自动倾倒垃圾方法、装置、无人车及存储介质

申请号 CN202311469584.2 申请日 2023-11-06 公开(公告)号 CN117383106A 公开(公告)日 2024-01-12
申请人 深圳优地科技有限公司; 发明人 罗沛; 梁朋;
摘要 本 发明 涉及一种自动倾倒垃圾方法、装置、无人车及存储介质,所述方法应用于无人车,所述无人车配置有用于收容垃圾的垃圾装置,所述无人车还配置有 激光雷达 ,所述激光雷达设置于所述无人车的端部,所述方法包括:基于激光雷达获取无人车周围环境的第一点 云 数据,从第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,垃圾容器用于接收垃圾;根据获取到的垃圾容器的第一点云轮廓,确定无人车的端部是否对准垃圾容器;在无人车的端部对准垃圾容器时,驱动垃圾装置从无人车的端部向垃圾容器倾倒垃圾。该方法通过判断无人车是否对准垃圾容器,以进行垃圾倾倒,能够减少垃圾被倾倒在垃圾容器外的情况发生,从而避免再次清扫洒落的垃圾,提高清扫效率。
权利要求

1.一种自动倾倒垃圾方法,应用于无人车,所述无人车配置有用于收容垃圾的垃圾装置,其特征在于,所述无人车还配置有激光雷达,所述激光雷达设置于所述无人车的端部,所述方法包括:
基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;
根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;
在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
2.根据权利要求1所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据之前,所述方法还包括:
响应于接收到的垃圾倾倒指令,在电子地图中确定出所述垃圾容器的位置
基于所述垃圾容器的位置获取所述垃圾容器的第一圆周,所述第一圆周上的点与所述垃圾容器相距第一预设距离;
在所述第一圆周上确定第一位置,所述第一位置为所述第一圆周上的任一位置点,且所述无人车可行驶到达的位置点;
行驶至所述第一位置。
3.根据权利要求1所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,所述基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,包括:
基于所述激光雷达获取到的第一点云数据确定是否扫描到所述垃圾容器;
若在所述第一点云数据中,存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定扫描到所述垃圾容器,将与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云作为所述垃圾容器的第一点云轮廓;
若在所述第一点云数据中,不存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定未扫描到所述垃圾容器。
4.根据权利要求1所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器之前,所述方法还包括:
以所述垃圾容器为圆心围绕所述垃圾容器移动,并基于所述激光雷达获取第二点云数据;
若基于所述第二点云数据获取到的所述垃圾容器的第二点云轮廓与所述垃圾容器的规则侧向轮廓匹配,则确定所述无人车停在用于倾倒垃圾的所述垃圾容器的一侧旁边。
5.根据权利要求1‑4任一项所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器,包括:
若所述垃圾容器的第一点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部对准所述垃圾容器;
若所述垃圾容器的第一点云轮廓不位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器。
6.根据权利要求5所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器之后,所述方法还包括:
将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第一侧确定为第一区域,将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第二侧确定为第二区域,基于所述激光雷达获取第三点云数据;
原地旋转直至所述第一区域中所述垃圾容器的点云数量与所述第二区域中所述垃圾容器的点云数量的差值小于第一阈值,确定所述垃圾容器的点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围。
7.根据权利要求1所述的自动倾倒垃圾方法,其特征在于,所述激光雷达为单线激光雷达,所述单线激光雷达安装于所述无人车的前端中部或后端中部。
8.一种自动倾倒垃圾装置,其特征在于,包括:
获取模,用于基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;
确定模块,用于根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;
倾倒模块,用于在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
9.一种无人车,其特征在于,包括:
控制器以及与所述控制器通信连接的垃圾装置和激光雷达;
所述控制器包括:
处理器以及与所述处理器通信连接的存储器
所述存储器中存储有所述处理器可执行的计算机程序指令,所述计算机程序指令在被所述处理器调用时,以使所述处理器执行如权利要求1‑7任一项所述的自动倾倒垃圾方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令适于处理器进行加载,以执行如权利要求1‑7任一项所述的自动倾倒垃圾方法。

