智慧环卫作业机器人

智慧环卫作业机器人解决方案2019年9月目录第一章概述 1第二章技术基础 22.1核心技术积累 22.2自主研发核心技术 32.2.1一体化线控电动底盘平台 42.2.2智能控制模组 52.2.3自动驾驶技术平台 52.2.45G车联网云平台 6第三章功能参数 83.1第一代产品蜗小白 83.2第二代产品笨小卫、卫机分 123.2.1笨小卫 123.2.2卫机分 15第四章智慧城市环卫规划 174.1智慧环卫机器人的优势 174.1.1城市目前存在的清扫痛点 174.1.2智慧环卫作业机器人优势 174.2清扫区域规划（范例：淮安半岛） 18第一章概述智慧环卫作业机器人是为更高效智能化完成垃圾清扫以及降低人力成本损耗而研制开发的新型机器人，整个作业过程中低噪音、无污染、零排放，全程实地监控。智慧环卫作业机器人应用电控底盘平台、智能控制模组、自动驾驶技术平台（含环境感知系统、智能感知决策系统、高精度地图及导航定位系统）、5G车联网平台（可连接4G）等，能够自动识别障碍物、自动避障、自主完成清扫任务，智能一键召回，使用高精度地图融合定位。环卫作业具有工作强度大、工作环境恶劣、缺乏年轻作业者的问题，用人需求迅速飙升、人力成本居高不下，让长期以来本就属于劳动密集型领域的清洁行业压力骤升。事实上，智慧环卫作业机器人正是解决这些问题的最佳选择。智慧环卫作业机器人可定时根据任务代替人工完成清扫作业，有效规避园区人流拥挤时段，管理人员通过远程监控实时查看机器人状态，明显降低管理成本，优化城市管理模式，推动城市管理智能化升级。应用智慧环卫作业机器人弥补了用人困难，同时加快智能化落地应用，

第二章技术基础2.1核心技术积累创始人陈文强获国务院颁发的国家技术发明二等奖（汽车电子嵌入式平台技术及应用），共同完成项目成员：浙江大学校长吴朝晖（中国科学院院士），原中国第一汽车集团副总工程师、技术中心主任、现清华大学教授李俊（中国工程院院士）等，该项目在汽车电子开发方法与环境、嵌入式实时操作系统平台、汽车电子应用技术领域发明了一系列关键方法和技术，再此基础上研制成功了汽车电子嵌入式平台并进行产业化应用，该成果填补了国内空白，打破了国外垄断，成果广泛应用于吉利汽车、中国第一汽车、奇瑞汽车等企业。我司与天津智能网联汽车产业研究院联合成立智能网联技术联合实验室。天津智能网联汽车产业研究院是一家集“产业平台+投资基金+科技企业”三位于一体的智能网联汽车创新平台。为了进一步促进智能网联技术的应用和发展，双方共同投入技术研发力量，将智能网联&自动驾驶技术应用于物业管理及服务领域，重点在技术攻关、产品研发、项目孵化、人才培养等四个方面进行合作，天津智能网联汽车产业研究院将为我司提供全面的技术指导、咨询等服务及提供高级技术人才培训。同时我司与浙江大学常州工业技术研究院签订智能驾驶技术研发及应用合作协议，协助我司建立智能交通技术公共实验室。浙江大学常州工业技术研究院智能电子信息研究中心，主要研究领域包括智能车辆自动驾驶系统、标准化的汽车电子软件开发平台、汽车电子仿真测试平台、面向人车环境一体的汽车智能环境。图1技术核心资源目前与电信、联通等运营商签订5G车联网技术合作协议、与北京智行者（一家专注于自动驾驶技术的公司）开展技术合作洽谈。同时公司核心技术团队大部分来自吉利、东南、名品电子、福富软件、清华、浙大等整车研发、控制器研发制造、互联网软件应用开发的行业技术精英。图25G技术核心资源2.2自主研发核心技术我司目前已具备一体化线控电动底盘平台、智能控制模组、自动驾驶技术平台（含环境感知系统、智能感知决策系统、高精度地图及导航定位系统）、5G车联网云平台等技术研发能力。图3产品与技术平台2.2.1一体化线控电动底盘平台一体化的线控电动底盘平台，以硬件结构共用性及可扩展性为核心竞争力，可有效节省智慧环卫机器人的开发周期及费用；基于先进的传感器、控制器、执行器、信息终端等技术集成，可使机器人具备智能的环境认知能力，实时地、主动地、大量的信息交换，自动分析机器人行驶的安全及危险状态，并执行相应措施。智能机器人技术研究重点是如何将各类创新技术进行集成开发，形成核心技术体系，对构建一个崭新产业生态体系具有极其重要实用价值。2.2.2智能控制模组智能控制模组，以控制协同为核心，软硬件分离，产品可不断迭代OTA升级，公司自行设计开发的整车控制器包括微控制单元、模拟量输入输出单元、继电驱动单元、CAN总线接口、电源等各类模块。实现各个环节优化管理、协调和监控，以提高产品效率，确保安全性和可靠性。图4机器人控制模组框图2.2.3自动驾驶技术平台自动驾驶技术是基于先进的传感器、控制器、执行器、信息终端等多源信息技术的融合，可使智能机器人具备智能的环境认知能力，综合处理多样化数据和因素，实时地、主动地、大量的信息交换，自动分析行驶的安全及危险状态，并执行智能感知决策指令。智能感知决策系统对行车进行引导，避免障碍物和错误的行车指令。高精度导航系统能够提供精准定位和方向指引，确保驾驶速度的稳定性和方向的正确性。图5自动驾驶技术架构2.2.45G车联网云平台我司将以5G+边缘计算技术为核心搭建自动驾驶云平台。选用超可靠低时延的5G通讯技术。通过在网络边缘部署小规模或者便携式数据中心，进行终端请求的本地化处理，以满足超低延时需求。掌握边缘计算和5G核心技术。图6云平台规划图云平台采用分布式架构设计实现高可扩展性、高可靠性，满足未来环卫、保卫、物流与接驳等不同应用场景的自动驾驶智能机器人的接入和应用需求。同时针对5G和边缘计算技术做技术探索，通过云平台、智能终端应用实现智慧环卫作业机器人的远程实时监控、远程接管等超低延时、高带宽传输的技术应用落地。在应用上构建车端应用、手机端应用以及小程序等不同层级的应用，并开放平台可与美团、菜鸟、京东、物业公司等App接入，构建基于自动驾驶智慧环卫作业机器人的应用生态。第三章功能参数3.1第一代产品蜗小白自动驾驶清扫机器人蜗小白集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，实现自主作业。清扫机器人脱离人工操作，自主在路面上完成清扫、洒水、垃圾收集等工作。蜗小白的出现极大地提高了清洁效率、降低了人工成本，同时让清洁更智能。图7蜗小白

