一种基于云平台的道路清扫系统与方法技术领域
本发明涉及一种道路清扫领域，特别是涉及一种基于云平台的道路清扫系统与方
法。
背景技术
高压清洗车属于城市道路环卫专用车，充分利用高压水流的动能，以高压力的方
式清洗路面脏污，能够满足快节奏的城市化发展所需的路面清洗、保洁养护。
现有技术的高压清洗车，是采用统一均匀的压力对路面进行冲洗或清洗，即不论
道路的干净程度均采用统一能量清扫道路，不能满足节能环保。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于云平台
的道路清扫系统，旨在提供一种节约用水以及节约能源道路清扫系统；本发明通过对道路
图像进行采集、处理，根据不同实际道路的干净情况，控制清扫车冲洗道路。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于云平台的道路清扫系统，其特征在于，包
括云服务器和清扫车，所述清扫车设置有主控制器、GPRS通信模块、图像采集模块、冲洗装
置以及GPS模块；所述GPRS通信模块与主控制器双向连接；所述图像采集模块的输出端与主
控制器第一输入端连接，所述冲洗装置的输入端与所述主控制器第二输出端连接；所述GPS
模块的输出端与所述主控制器的第五输入端连接；
所述图像采集模块用于采集前方道路图像信息；所述GPRS通信模块用于所述云服
务器与主控制器数据交换；所述主控制器还用于控制冲洗装置冲洗；
所述图像采集模块采集前方道路的初始图像，主控制器接收所述初始图像，并通
过所述GPSR模块将所述初始图像发送给所述云服务器；所述云服务器获取初始图像色彩偏
移度，设定冲洗流量设定值；主控制根据冲洗流量设定值，控制所述冲洗装置对道路进行冲
洗。
在该技术方案中，云平台对道路图像处理，根据道路图像情况衡量道路干净程度，
并控制清扫车，对于干净区域可以不清洗或采用较小水量、及较小压力进行清洗，有效节约
用水以及节约能源。
进一步而言，所述冲洗装置包括：水箱、水泵、电磁阀、流量计、喷头；所述水箱出水
口与所述水泵进水口连接，所述电磁阀连接于所述水泵与所述喷头之间，所述电磁阀的控
制端与所述主控制器第二输出端连接；所述流量计连接于所述电磁阀与所述喷头之间；所
述流量计的输出端与所述主控制器第四输入端电连接；所述水泵包含有电机和电机驱动模
块，所述电机驱动模块与所述主控制器的第三输出端连接；
当清扫车清洗道路时，主控制器实时检测流量计的冲洗流量值，并打开电磁阀，所
述冲洗装置对道路冲洗；其中，所述主控制器调控所述水泵的所述电机，并使所述冲洗流量
值等于所述冲洗流量设定值。
在该技术方案中，主控制器采集流量计数据并控制电磁阀、水泵电极，达到校正冲
洗流量值的目的，其有益之处在于：保证不同道路实际情况采用不同力度冲洗，提高冲洗精
度，避免不必要的水资源和能源浪费。
现有技术是采用统一的冲击力度进行冲洗道路，若增加流量计对冲洗力度进行测
量则增加制造成本，同时，流量计看做一个局部阻力元件，增加流量计会造成冲洗冲击的能
量损失；在现有技术中，增加流量计检测设备是增加制造成本以及能耗的，故而现有技术不
在道路冲洗领域增加流量测量装置；而在本技术方案中，根据路面的干净程度，采用不同的
冲洗力度，有效降低系统整体能耗，此时增加流量计检测冲洗流量，可有效控制清洗力度，
节约能源。
进一步而言，所述云服务器还包括：
道路轮廓构建模块，用于将提取所述图像采集模块采集的图像，并经二值化处理
获得道路轮廓；
色偏度计算模块，用于计算道路图像色彩偏移度；所述色偏度计算模块的输出端
连接所述冲洗流量设定模块的输入端；
冲洗流量设定模块，用于根据所述色彩偏移度设定道路冲洗流量设定值；所述冲
洗流量设定模块的输出端连接所述冲洗驱动模块的输入端；