说明书全文

自动倾倒垃圾方法、装置、无人车及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及智能控制技术领域,尤其涉及一种自动倾倒垃圾方法、装置、无人车及存储介质。

背景技术

[0002] 机械化清扫是环卫现代化的一个重要标志,目前主要是由清扫机器人或无人车在室内外的大小环境中自动完成清扫作业,机械化清扫被广泛应用于非机动车道、人行道、广场和公园等地以进行清扫作业。
[0003] 目前,清扫机器人或无人车虽然可以自动倾倒清扫后的垃圾,但将垃圾倾倒至垃圾桶时,经常发生垃圾被倾倒在垃圾桶外的情况,需要再次清扫,耗费时间,清扫效率低下。如若人工倾倒垃圾,需要增加人成本,在一些仓库或者封闭园区等室外大型场景内的清扫作业中,人工倾倒垃圾还会增加机器的运维成本。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种自动倾倒垃圾方法、装置、无人车及存储介质,旨在解决现有技术中无人车倾倒垃圾时容易发生垃圾被倾倒在垃圾容器外的技术问题。
[0005] 为解决上述技术问题,第一方面,本发明实施例提供一种自动倾倒垃圾方法,应用于无人车,所述无人车配置有用于收容垃圾的垃圾装置,所述无人车还配置有激光雷达,所述激光雷达设置于所述无人车的端部,所述方法包括:
[0006] 基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;
[0007] 根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;
[0008] 在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
[0009] 在一些实施例中,基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据之前,所述方法还包括:
[0010] 响应于接收到的垃圾倾倒指令,在电子地图中确定出所述垃圾容器的位置
[0011] 基于所述垃圾容器的位置获取所述垃圾容器的第一圆周,所述第一圆周上的点与所述垃圾容器相距第一预设距离;
[0012] 在所述第一圆周上确定第一位置,所述第一位置为所述第一圆周上的任一位置点,且所述无人车可行驶到达的位置点;
[0013] 行驶至所述第一位置。
[0014] 在一些实施例中,所述基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,包括:
[0015] 基于所述激光雷达获取到的第一点云数据确定是否扫描到所述垃圾容器;
[0016] 若在所述第一点云数据中,存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定扫描到所述垃圾容器,将与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云作为所述垃圾容器的第一点云轮廓;
[0017] 若在所述第一点云数据中,不存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定未扫描到所述垃圾容器。
[0018] 在一些实施例中,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器之前,所述方法还包括:
[0019] 以所述垃圾容器为圆心围绕所述垃圾容器移动,并基于所述激光雷达获取第二点云数据;
[0020] 若基于所述第二点云数据获取到的所述垃圾容器的第二点云轮廓与所述垃圾容器的规则侧向轮廓匹配,则确定所述无人车停在用于倾倒垃圾的所述垃圾容器的一侧旁边。
[0021] 在一些实施例中,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器,包括:
[0022] 若所述垃圾容器的第一点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部对准所述垃圾容器;
[0023] 若所述垃圾容器的第一点云轮廓不位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器。
[0024] 在一些实施例中,确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器之后,所述方法还包括:
[0025] 将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第一侧确定为第一区域,将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第二侧确定为第二区域,基于所述激光雷达获取第三点云数据;
[0026] 原地旋转直至所述第一区域中所述垃圾容器的点云数量与所述第二区域中所述垃圾容器的点云数量的差值小于第一阈值,确定所述垃圾容器的点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围。
[0027] 在一些实施例中,所述激光雷达为单线激光雷达,所述激光雷达安装于所述无人车的前端中部或后端中部。
[0028] 为解决上述技术问题,第二方面,本发明实施例提供一种自动倾倒垃圾装置,包括:
[0029] 获取模,用于基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;
[0030] 确定模块,用于根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;
[0031] 倾倒模块,用于在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
[0032] 为解决上述技术问题,第三方面,本发明实施例提供一种无人车,包括:
[0033] 控制器以及与所述控制器通信连接的垃圾装置和激光雷达;