1）整车尺寸参数蜗小白整车参数尺寸1450*916*1196（mm）清扫宽度100cm工作效率3000㎡/h爬坡能力15°最大行驶速度5km/h电池种类三元锂电池充电时长4-5h续航里程30-40公里（综合工况）续航时间6-8h（综合工况）2）产品特色功能1、机器人全自动无人驾驶，高效完成清扫任务；2、多传感器协同云端管理系统，激光雷达支持远距离探测、超声波雷达支持近距离探测、摄像头支持障碍物识别及环境建模等；3、车规级标准冗余安全设计，保障出行安全；4、全方位视频监控，远程接管操作；5、产品生命周期管控，OTA远程升级；6、100cm清洁宽度，双边强效地刷；7、强力清扫喷淋抑尘，多场地适用；8、80L大容量尘箱，可拆卸倾倒；9、机器人采用智能终端管理，操作简单，管理便捷；10、综合工况下，充电4-5小时，工作6-8小时，机器人可定时工作，自动完成日夜自动清扫任务；11、支持自动识别障碍物以及自动避障；12、机器人具备应急急停与远程控制功能；13、多层级故障识别与应对；14、闹钟式任务设计；15、自主泊车入位；16、智能一键召回；17、机器人使用高精度地图，定位精准；18、OTA升级；19、大数据分析。3）产品优势1、尺寸:小型车辆，（L×W×H）不超过1950mm；2、整车重量:不超过500kg；3、最大行驶速度:不超过7km/h；4、爬坡能力（角度）:不低于8度；5、试用环境温度（室外）:-10℃~40℃；6、防护等级:IPX4；7、垃圾箱容量:不低于50L；8、故障响应时间：不超过7小时；9、清扫宽度:不低于80cm；10、工作效率:不低于3000m/h；11、电池材料:三元锂电池；12、☆电池衰减率:充放电1500次，电池容量不低于出厂容量的70%；13、续航时间:不小于4小时；14、续航里程:不少于20Km（综合工况）；15、☆激光雷达有效范围:不小于20m；16、超声波雷达:不少于10个；17、网络支持:4G；18、☆系统软件升级:支持在线升级；19、☆自动停车感知距离:不超过2m；20、☆传感器感知范围:不小于240°；21、★感知能力:支持人、自行车、汽车等不同类别的感知能力；22、☆感知精度:误差≤0.5m；23、定位精度:小于10cm；24、★循迹功能:支持循迹功能，按照设定路线实现自动驾驶；25、★避障功能:支持障碍物识别与避障功能；26、☆一键召回:支持一键召回功能；27、☆发布任务:支持手机端发布任务；28、清扫范围:支持室内、室外清扫；29、软件运行安全防护:设计了监控线程安全的监控与应急响应机制；30、支持多定位方式:支持相对定位和绝对定位两种定位方式；31、☆倒车避障:支持倒车避障功能。3.2第二代产品笨小卫、卫机分在第一代自动驾驶清扫机器人基础上产品升级配置，升级一体化底盘平台，增加自动充电、人机语音交互、垃圾余量检测及自动清理等功能。开发垃圾分类机器人，使环卫机器人体系更智能。3.2.1笨小卫图8笨小卫