所述云服务器还用于将所述冲洗流量设定值发送至所述清扫车的主控制器；
所述主控制器还包括：冲洗驱动模块，用于驱动冲洗装置；所述冲洗驱动模块的第
二输出端连接所述电磁阀，所述冲洗模块的第三输出端连接所述电机驱动模块的输入端，
所述冲洗模块的第四输入端连接所述流量计的输出端。
在该技术方案中，道路轮廓构建模块获取道路轮廓，避免将非道路信息传入，如汽
车、花卉等，删除非图像中非道路成分，避免数据干扰；计算所采集的道路图像色彩偏移情
况，设定冲洗参数，并由冲洗驱动模块驱动冲洗装置，达到清洗道路避免欠清洗或过清洗的
目的。
进一步而言，所述色偏度计算模块还用于：
提取第i区域内第j个像素的Rij值、Gij值、Bij值；
计算所述色彩偏移度![]()
其中所述R0为标准道路图像的红色分量，所述G0为标准道路图像的绿色分量，所述
B0为标准道路图像的蓝色分量。
在该技术方案中，色彩偏移度通过图像图像的RGB值计算获得，待冲洗道路的图像
与标准道路图像差异越大则代表色彩偏移越大，即冲洗力度也越高；该技术方案的有益效
果在于根据实际道路与标准道路图像相对比，获得道路的干净程度，控制冲洗力度，对于较
干净的道路则冲洗力度较低，达到节能与冲洗效率相统一的目的。
进一步而言，所述冲洗流量设定模块，还用于提取所述第i个道路图像的色彩偏移
度Si，并计算所述道路冲洗流量设定值Jsd，所述![]()
所述J0为标准道路图像进
行冲洗时，冲洗流量值。
在该技术方案中，通过改变喷头的冲洗流量值，调整冲洗力度，冲洗流量越大，则
冲洗作业强度则越高，反之，冲洗作业强度越低。该技术方案的有益效果在于，根据道路图
像调控冲洗力度，避免过冲洗或欠清洗，提高作业精度，节约水资源和能源。值得一提的是，
在同一冲洗流量下，水流越高则冲洗动量越大，冲洗力度实际上是由冲洗动量衡量的，故而
冲洗力度和冲洗流量的平方成正比，假定冲洗力度和色彩偏移度呈正相关，则
![]()
进一步而言，在执行道路冲洗作业中，打开所述电磁阀，所述流量计实时采集冲洗
流量值，并与所述冲洗流量设定值比较，调节所述电机转速至所述冲洗流量值与所述冲洗
流量设定值相等。
在该技术方案中，调节电机控制冲洗装置的水压，并进一步控制冲洗流量值，达到
对不同道路实现不同冲洗力度的目的；流量计实时检测流量值，并通过电机转速控制校正，
有益之处在于精确控制冲洗流量值。
有鉴于现有技术的缺陷，本发明还提供一种基于云平台的道路清扫方法，包括如
下步骤：
S1、图像采集模块采集前方道路的初始图像，主控制器接收所述初始图像，并通过
所述GPSR模块将所述初始图像发送给所述云服务器；
S2、所述云服务器对所述初始图像二值化处理获得道路轮廓；计算初始图像在道
路轮廓内的色彩偏移度；设定道路位置及冲洗流量设定值；将所述道路位置及冲洗流量设
定值发送至所述清扫车的主控制器；
S3、清扫车行驶至所述道路位置，实时检测流量计的冲洗流量值，打开电磁阀，所
述冲洗装置对道路冲洗，同时所述主控制器调控所述水泵的所述电机，并使冲洗流量值等
于所述冲洗流量设定值。
在该技术方案中，主控制器接收图像采集模块采集图像，云平台确定冲洗力度，即
冲洗参数，并控制电磁阀、水泵电机完成基于云平台的道路清洗；该道路清洗方法有效避免
道路过冲洗或欠冲洗，避免水资源和能源不必要的耗损。
进一步而言，所述步骤S2包括：
S21：提取第i个道路轮廓内的第j个像素的Rij值、Gij值、Bij值；
S22：计算所述色彩偏移度Si，所述![]()
S23：获取道路冲洗流量设定值Jsd；所述![]()
其中，
所述R0为标准道路图像的红色分量，所述G0为标准道路图像的绿色分量，所述B0为
标准道路图像的蓝色分量；所述J0为道路标准图像进行冲洗时的冲洗流量值。
