后根据所述扫盘边界顶点数据获取第一边界位置矩阵(u
min_disk
，u
max_disk
，v
min_disk
)；
[0012]S204根据所述扫刷二维图像框，获取所述右扫刷左边界、上边界顶点数据；随后根据所述扫刷边界顶点数据获取第三边界位置矩阵(u
min_brush
，v
min_brush
)。
[0013]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，在步骤S3中，所述已知设计参数包括：所述扫盘抬起时姿态角，所述姿态角包括翻滚角roll和俯仰角pitch；扫盘半径R。
[0014]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，在所述步骤S3中，获取所述扫盘中心的坐标值的具体步骤包括：
[0015]S301首先初始化扫盘中心点在自车坐标系下的初始坐标(x
v
，y
v
，z
v
)；
[0016]S302、随后结合翻滚角roll、俯仰角pitch、扫盘半径R，并基于初始坐标(x
v
，y
v
，z
v
)，计算所述扫盘左顶点坐标pl
v_disk
、右顶点坐标pr
v_disk
以及上顶点坐标pf
v_disk
；
[0017]S303接着将所述扫盘左顶点坐标转到图像平面，获取扫盘左顶点平面坐标向量，计算方式为：
[0018]pl
s_disk
＝(R
v2s
*pl
v_disk
+t
v2s
)；
[0019]扫盘左顶点平面坐标向量
[0020]其中，f
x
，f
y
，c
x
，c
y
是摄像机的内参；R
v2s
和t
v2s
分别为自车坐标系到相机坐标系的旋转矩阵与平移矩阵，由摄像机外参计算得到；
[0021]S304随后依照相同计算方式，将所述扫盘右顶点坐标、扫盘上顶点坐标转至图像平面，获取扫盘右顶点平面坐标向量和扫盘上顶点平面坐标向量
[0022]S305根据所述扫盘左顶点、右顶点以及上顶点平面坐标向量，组成形成第二边界位置矩阵(u
l_disk
，u
r_disk
，v
f_disk
)，将所述第二边界位置矩阵与所述第一边界位置矩阵对比分析，获取所述扫盘中心的坐标值。
[0023]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，所述扫盘左顶点坐标pl
v_disk
、右顶点坐标pr
v_disk
以及上顶点坐标pf
v_disk
的计算方式为：
[0024][0025]扫盘左顶点坐标
[0026]扫盘右顶点坐标
[0027]扫盘上顶点坐标其中，R
rotmatrix
为旋转矩阵。
[0028]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，所述已知设计参数还包括：扫盘抬起时标准高度值H。
[0029]进一步地，在本专利技术一种优选的方式中，在所述步骤S3中，确定扫盘是否下放的具体步骤包括：
[0030]预设第一误差阈值，将所述第二边界位置矩阵(u
l_disk
，u
r_disk
，v
f_disk
)与所述第一边界位置矩阵(u
min_disk
，u
max_disk
，v
min_disk
)进行对比；
[0031]若所述第二边界位置矩阵与第一边界位置矩阵的位置误差在所述第一误差阈值的限定范围内，则此时所述初始坐标(x
v
，y
v
，z
v
)即为所述扫盘中心的坐标值；
[0032]若所述第二边界位置矩阵与第一边界位置矩阵的位置误差超过所述第一误差阈值的限定范围，则调整初始坐标(x
v
，y...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1基于无人驾驶清扫车装配的摄像机，进行图像检测，分别获取所述无人驾驶清扫车的扫盘图像数据与扫刷图像数据；S2分别对所述扫盘图像数据、扫刷图像数据进行分析，获取扫盘边界数据和扫刷边界数据；S3通过所述无人驾驶清扫车已知设计参数，计算所述扫盘左右以及上边界顶点坐标，将所述边界顶点坐标转至图像平面后与所述扫盘边界数据对比分析，获取所述扫盘中心的坐标值，通过判断所述扫盘中心坐标值的高度坐标，确定扫盘是否下放；S4基于抬起所述扫盘图像，计算所述扫盘左右以及上边界顶点坐标，和所述右扫刷左顶点、上顶点边界坐标，将所述扫盘、扫刷边界顶点坐标转至图像平面后分别与所述扫盘边界数据、扫刷边界数据对比分析，确定所述扫刷刷毛实际长度；S5根据所述扫刷刷毛实际长度，进行系统提示确定所述扫刷是否需要进行更换。2.根据权利要求1所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S201基于深度学习，从所述图像数据中检测出所述扫盘与扫刷位置；S202随后从检测得到的所述扫盘与扫刷位置中，获取所述无人驾驶清扫车的扫盘、扫刷二维图像框；S203根据所述扫盘二维图像框，获取所述扫盘左边界、右边界以及上边界顶点数据，随后根据所述扫盘边界顶点数据获取第一边界位置矩阵(u
min_disk
，u
max_disk
，v
min_disk
)；S204根据所述扫刷二维图像框，获取所述右扫刷左边界、上边界顶点数据；随后根据所述扫刷边界顶点数据获取第三边界位置矩阵(u
min_brush
，v
min_brush
)。3.根据权利要求2所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，在步骤S3中，所述已知设计参数包括：所述扫盘抬起时姿态角，所述姿态角包括翻滚角roll和俯仰角pitch；扫盘半径R。4.根据权利要求3所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，在所述步骤S3中，获取所述扫盘中心的坐标值的具体步骤包括：S301首先初始化扫盘中心点在自车坐标系下的初始坐标(x
v
，y
v
，z
v
)；S302随后结合所述翻滚角roll、俯仰角pitch、扫盘半径R，并基于初始坐标(x
v
，y
v
，z
v
)，计算所述扫盘左顶点坐标pl
v_disk
、右顶点坐标pr
v_disk
以及上顶点坐标pf
v_disk
；S303将所述扫盘左顶点坐标转到图像平面，获取扫盘左顶点平面坐标向量，计算方式为：pl
s_disk
＝(R
v2s
*pl
v_disk
+t
v2s
)；扫盘左顶点平面坐标向量其中，f
x
，f
y
，c
x
，c
y
是摄像机的内参；R
v2s
和t
v2s
分别为自车坐标系到相机坐标系的旋转矩阵与平移矩阵，由摄像机外参计算得到；S304依照相同计算方式，将所述扫盘右顶点坐标、扫盘上顶点坐标转至图像平面，获取
扫盘右顶点平面坐标向量和扫盘上顶点平面坐标向量S305根据所述扫盘左顶点、右顶点以及上顶点平面坐标向量，组成形成第二边界位置矩阵(u
l_disk
，u
r_disk
，v
f_disk
)，将所述第二边界位置矩阵与所述第一边界位置矩阵对比分析，获取所述扫盘中心的坐标值。5.根据权利要求4所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，所述扫盘左顶点坐标pl
v_disk
、右顶点坐标pr
v_disk
以及上顶点坐标pf
v_disk
的计算方式为：扫盘左顶点坐标扫盘右顶点坐标扫盘上顶点坐标其中，R
rotmatrix
为旋转矩阵。6.根据权利要求4所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，已知设计参数还包括：扫盘抬起时标准高度值H。7.根据权利要求6所述的无人驾驶清扫车刷毛长度的测量方法，其特征在于，在所述步骤S3中，确定扫盘是否下放的具体步骤包括：预设第一误差阈值，将所述第二边界位置矩阵(u
l_disk
，u
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳佳，刘煜，
申请(专利权)人：上海于万科技有限公司，
类型：发明
国别省市：