1）整车尺寸参数笨小卫整车参数尺寸1650*1030*912（mm）清扫宽度140cm工作效率3000㎡/h爬坡能力15°最大行驶速度5km/h电池种类锂电池充电时长4-5h续航里程30-40公里（综合工况）续航时间6-8h（综合工况）2）产品特色功能1、机器人全自动无人驾驶，高效完成清扫任务；2、多传感器协同云端管理系统，激光雷达支持远距离探测、超声波雷达支持近距离探测、摄像头支持障碍物识别及环境建模等；3、车规级标准冗余安全设计，保障出行安全；4、全方位视频监控，远程接管操作5、产品生命周期管控，OTA远程升级；6、140cm清洁宽度，双边强效地刷；7、强力清扫喷淋抑尘，多场地适用；8、80L大容量尘箱，可拆卸倾倒；9、机器人采用智能终端管理，操作简单，管理便捷；10、综合工况下，充电4-5小时，工作6-8小时，机器人可定时工作，自动完成日夜自动清扫任务；11、支持自动识别障碍物以及自动避障；12、机器人具备应急急停与远程控制功能；13、多层级故障识别与应对；14、闹钟式任务设计；15、自主泊车入位；16、智能一键召回；17、机器人使用高精度地图，定位精准；18、OTA升级；19、大数据分析。3）新增功能1、清扫机器人自动充电；2、人机语音交互；3、垃圾余量检测及自动清理；4、APP远程控制；5、车身轻量化；6、TTS播报；7、升级清扫宽度。

3.2.2卫机分图9卫机分1）整车尺寸参数卫机分整车参数尺寸1113*536*935（mm）垃圾桶容量80L工作效率3000㎡/h爬坡能力15°最大行驶速度5km/h电池种类锂电池充电时长4-5h续航里程30-40公里（综合工况）续航时间6-8h（综合工况）2）产品特色功能1、机器人全自动无人驾驶，高效完成指定任务；2、多传感器协同云端管理系统，激光雷达支持远距离探测、超声波雷达支持近距离探测、摄像头支持障碍物识别及环境建模等；3、车规级标准冗余安全设计，保障出行安全；4、全方位视频监控，远程接管操作5、产品生命周期管控，OTA远程升级；6、80L大容量尘箱，实时完成垃圾清理；7、机器人使用高精度地图，定位精准；8、智能一键召回；9、机器人采用智能终端管理，操作简单，管理便捷；10、综合工况下，充电4-5小时，工作6-8小时，机器人可定时工作，自动完成日夜自动清扫任务；11、支持自动识别障碍物以及自动避障；12、机器人具备应急急停与远程控制功能；13、多层级故障识别与应对；14、闹钟式任务设计；15、自主泊车入位。

第四章智慧城市环卫规划4.1智慧环卫机器人的优势4.1.1城市目前存在的清扫痛点1）清扫范围较大、清扫时间长、路程较远、清扫次数较多；2）清扫人员不足；3）清扫工作强度大。随着人们对生活质量要求的提高，环境改善要求以及改善面积也会随着增大，导致劳动力需求变大。然而社会人口逐渐步入老龄化，未来体力劳动者缺口会越来越大。未来保洁、快递物流等体力型行业的人员必然出现供不应求的情况。4.1.2智慧环卫环卫机器人优势1）自动化作业，可根据需求定制工作时间、次数；2）一台机器人可代替四个清扫人员，有效节省保洁成本；3）环卫机器人清扫效率可达3000㎡/h；4）智能机器人配备监控功能，支持远程查看监控；5）充电一次只需5度电，可以连续使用6-8小时，每一小时0.83度，使用成本极低。智慧环卫作业机器人具有节能环保的特点，能独立完成垃圾清扫工作，实现替代劳动力的作用。4.2清扫区域规划（范例：淮安半岛）淮安半岛需清扫路面为水泥路，路宽约6-7米。主要清扫垃圾为树叶与尘土，道路人流密度小。针对淮安半岛清扫区域特点，我司制定高精度地图，将淮安半岛分为中央大道3小段、北区4小段、南区5小段，总共分为12小段清扫区域。智慧环卫作业机器人通过预定的设置分段自动清扫目标区域，并且智慧环卫机器人具备雷达、摄像头等多种传感器，能够自动识别行人、车辆，精准规避障碍物。同时，我司在淮安半岛内设定停车点、起始点、倒垃圾点等，智慧环卫机器人完成垃圾