在该技术方案中，通过图像RGB值计算获得道路的色彩偏移度，并设定冲洗流量
值，提高冲洗流量精度，实现针对不同的色彩偏移度进行不同力度的冲洗，避免道路过冲
洗，节约水资源和能源。
进一步而言，在所述步骤S3中还包括：流量计采集冲洗流量值，并与所述冲洗流量
设定值比较，调节所述电机转速至所述冲洗流量值与所述冲洗流量设定值相等。
在该技术方案中，通过调节电机转速改变水泵输出水压，并进一步控制冲洗流量
值，提高冲洗流量精度，达到控制道路冲洗力度的目的，有助于节约水资源和节能。
本发明的有益效果是：本发明通过采集道路图像信息并发送给云平台处理，根据
道路图像确定道路清洗力度等级，并确定冲洗流量设定值。主控制器控制水泵，针对不同的
道路实际干净情况，冲洗道路，本发明具有节约水资源和节约能源的优点。
附图说明
图1是本发明一实施方式提供的基于云平台的道路清扫系统的系统框图；
图2是本发明一实施方式提供的基于云平台的道路清扫系统的结构示意图；
图3是本发明一实施方式提供的基于云平台的道路清扫方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2所示，在本发明第一实施例中，提供了一种基于云平台的道路清扫系
统，包括云服务器44和清扫车，所述清扫车设置有主控制器1、GPRS通信模块3、图像采集模
块2、冲洗装置5以及GPS模块6；所述GPRS通信模块3与主控制器1双向连接；所述图像采集模
块2的输出端与主控制器1第一输入端连接，所述冲洗装置5的输入端与所述主控制器1第二
输出端连接；所述GPS模块6的输出端与所述主控制器1的第五输入端连接；
所述图像采集模块2用于采集前方道路图像信息；所述GPRS通信模块3用于所述云
服务器44与主控制器1数据交换；所述主控制器1还用于控制冲洗装置5冲洗；
所述图像采集模块2采集前方道路的初始图像，主控制器1接收所述初始图像，并
通过所述GPSR模块3将所述初始图像发送给所述云服务器44；所述云服务器44获取初始图
像色彩偏移度，设定冲洗流量设定值；主控制1根据冲洗流量设定值，控制所述冲洗装置对
道路进行冲洗。
一般而言，相比较于清扫车的行驶速度而言，清扫车拍摄前方道路到云平台处理
并将结果发送给清扫车的用时较短，清扫车接收到清扫冲洗流量参数与位置是相对应的，
故而当清扫车行驶到图像所拍摄的区域，则改变冲洗流量参数；在本实施例中，图像采集模
块间隔10米采集一次道路图像。
在道路拍摄中，道路路面包含有水泥路或沥青路、车道线、花圃、栅栏等图像特征，
在本实施例中，将水泥路、沥青路的灰度值设置上下限值，对初始图像处理获得一个或多个
车道的道路轮廓；此外，在本本实施例中，通过设定车道线、花圃、栅栏特征信息，进一步精
确获得道路轮廓图像。
在本实施例中，所述冲洗装置包括：水箱51、水泵52、电磁阀53、流量计54、喷头；所
述水箱51出水口与所述水泵52进水口连接，所述电磁阀53连接于所述水泵52与所述喷头之
间，所述电磁阀53的控制端与所述主控制器1第二输出端连接；所述流量计54连接于所述电
磁阀53与所述喷头之间；所述流量计54的输出端与所述主控制器1第四输入端电连接；所述
水泵52包含有电机和电机驱动模块55，所述电机驱动模块55与所述主控制器1的第三输出
端连接；
当清扫车清洗道路时，主控制器1实时检测流量计54的冲洗流量值，并打开电磁阀
53，所述冲洗装置5对道路冲洗；其中，所述主控制器1调控所述水泵52的所述电机，并使所
述冲洗流量值等于所述冲洗流量设定值。
现有技术是采用统一的冲击力度进行冲洗道路，若增加流量计对冲洗力度进行测
量则增加制造成本，同时，流量计看做一个局部阻力元件，增加流量计会造成冲洗冲击的能