[0034] 所述控制器包括:
[0035] 处理器以及与所述处理器通信连接的存储器
[0036] 所述存储器中存储有所述处理器可执行的计算机程序指令,所述计算机程序指令在被所述处理器调用时,以使所述处理器执行本申请第一方面提出的任一项自动倾倒垃圾方法,或本申请第一方面提出的任一项自动倾倒垃圾方法中任一种可能的实施方式中的步骤。
[0037] 为解决上述技术问题,第四方面,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,处理器运行所述计算机程序指令,以执行本申请第一方面提出的任一项自动倾倒垃圾方法,或本申请第一方面提出的任一项自动倾倒垃圾方法中任一种可能的实施方式中的步骤。
[0038] 本发明实施例的有益效果:区别于现有技术的情况,本发明实施例提供的自动倾倒垃圾方法,应用于无人车,所述无人车配置有用于收容垃圾的垃圾装置,所述无人车还配置有激光雷达,所述激光雷达设置于所述无人车的端部,所述方法包括:基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。该方法通过判断无人车是否对准垃圾容器,以进行垃圾倾倒,能够减少垃圾被倾倒在垃圾容器外的情况发生,从而避免再次清扫洒落的垃圾,提高清扫效率。附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,以下描述的附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对保护范围的限定,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相关的附图。
[0040] 图1是本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法的应用场景示意图;
[0041] 图2是本发明一些实施例提供的无人车的结构示意图;
[0042] 图3是本发明一些实施例提供的无人车中激光雷达的扫描区域示意图;
[0043] 图4是本发明一些实施例提供的无人车中控制器的结构示意图;
[0044] 图5是本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法的流程示意图;
[0045] 图6是图5实施例所示自动倾倒垃圾方法中步骤S100的一子流程示意图;
[0046] 图7是本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中部分步骤的流程示意图;
[0047] 图8是本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中部分步骤的流程示意图;
[0048] 图9是图5实施例所示自动倾倒垃圾方法中步骤S200的一子流程示意图;
[0049] 图10是本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾装置的功能模块图。

具体实施方式

[0050] 为使本发明实施例的目的和优点更容易被理解,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅为本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,以下在附图中对本发明实施例的详细描述并非限定本发明要求保护的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0051] 需要说明的是,如果不构成冲突,下面所描述的本发明实施例所涉及到的各个技术特征可以相互结合,并且均在本申请的保护范围之内。另外,虽然在装置或结构示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外,本文所采用的“第一”、“第二”、“第三”以及其他类似的表述并不对数据和执行次序进行限定,仅为了便于说明目的以及对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。
[0052] 除非另有定义,本说明书所使用的技术术语和科学术语与属于本发明技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。本说明书所使用的术语仅是为了描述具体的实施方式的目的,不是用于限制本发明。应当理解,本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0053] 请参阅图1,图1为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法的应用场景示意图。该应用场景包括无人车100和垃圾容器200,其中,无人车100配置有用于收容垃圾的垃圾装置110和用于获取点云数据的激光雷达(图1中未示出),垃圾装置110和激光雷达设置于无人车100的同一端部,在本发明实施例中,垃圾装置110和激光雷达均设置于无人车100的尾部中间位置。无人车100在清扫垃圾后,行驶至垃圾容器200附近,以将垃圾装置110中的垃圾倾倒至垃圾容器200内。具体地,进行垃圾倾倒之前,需要通过激光雷达扫描获取无人车100周围环境的点云数据,通过点云数据判断确定无人车100的端部是否对准垃圾容器200。在无人车100的端部对准垃圾容器200后,将垃圾准确地倾倒至垃圾容器200内。可以理解地,图1实施例所示的应用场景仅是示意性的示出了一辆无人车100和一个垃圾容器200,其并不对其他应用场景中无人车100和垃圾容器200的数量、结构或种类造成任何限定。
