[发明专利]一种无人扫地车与垃圾站的对正系统及其方法

权利要求书

1.一种无人扫地车与垃圾站的对正系统，其特征在于，包括无人扫地车(10)、地埋式垃圾站(30)、摄像头、射频识别系统；

所述地埋式垃圾站(30)包括地埋式垃圾坑(40)、阅读器(50)、主干地面(31)、引导地面(32)；

所述阅读器(50)位于地埋式垃圾坑(40)的前方；

所述主干地面(31)与引导地面(32)有明显的边缘信息，提取边缘信息用于获取图像中重要的信息；

所述无人扫地车(10)包括尘盒(20)和标签(60)；

所述尘盒(20)用来装填垃圾，位于无人扫地车(10)的后端；

地埋式垃圾坑(40)前方的阅读器(50)扫描到无人扫地车尘盒(20)前端的标签(60)后，做出急停的操作；

通过摄像头获取地埋式垃圾站(30)内的地面图像，进行图像处理；

所述射频识别系统包括电子标签、读写器和计算机网络；以电子标签来标识物体，电子标签通过无线电波与读写器进行数据交换，读写器可将主机的读写命令传送到电子标签，再把电子标签返回的数据传送到主机，主机的数据交换与管理系统负责完成电子标签数据信息的存储、管理和控制。

2.根据权利要求1所述的无人扫地车与垃圾站的对正系统，其特征在于，所述主干地面(31)为黑色，所述引导地面(32)为白色，在处理引导地面(31)的边缘信息时，提取颜色特征以实现对引导地面的检测、识别。

3.根据权利要求1所述的无人扫地车与垃圾站的对正系统，其特征在于，还包括上位机系统，用来估计地埋式垃圾坑(40)的剩余容量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的无人扫地车与垃圾站的对正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、无人扫地车(10)在清扫作业区域自动清扫垃圾；

步骤2、在无人扫地车(10)检测到尘盒(20)装满垃圾后，根据高精度地图和导航信息，无人扫地车(10)返回地埋式垃圾站(30)；

步骤3、无人扫地车(10)进入地埋式垃圾站(30)后，采用后退的方式进入垃圾坑对正区域，通过安装于扫地车后端的摄像头获取垃圾站内的地面图像，进行图像处理，在识别到引导地面(32)后，继续校正后退方向；

步骤4、地埋式垃圾坑(40)前方的阅读器(50)扫描到无人扫地车尘盒(20)前侧的标签(60)后，就做出急停的操作，此时无人扫地车(10)的尘盒(20)与地埋式垃圾坑(40)正好对接；

步骤5、在扫描到标签信息后，打开地埋式垃圾坑(40)，接着无人扫地车(10)打开尘盒(20)，将垃圾倒入地埋式垃圾坑(40)；

步骤6、无人扫地车(10)返回清扫作业区域继续进行自动清扫的任务或返回充电桩进行充电。

5.根据权利要求4所述的无人扫地车与垃圾站的对正方法，其特征在于，步骤3中所述图像处理是指对摄像头釆集到的垃圾站地面信息进行地面图像的预处理，针对地埋式垃圾站(30)的地面需要通过基于颜色区域特征的图像分割算法对地面图像进行灰度化、均衡化，接着通过控制阈值，提取感兴趣区域，将主干区域(31)与引导区域(32)分割开来，实现对白色引导区域(32)的精准检测。

6.根据权利要求5所述的无人扫地车与垃圾站的对正方法，其特征在于，所述基于颜色区域特征的图像分割算法首先调用无人车摄像头获取视频信息准备处理，将图像由RGB转换为HSV格式，接着通过设置合适的阈值进行颜色分割，提取出感兴趣的白色区域，初步确定引导地面的位置，然后对图像执行二维中值滤波，减少斑点噪声和椒盐噪声的干扰，以防止边缘模糊化。

7.根据权利要求6所述的无人扫地车与垃圾站的对正方法，其特征在于，进行图像分割还要对已检测到的引导区域(32)进行膨胀、区域生长处理，使检测到的引导区域(32)更加完整；还要排除噪声干扰，对垃圾站地面做平滑处理并将孤立块去除，以防止引导区域(32)附近有相近颜色物体对检测结果的干扰。