具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种无人扫地车与垃圾站的对正系统及其方法做进一步详细的描述。

如图2，图3所示，本发明一种无人扫地车与垃圾站的对正系统包括无人扫地车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1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20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。

如图1所示，本发明一种无人扫地车与垃圾站的对正方法包括以下步骤：

步骤1、无人扫地车10于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；

地埋式垃圾站30采用的地面特征为如图2所示黑色的主干地面31与白色的引导地面32，主干地面31与引导地面32之间有极为明显的边缘信息，提取边缘信息有助于获取图像中重要的信息。在处理引导地面32的边线信息时，提取颜色特征以实现对引导地面32的检测、识别。图像分割算法可以根据算法的参数调整保留最为重要的直线信息，并且可以获得所检测到的直线的区域信息以及区域上的点的信息。在提取出准确的地面边线后才能够依据道路边线的坐标，不断拟合、修正无人扫地车的前进路线。

步骤3、无人扫地车10进入地埋式垃圾站30后，通过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后继续校正前进方向；

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。

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。

在实际使用中，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。此外还要排除噪声干扰，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。

在识别到引导地面32后继续校正前进方向的方法，使用Sobel算子对引导区域进行边界特征提取，由于地面引导区域边界是指地面引导区域的目标区域灰度值急剧且大幅变换的像素点的集合，使用Sobel算子来计算图像中目标区灰度变化相似值，接着寻找目标区域边界线，进而实现对目标区域的中线进行检测与识别。

接着对提取出的图像做直线检测处理，对引导区域的边缘做直线检测可以剔除大量的非直线边缘，仅保留感兴趣的直线。该直线检测算法可以根据参数调整保留最重要的直线信息，并且可以获得所检测到的直线的数量以及每条直线上的点的信息，同时还可以求得直线的斜率以做进一步的筛选，提取出准确的道路边线后才能够依据道路边线的坐标计算出引导区域的中线。

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；

阅读器50通过射频无线信号自动识别目标对象，并获取相关数据，由电子标签、读写器和计算机网络构成。射频识别系统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。

该射频自动识别技术是一种自动信息识别技术，通过射频信号自动识别对象并对目标数据进行捕获和分析50。该技术与传统的识别技术相比具有速度快、灵敏度高的优势，每当阅读器50扫描到无人车底部的标签60信息，便能立即发出急停操作，此时已经完成对正。

该射频自动识别技术具有快速扫描、体积小、容量大、穿透性强、成本低、读取准确率高的优点，这些优点使得自动识别技术越来越成熟，且这项技术的优点与无人扫地车的要求完美契合，一旦阅读器50快速扫描到标签60，便能发出信号流告知扫地车做出紧急停车的操作，最终完成高精度的对正。

所述地埋式垃圾坑40前侧的阅读器50如图2所示，当阅读器50与标签60在同一竖直方向时，无人扫地车的尘盒与垃圾坑契合最完整。

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。

设计上位机系统估计地埋式垃圾坑40的剩余容量，若预估地埋式垃圾坑40即将收满，则发出信息告知环卫工人前来清理。上位机系统主要依靠射频自动识别技术，阅读器每识别到一次无人扫地车的标签60信息，便根据地埋式垃圾坑40的容积计算剩余容量，以便提前发出预警信号，通知城市环卫来清理垃圾站。

本发明的在无人车能够完成自动驾驶与清扫工作的基础上增加无人扫地车与地埋式垃圾站的垃圾坑自动对正的方法，能够通过无人扫地车前方的高清摄像头采集到垃圾站的地面图像，根据图像处理识别垃圾站的主干地面以及引导地面，让车体跟着引导地面不断修正前进的路线，接着等待垃圾坑前侧阅读器检测到无人车底部的标签信息后立即发出急停信息，此时便完成了无人扫地车与垃圾坑的对正。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。