[0054] 在一些实施例中,无人车100响应于接收到的垃圾倾倒指令,需要在存储于无人车100的电子地图中确定垃圾容器200的位置,并行驶至垃圾容器200附近进行倾倒垃圾。具体地,无人车100在电子地图中确定垃圾容器200的位置,并基于垃圾容器200的位置获取与垃圾容器200相距第一预设距离的第一圆周,将第一圆周上的任一位置点确定为第一位置,其中,第一位置为无人车100可以导航行驶到达的位置点。无人车100导航行驶至第一位置,并通过激光雷达扫描获取无人车100周围环境的点云数据,以调整位姿,使得无人车100的端部对准垃圾容器200,然后进行倾倒垃圾。
[0055] 参阅图2所示,图2为本发明一些实施例提供的无人车100的结构示意图。其中,无人车100包括控制器120以及分别与控制器120通信连接的垃圾装置110和激光雷达130。具体地,垃圾装置110用于收容清扫的垃圾,激光雷达130用于获取点云数据,控制器120用于控制垃圾装置110和激光雷达130协同工作,以进行垃圾倾倒。可以理解地,图2实施例所示无人车100的结构仅为示意性的,其并不对上述无人车100的结构造成任何限定。例如,上述无人车100还可以包括比图2中所示更多或者更少的组件,或者具有与图2所示不同的配置。
[0056] 请参阅图1‑3,图3示出了本发明一些实施例中无人车100的激光雷达130的扫描区域。其中,激光雷达130的扫描区域为具有一定扫描度的扇形区域,激光雷达130的扫描区域的中轴线为激光雷达130的扫描区域的中心对称线,中轴线将激光雷达130的扫描区域区分为面积相同的分别位于中轴线两侧的两个子扫描区域。应当理解,不同的激光雷达130可能具有相同或不同范围大小的扫描区域。此外,为了确定无人车100的端部是否对准垃圾容器200,需要在激光雷达130的扫描区域中预先确定一个预设区域范围,其中,预设区域范围的大小可以根据激光雷达130的安装位置、扫描区域的大小、垃圾容器200的大小和形状等因素进行设置调整。可以理解的是,图3实施例所示激光雷达130的扫描区域仅为示意性的,其并不对其他激光雷达130的扫描区域造成任何限定。
[0057] 参阅图4所示,图4为本发明一些实施例提供的无人车100中控制器120的结构示意图。其中,控制器120包括通信连接的至少一个处理器121和存储器122(图4中以总线系统连接、一个处理器为例),控制器120中的各个组件通过总线系统123耦合在一起,总线系统123用于实现这些组件之间的连接通信。容易理解地,总线系统123除包括数据总线外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明和篇幅简洁起见,在图4中将各种总线都标为总线系统123。可以理解地,图4所示的结构仅为示意性的,其并不对上述控制器120的结构造成限定。例如,上述控制器120还可以包括比图4中所示更多或者更少的组件,或者具有与图4所示不同的配置。
[0058] 具体地,处理器121用于提供运算和控制能力,以控制无人车100执行相应的任务。例如,控制上述无人车100执行本发明实施例提供的任一项自动倾倒垃圾方法,或者本发明实施例提供的任一项自动倾倒垃圾方法中任一种可能的实施方式中的步骤。本领域技术人员可以理解,处理器121可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程阵列(Field‑Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0059] 存储器122作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序和模块,如本发明实施例中的自动倾倒垃圾方法对应的程序指令/模块。处理器121通过运行存储在存储器122中的非暂态软件程序、指令和模块,从而执行控制器120的各种功能应用和数据处理,实现本发明实施例提供的任一项自动倾倒垃圾方法,或者本发明实施例提供的任一项自动倾倒垃圾方法中任一种可能的实施方式中的步骤。存储器122可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中,存储器122还可以包括相对于处理器121远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过通信网络连接至处理器121。可以理解地,上述通信网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0060] 根据上文可以理解,本发明实施例提供的自动倾倒垃圾方法可以由各种合适类型、具有一定计算和控制能力的无人车实施,例如可以由上述无人车实施执行。下面结合本发明实施例提供的无人车的示例性应用和实施,说明本发明实施例提供的自动倾倒垃圾方法。
[0061] 参阅图5所示,图5为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法的流程示意图。本申请自动倾倒垃圾方法可以应用于上述无人车,具体地,执行主体为上述无人车的控制器,该自动倾倒垃圾方法包括但不限于以下步骤S100‑S300:
[0062] S100:基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾。
[0063] 其中,激光雷达(Lidar)是一种遥感技术,其通过发射激光光束以测量周围环境中目标的距离、形状和其他特性。具体地,激光雷达系统通常包括激光发射器、接收器、计算设备和必要的光学元件。在本发明实施例中,配置于无人车的激光雷达用于获取无人车周围环境的点云数据。
[0064] 激光雷达的基本工作原理为:发射一束非常窄的激光光束,激光光束被照射到周围环境中的目标表面上,目标反射激光光束,激光光束以相同的速度返回激光雷达,然后激光雷达测量光束返回的时间和强度,以确定周围环境中目标的距离、形状和反射特性。容易理解地,周围环境中的目标可以为地面、建筑物、车辆、垃圾桶或其他物体。为了创建三维点云模型,激光雷达通常以不同的方向进行扫描,或者通过旋转覆盖整个场景。通过不断地改变激光光束的方向,可以获取到多个扫描点的点云数据,合并点云数据,创建出目标的三维点云模型,从而获取目标的形状、位置和轮廓信息。