量损失；在现有技术中，增加流量计检测设备是增加制造成本以及能耗的，故而现有技术不
在道路冲洗领域增加流量测量装置；而在本技术方案中，根据路面的干净程度，采用不同的
冲洗力度，有效降低系统整体能耗，此时增加流量计检测冲洗流量，可有效控制清洗力度，
节约能源。
在本实施例中，云服务器4还包括：
道路轮廓构建模块41，用于将提取所述图像采集模块采集的图像，并经二值化处
理获得道路轮廓；
色偏度计算模块42，用于计算道路图像色彩偏移度；所述色偏度计算模块42的输
出端连接所述冲洗流量设定模块43的输入端；
冲洗流量设定模块43，用于根据所述色彩偏移度设定道路冲洗流量设定值；所述
冲洗流量设定模块43的输出端连接所述冲洗驱动模块11的输入端；
所述云服务器4还用于将所述冲洗流量设定值发送至所述清扫车的主控制器；
在本实施例中，主控制器还包括：冲洗驱动模块11，用于驱动冲洗装置；所述冲洗
驱动模块11的第二输出端连接所述电磁阀，所述冲洗模块的第三输出端连接所述电机驱动
模块的输入端，所述冲洗模块的第四输入端连接所述流量计的输出端。
在本实施例中，所述色偏度计算模块42还用于：
提取第i区域内第j个像素的Rij值、Gij值、Bij值；
计算所述色彩偏移度![]()
其中所述R0为标准道路图像的红色分量，所述G0为标准道路图像的绿色分量，所述
B0为标准道路图像的蓝色分量。
在本实施例中，所述冲洗流量设定模块43，还用于提取所述第i个道路图像的色彩
偏移度Si，并计算所述道路冲洗流量设定值Jsd，所述![]()
所述J0为标准道路图
像进行冲洗时，冲洗流量值。
在本实施例中，在执行道路冲洗作业中，打开所述电磁阀，所述流量计实时采集冲
洗流量值，并与所述冲洗流量设定值比较，调节所述电机转速至所述冲洗流量值与所述冲
洗流量设定值相等。
如图3所示，在本发明第二实施例中，还提供一种基于云平台的道路清扫方法，包
括如下步骤：
S1、图像采集模块采集前方道路的初始图像，主控制器接收所述初始图像，并通过
所述GPSR模块将所述初始图像发送给所述云服务器；
S2、所述云服务器对所述初始图像二值化处理获得道路轮廓；计算初始图像在道
路轮廓内的色彩偏移度；设定道路位置及冲洗流量设定值；将所述道路位置及冲洗流量设
定值发送至所述清扫车的主控制器；
S3、清扫车行驶至所述道路位置，实时检测流量计的冲洗流量值，打开电磁阀，所
述冲洗装置对道路冲洗，同时所述主控制器调控所述水泵的所述电机，并使冲洗流量值等
于所述冲洗流量设定值。
在本实施例中，所述步骤S2包括：
S21：提取第i个道路轮廓内的第j个像素的Rij值、Gij值、Bij值；
S22：计算所述色彩偏移度Si，所述![]()
S23：获取道路冲洗流量设定值Jsd；所述![]()
其中，
所述R0为标准道路图像的红色分量，所述G0为标准道路图像的绿色分量，所述B0为
标准道路图像的蓝色分量；所述J0为道路标准图像进行冲洗时的冲洗流量值。
在本实施例中，在所述步骤S3中还包括：流量计采集冲洗流量值，并与所述冲洗流
量设定值比较，调节所述电机转速至所述冲洗流量值与所述冲洗流量设定值相等。
值得一提的是，本发明第二实施例的发明构思、技术效果可参考第一实施例，这里
不在赘述。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无
需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术
人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的
技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。