[0065] 一般地,激光雷达包括单线激光雷达和多线激光雷达。单线激光雷达通过单一激光光束或线测量周围环境中目标的距离、形状和反射特性,提供较低的分辨率和较有限的环境信息,在高分辨率和详细环境建模不是首要考虑因素的情况下,可以选择使用单线激光雷达测量目标的距离、形状和其他特性,以及执行一些简单的避障、导航和定位任务。
[0066] 对于需要更精确的三维环境重建和感知的应用场景,如自动驾驶汽车、机器人、无人机等,通常需要使用能够提供更多的环境信息和更高的环境分辨率的多线激光雷达。
[0067] 本发明实施例中,配置于无人车的激光雷达为单线激光雷达,该单线激光雷达安装于无人车的前端中部或后端中部,其与垃圾装置安装在无人车的同一端部,以准确地识别垃圾容器的具体位置,并将垃圾倾倒至垃圾容器。单线激光雷达相较于多线激光雷达具有制造成本低,且数据处理量少等优点。应当理解地,在一些实施例中,由于受到障碍物较多、交通拥挤或者其他复杂环境的影响,也可以为无人车配置多线激光雷达,以获取较更高的分辨率和更多的环境信息,可以根据实际需要进行配置不同的激光雷达。
[0068] 垃圾容器是专门设计用于接收、存储和收集垃圾的装置,垃圾容器在商业区域、家庭、城市街道和公共场所等环境中被广泛使用。其中,垃圾容器包括垃圾桶、垃圾箱和垃圾回收箱等。本发明实施例中,是以无人车在户外环境中清扫垃圾,并将垃圾倾倒至户外的垃圾容器的应用场景进行阐述说明的。
[0069] 具体地,无人车通过激光雷达周期性发射激光光束扫描周围环境,并记录每个激光点的位置和反射强度,以获取周围环境的第一点云数据。其中,第一点云数据由包含周围环境的详细信息的若干数据点组成。
[0070] 在第一点云数据中,垃圾容器通常具有特定的形状和特征,例如矩形或圆柱形。无人车通过使用计算机视觉图像处理技术检测符合垃圾容器的形状和特征的点云集合,该点云集合代表垃圾容器的边缘或轮廓,以检测第一点云数据中垃圾容器的第一点云轮廓。在检测到垃圾容器的第一点云轮廓后,通过特定的算法从第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,以确定垃圾容器的几何形状和位置、大小和方向等信息。
[0071] 在一些实施例中,请参阅图6,图6为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中步骤S100的一子流程示意图。具体地,所述基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,包括但不限于以下步骤S110‑S130:
[0072] S110:基于所述激光雷达获取到的第一点云数据确定是否扫描到所述垃圾容器。
[0073] 具体地,无人车通过激光雷达周期性发送激光光束扫描周围环境,并记录周围环境中的目标反射激光光束所形成的第一点云数据。其中,第一点云数据需要进行预处理,以去除噪声、滤波和校正,以确保数据质量和准确性。在第一点云数据中,采用目标检测算法对周围环境中存在的目标进行检测和分类。由于垃圾容器具有特定的形状和特征,因此可以将获取到的目标的形状、大小、反射强度等特征与预定义的垃圾容器模型或特定形状的参数进行比对,以从第一点云数据中确定是否存在垃圾容器,即确定激光雷达是否扫描到垃圾容器。
[0074] 如果检测到无人车的周围环境中存在垃圾容器,可以通过采用目标检测算法对垃圾容器进行进一步的识别和分析。其中,包括分析确定垃圾容器的位置、方向、大小和形状等信息。
[0075] S120:若在所述第一点云数据中,存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定扫描到所述垃圾容器,将与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云作为所述垃圾容器的第一点云轮廓。
[0076] S130:若在所述第一点云数据中,不存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定未扫描到所述垃圾容器。
[0077] 具体地,激光雷达获取到的第一点云数据包括表示无人车周围环境的详细信息的若干数据点,可以通过拟合算法将若干数据点进行拟合,以得到拟合直线或曲线。在一些实施例中,通常可以根据垃圾容器的形状和大小等信息预先设定垃圾容器的侧向轮廓。为了确定是否扫描到垃圾容器,将拟合直线或曲线与预设的垃圾容器的侧向轮廓进行对比分析。如果拟合直线或曲线中存在部分直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓匹配,即第一点云数据中存在部分数据点拟合的直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓匹配,则可以确定扫描到垃圾容器。
[0078] 应当理解地,由于拟合算法、激光雷达精度和其他因素的影响,拟合直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓对比匹配的过程中,通常可以设置一定的误差容忍度,以高效准确地确定是否扫描到垃圾容器。
[0079] 在确定扫描到垃圾容器后,通过相关的算法从第一点云数据中提取与垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云,并将与垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云作为垃圾容器的第一点云轮廓,以便用于进一步的分析和处理。
[0080] 在将拟合直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓进行对比分析时,如果拟合直线或曲线中不存在部分直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓匹配,即第一点云数据中不存在部分数据点拟合的直线或曲线与垃圾容器的侧向轮廓匹配,则可以确定没有扫描到垃圾容器。
[0081] 在一些实施例中,无人车在获取周围环境的点云数据之前,需要行驶至预设的倾倒垃圾位置,以进行位姿调整和垃圾倾倒。
[0082] 请参阅图7,图7为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中部分步骤的流程示意图。具体地,基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据之前,还包括但不限于以下步骤S101‑S104:
[0083] S101:响应于接收到的垃圾倾倒指令,在电子地图中确定出所述垃圾容器的位置。
[0084] 具体地,无人车可以获取电子地图,并定位到其当前所在位置的区域中。其中,电子地图包含其所运行的场景区域,例如,园区道路、公共区域、垃圾容器以及其他相关地理位置的地理坐标信息,无人车所使用的电子地图可以为拓扑地图、栅格地图、高精度地图或其他类型的地图。
[0085] 无人车接收垃圾倾倒指令,响应于接收到的垃圾倾倒指令,根据垃圾容器的标识、标志、标签或者其他唯一标识符,在电子地图中查找确定垃圾容器的具体位置信息。
[0086] S102:基于所述垃圾容器的位置获取所述垃圾容器的第一圆周,所述第一圆周上的点与所述垃圾容器相距第一预设距离。
[0087] 具体地,在确定垃圾容器的具体位置后,根据垃圾容器的具体位置,可以计算获得一个以垃圾容器为中心、以第一预设距离为半径的圆形边界,即获得垃圾容器的第一圆周。可以理解地,第一圆周上的任一位置点与垃圾容器相距第一预设距离,第一圆周上的任一位置点的位置坐标信息可以通过相关的几何计算获得,其中,第一预设距离可以根据实际需要进行设置调整,以确保无人车在合适的距离和位置对准垃圾容器,进行垃圾倾倒。
[0088] S103:在所述第一圆周上确定第一位置,所述第一位置为所述第一圆周上的任一位置点,且所述无人车可行驶到达的位置点。
[0089] 其中,第一位置可以为第一圆周上的任一位置点,通常根据垃圾容器的位置、无人车的当前位置、路径规划需求以及安全性因素选择确定。显然,第一位置并且应当是无人车可以安全行驶到达的第一圆周上的位置点。
[0090] 具体地,无人车综合考虑避开障碍物或行人、遵循交通规则和地形区域特征等因素,进行可行性评估,在垃圾容器的第一圆周上确定可以安全行驶到达的若干位置点,然后从若干位置点中任意选择一个位置点作为第一位置。
[0091] S104:行驶至所述第一位置。
[0092] 在确定第一位置后,无人车根据第一位置的位置坐标信息和无人车的当前位置信息,进行路径规划,以获得无人车从当前位置行驶至第一位置的第一行驶路径,以确保无人车安全高效地行驶至第一位置并执行垃圾倾倒任务。
[0093] 在规划得到第一行驶路径后,无人车根据第一行驶路径,从当前位置行驶至第一位置,并执行垃圾倾倒任务。在本发明实施例中,在垃圾倾倒的整个过程中,无人车实时监测无人车的当前位置、行驶路径和周围环境,以应对任何变化或突发情况,并确保安全执行垃圾倾倒任务。
[0094] S200:根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器。
[0095] 具体地,在从第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓后,根据垃圾容器的第一点云轮廓可以确定垃圾容器的形状、大小、位置和方向等信息。然后将垃圾容器的形状、大小、位置和方向等信息与激光雷达的感知数据进行对比分析,以判断确定无人车的端部是否对准垃圾容器。在一些实施例中,在确定垃圾容器的形状、大小、位置和方向等信息后,无人车需要调整其自身位置和方向,确保无人车的端部(即安装垃圾装置的端部)对准垃圾容器的开口或承接口
[0096] 在一些实施例中,无人车根据获取到的垃圾容器的第一点云数据判断确定无人车的端部是否对准垃圾容器之前,需要行驶至垃圾容器的周侧中适合倾倒垃圾的一侧位置,以进行位姿调整和垃圾倾倒。
[0097] 请参阅图8,图8为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中部分步骤的流程示意图。具体地,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器之前,还包括但不限于以下步骤S201‑S202:
[0098] S201:以所述垃圾容器为圆心围绕所述垃圾容器移动,并基于所述激光雷达获取第二点云数据。
[0099] 具体地,为确定无人车停在用于倾倒垃圾的垃圾容器的一侧旁边,无人车行驶至第一位置后,以垃圾容器为圆心围绕垃圾容器移动,并在围绕垃圾容器移动的过程中,通过激光雷达周期性发射激光束扫描周围环境,记录每个激光点的位置和反射强度,以获取周围环境的第二点云数据。其中,第二点云数据需要经过分析和处理,以从提取垃圾容器周围环境的有用信息,例如垃圾容器的位置、垃圾容器附近的障碍物检测、周围环境的地形特征等。
[0100] S202:若基于所述第二点云数据获取到的所述垃圾容器的第二点云轮廓与所述垃圾容器的规则侧向轮廓匹配,则确定所述无人车停在用于倾倒垃圾的所述垃圾容器的一侧旁边。
[0101] 在第二点云数据中,无人车通过使用计算机视觉和图像处理技术检测符合垃圾容器的形状和特征的点云集合,以检测第二点云数据中垃圾容器的第二点云轮廓。在检测到垃圾容器的第二点云轮廓后,通过特定的算法从第二点云数据中提取垃圾容器的第二点云轮廓,以确定垃圾容器的几何形状和位置、大小和方向等信息。
[0102] 在一些实施例中,通常可以根据垃圾容器的形状、位置和方向等信息预先设定垃圾容器的规则侧向轮廓,以确定无人车倾倒垃圾时停在正确的垃圾容器的一侧位置。为确定无人车停在用于倾倒垃圾的垃圾容器的一侧旁边,将垃圾容器的第二点云轮廓与预设的垃圾容器的规则侧向轮廓进行对比分析。如果垃圾容器的第二点云轮廓与预先设定的垃圾容器的规则侧向轮廓相匹配,则表示无人车停在正确的垃圾容器的一侧位置,即可以确定无人车停在用于倾倒垃圾的垃圾容器的一侧旁边,以准备进行垃圾倾倒操作。
[0103] 在一些实施例中,可以通过垃圾容器的第一点云轮廓所处于激光雷达的扫描区域的位置判断确定无人车的端部是否对准垃圾容器。
[0104] 具体地,请参阅图9,图9为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾方法中步骤S200的一子流程示意图。其中,所述根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器,包括但不限于以下步骤S210‑S220:
[0105] S210:若所述垃圾容器的第一点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部对准所述垃圾容器。
[0106] S220:若所述垃圾容器的第一点云轮廓不位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器。
[0107] 请参阅图3,图3示出了本发明一些实施例中无人车的激光雷达的扫描区域。具体地,从第一点云数据中提取到垃圾容器的第一点云轮廓后,垃圾容器的第一点云轮廓位于激光雷达的扫描区域的位置,并根据垃圾容器的第一点云轮廓位于激光雷达的扫描区域的位置,判断确定无人车的端部是否与垃圾容器对准。可以理解地,如果垃圾容器的第一点云轮廓位于激光雷达的扫描区域的预设区域范围内,则确定无人车的端部对准垃圾容器,可以进行垃圾倾倒。
[0108] 如果垃圾容器的第一点云轮廓没有位于激光雷达的扫描区域的预设区域范围内,则确定无人车的端部没有对准垃圾容器,暂时不能倾倒垃圾。无人车在确定其端部未对准垃圾容器后,需要采取相应的措施调整其位姿,以使得其端部对准垃圾容器,进行垃圾倾倒。
[0109] 在一些实施例中,无人车确定其端部没有对准垃圾容器后,可以原地转动调整自身的位姿,以使得其端部与垃圾容器对准。
[0110] 具体地,确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器之后,还包括但不限于以下步骤S230‑S240:
[0111] S230:将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第一侧确定为第一区域,将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第二侧确定为第二区域,基于所述激光雷达获取第三点云数据。
[0112] 请再次参阅图3,图3示出了本发明一些实施例中无人车的激光雷达的扫描区域。其中,可以将中轴线第一侧的扫描区域确定为第一区域,将中轴线第二侧的扫描区域确定为第二区域。可以理解地,第一区域、第二区域仅用作于区分中轴线两侧的扫描区域,其并不是特指中轴线两侧的某一扫描区域。在一些实施例中,可以将中轴线第一侧的扫描区域确定为第一区域,中轴线第二侧的扫描区域确定为第二区域。在另一些实施例中,也可以将中轴线第一侧的扫描区域确定为第二区域,中轴线第二侧的扫描区域确定为第一区域。
[0113] 具体地,无人车通过激光雷达周期性发射激光束扫描周围环境,记录获取垃圾容器反射激光光束所形成的第三点云数据,并统计第一区域和第二区域中垃圾容器的点云数量,以根据第一区域和第二区域中垃圾容器的点云数量控制无人车进行旋转,以使得无人车的端部对准垃圾容器,进行垃圾倾倒。
[0114] S240:原地旋转直至所述第一区域中所述垃圾容器的点云数量与所述第二区域中所述垃圾容器的点云数量的差值小于第一阈值,确定所述垃圾容器的点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围。
[0115] 在确定无人车的端部没有对准垃圾容器后,控制无人车原地旋转,并实时统计第一区域和第二区域中垃圾容器的点云数量。根据第一区域中垃圾容器的点云数量和第二区域中垃圾容器的点云数量,计算获得第一区域中垃圾容器的点云数量和第二区域中垃圾容器的点云数量的差值。当第一区域中垃圾容器的点云数量和第二区域中垃圾容器的点云数量的差值小于预设的第一阈值时,表示第一区域中垃圾容器的点云数量和第二区域中垃圾容器的点云数量相同或几乎相同,激光雷达的扫描区域的预设区域范围中垃圾容器的点云轮廓是对称或几乎对称的,可以确定垃圾容器的点云轮廓位于激光雷达的扫描区域的预设区域范围,进而可以确定无人车的端部对准垃圾容器。
[0116] S300:在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
[0117] 具体地,无人车在控制其端部对准垃圾容器的开口或承接口时,通过驱动装置(例如液压电机等)激活收容有垃圾的垃圾装置,将垃圾装置抬升至适合倾倒的高度,并将垃圾装置进行翻转,以使得垃圾装置中的垃圾倾倒至垃圾容器中。垃圾装置倾倒垃圾的操作是由控制系统监控和调整,控制系统还监测垃圾容器的填充状态,以确保垃圾倾倒的顺利进行,避免垃圾容器被填满导致垃圾外溢或散落。
[0118] 综上所述,本发明实施例提供的自动倾倒垃圾方方法,应用于无人车,所述无人车配置有用于收容垃圾的垃圾装置,所述无人车还配置有激光雷达,所述激光雷达设置于所述无人车的端部,所述方法包括:基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。该方法通过判断无人车是否对准垃圾容器,以进行垃圾倾倒,能够减少垃圾被倾倒在垃圾容器外的情况发生,从而避免再次清扫洒落的垃圾,提高清扫效率。
[0119] 请参阅图10,图10为本发明一些实施例提供的自动倾倒垃圾装置300的功能模块图。其中,该自动倾倒垃圾装置300配置于无人车上。具体地,自动倾倒垃圾装置300包括:
[0120] 获取模块301,用于基于所述激光雷达获取所述无人车周围环境的第一点云数据,从所述第一点云数据中提取垃圾容器的第一点云轮廓,所述垃圾容器用于接收垃圾;
[0121] 确定模块302,用于根据获取到的所述垃圾容器的第一点云轮廓,确定所述无人车的端部是否对准所述垃圾容器;
[0122] 倾倒模块303,用于在所述无人车的端部对准所述垃圾容器时,驱动所述垃圾装置从无人车的端部向所述垃圾容器倾倒垃圾。
[0123] 在一些实施例中,自动倾倒垃圾装置300还包括:
[0124] 响应模块304,用于响应于接收到的垃圾倾倒指令,在电子地图中确定出所述垃圾容器的位置;
[0125] 基于所述垃圾容器的位置获取所述垃圾容器的第一圆周,所述第一圆周上的点与所述垃圾容器相距第一预设距离;
[0126] 在所述第一圆周上确定第一位置,所述第一位置为所述第一圆周上的任一位置点,且所述无人车可行驶到达的位置点;
[0127] 行驶至所述第一位置。
[0128] 在一些实施例中,获取模块301具体用于基于所述激光雷达获取到的第一点云数据确定是否扫描到所述垃圾容器;
[0129] 若在所述第一点云数据中,存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定扫描到所述垃圾容器,将与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配的点云作为所述垃圾容器的第一点云轮廓;
[0130] 若在所述第一点云数据中,不存在部分点云拟合的直线或者曲线与所述垃圾容器的侧向轮廓匹配,则确定未扫描到所述垃圾容器。
[0131] 在一些实施例中,自动倾倒垃圾装置300还包括:
[0132] 调整模块305,用于以所述垃圾容器为圆心围绕所述垃圾容器移动,并基于所述激光雷达获取第二点云数据;
[0133] 若基于所述第二点云数据获取到的所述垃圾容器的第二点云轮廓与所述垃圾容器的规则侧向轮廓匹配,则确定所述无人车停在用于倾倒垃圾的所述垃圾容器的一侧旁边。
[0134] 在一些实施例中,确定模块302具体用于若所述垃圾容器的第一点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部对准所述垃圾容器;
[0135] 若所述垃圾容器的第一点云轮廓不位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围,则确定所述无人车的端部未对准所述垃圾容器。
[0136] 在一些实施例中,调整模块305还用于将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第一侧确定为第一区域,将所述激光雷达的扫描区域的中轴线第二侧确定为第二区域,基于所述激光雷达获取第三点云数据;
[0137] 原地旋转直至所述第一区域中所述垃圾容器的点云数量与所述第二区域中所述垃圾容器的点云数量的差值小于第一阈值,确定所述垃圾容器的点云轮廓位于所述激光雷达的扫描区域的预设区域范围。
[0138] 需要说明的是,为描述方便和篇幅简洁,上述自动倾倒垃圾装置300的具体工作过程,可以参考前述本发明实施例提供的任一项自动倾倒垃圾方法对应的具体执行过程,在此不做一一赘述。
[0139] 本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,处理器运行所述计算机程序指令,以执行上述任一项自动倾倒垃圾方法,或上述任一项自动倾倒垃圾方法中任一种可能的实施方式中的步骤。
[0140] 在一些实施例中,存储介质可以是闪存、硬盘、光盘、寄存器、磁表面存储器、可移动磁盘、CD‑ROM、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM等存储器,或本技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质,也可以是包括上述存储介质之一或任意组合的各种设备。
[0141] 在一些实施例中,计算机程序指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式,按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言,或者声明性或过程性语言)来编写,并且其可按任意形式部署,包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其他单元。
[0142] 作为示例,计算机程序指令可以但不一定对应于文件系统中的文件,可被存储在保存其他程序或数据的文件的一部分,例如,存储在超文本标记语言(HTML,Hyper Text Markup Language)文档中的一个或多个脚本中,存储在专用于所讨论的程序的单个文件中,或者存储在多个协同文件(例如,存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。
[0143] 作为示例,计算机程序指令可被部署为在一个计算设备(包括智能终端和服务器在内的设备)上执行,或者在位于一个地点的多个计算设备上执行,又或者,在分布在多个地点目通过通信网络互连的多个计算设备上执行。容易理解的是,上述本发明所提供的实施例描述的方法的全部或部分步骤,可以直接使用电子硬件或处理器可执行的计算机程序指令,或者二者的结合来实施。
[0144] 技术人员可以理解地,本发明所提供的实施例仅是示意性的,实施例的方法中的各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定,可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减,实施例的装置或系统中的模块或子模块、单元或子单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。
[0145] 需要说明的是,以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能以此来限定本发明的权利保护范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,依据本发明权利要求所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
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