一种智慧城市垃圾车行驶路线优化方法与流程

本申请涉及环卫垃圾收集技术领域，尤其涉及一种智慧城市垃圾车行驶路线优化方法。

背景技术：

我国城市各地固定位置处均分布有垃圾桶，环卫工人可以控制垃圾车行驶至某个位置点出的垃圾桶，并将垃圾桶中装载的垃圾物倾倒至垃圾车中，从而完成垃圾回收工作，保证城市环境卫生的清洁。

目前垃圾车一般是按照固定的路线和时间行驶，以完成垃圾收集工作。但是垃圾车在沿着固定路线行驶时，由于环卫工人预先不了解路线途径的垃圾回收点中垃圾桶的负荷情况，经常会出现先行驶至垃圾量较少的垃圾桶处，后行驶至满载的垃圾桶处，导致垃圾量接近满载或已经满载的垃圾桶内的垃圾无法及时清理，并且垃圾车按照固定路线依次前往各个垃圾回收点，期间也可能遇到路况不佳的情况，导致垃圾车运行和收集垃圾的效率低。

技术实现要素：

本申请提供一种智慧城市垃圾车行驶路线优化方法，以解决垃圾车运行和收集垃圾效率低的问题。

本申请提供一种智慧城市垃圾车行驶路线优化方法，包括：

实时监测各垃圾回收点处的垃圾桶的负荷数据；

获取目标垃圾桶的位置信息，所述目标垃圾桶的负荷数据大于阈值；

将所述目标垃圾桶的位置信息和垃圾车的运行状态信息反馈给地图路线规划系统，以使所述地图路线规划系统生成推荐路线，所述推荐路线为避免交通拥堵的规划路线；其中，所述垃圾车的运行状态信息包括垃圾车起点位置、垃圾车终点位置、垃圾车车头方向、垃圾车行驶速度和出发时间；

按照所述推荐路线，控制所述垃圾车向所述目标垃圾桶行进。

可选地，所述垃圾桶内安装有料位传感器，或者在所述垃圾桶内壁竖直方向不同高度处依次设置条形压力传感器，用于检测所述垃圾桶内当前垃圾的物料高度，则所述负荷数据为所述垃圾桶内当前垃圾的物料高度与所述垃圾桶总高度的比例值；

或者，所述垃圾桶的桶口上方设置有摄像头，所述摄像头用于获取所述垃圾桶内当前垃圾的物料高度；则所述负荷数据为所述垃圾桶内当前垃圾的物料高度与所述垃圾桶总高度的比例值。

可选地，所述阈值为60％。

可选地，在所述垃圾桶底部设置压力传感器，用于计算当前时刻第j个目标垃圾桶内的垃圾载重量mj，mj＝fj/g，fj为当前时刻第j个目标垃圾桶内的压力传感器的压力检测值，g为重力系数，取值为9.8n/kg。

可选地，所述方法还包括：

计算所述垃圾车的剩余载重量ml，ml＝mk–mi，mk为所述垃圾车的总重量，mi为第i时刻所述垃圾车的载重量；

如果ml＝0，控制所述垃圾车向所述垃圾车终点位置行驶；

如果控制所述垃圾车向当前时刻第j个目标垃圾桶行驶，直至ml＝0；mj为当前时刻第j个目标垃圾桶内的垃圾装载量，n为当前时刻待清理的目标垃圾桶的数量；

其中，第i时刻为所述第j个目标垃圾桶的前一个目标垃圾桶内的垃圾收集完成时对应的时刻。

可选地，所述垃圾桶上设置有第一定位装置，所述第一定位装置用于获取所述垃圾桶的位置信息；所述第一定位装置为gps装置、北斗导航装置或定位传感器。

可选地，所述垃圾车上设置有第二定位装置，所述第二定位装置用于实时获取所述垃圾车的当前位置信息；所述第二定位装置为gps装置、北斗导航装置或定位传感器。

可选地，所述地图路线规划系统生成推荐路线，包括：

由地图路线规划系统获取当前交通路况信息；

所述地图路线规划系统根据所述当前交通路况信息，生成若干畅行路线；

所述地图路线规划系统从若干畅行路线中，选出所述推荐路线。

可选地，所述方法还包括：

获取若干所述畅行路线的优先级；

将所述优先级最高的畅行路线设置为所述推荐路线。

可选地，所述方法还包括：

在当前的目标垃圾桶内的垃圾收集完成后，更新所述推荐路线；

按照更新后的推荐路线控制垃圾车行进。

由以上技术方案可知，本申请提供的智慧城市垃圾车行驶路线优化方法，能够根据各垃圾回收点处的垃圾桶的负荷数据，结合当前交通路况信息，利用地图路线规划系统自动生成推荐路线，垃圾车按照推荐路线行进时，可以优先及时处理将要满载的垃圾桶，并且躲避交通拥堵，从而提高垃圾车的运行效率和垃圾收集效率，还可以缩短垃圾车的行走路程，从而降低油耗和运行成本。

附图说明

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例示出的智慧城市垃圾车行驶路线优化方法的流程图；

图2为本申请实施例示出的垃圾回收点分布以及垃圾车行驶路线规划示意图。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1所示，本申请提供一种智慧城市垃圾车行驶路线优化方法，所述方法可以在控制垃圾车运行的控制平台上执行，所述方法包括如下步骤：

步骤s1，实时监测各垃圾回收点处的垃圾桶的负荷数据。

在一种可能的实现方式中，垃圾桶的内侧壁上可安装料位传感器，用于检测垃圾桶内当前垃圾物料的堆积高度，随着垃圾桶内垃圾的累积，料位传感器的检测值也同步增加；或者，可以在垃圾桶内以镶嵌或者粘贴等方式装设条形的压力传感器，通过压力来感测垃圾桶内的负荷变化，比如沿垃圾桶内壁竖直方向不同高度处依次设置条形压力传感器，垃圾桶内负荷发生变化，当垃圾堆积到某一高度时，对应高度处的压力传感器被触发，则通过压力传感器的安装高度即可获得垃圾桶内垃圾的物料高度。这种情况下，所述负荷数据为垃圾桶内当前垃圾的物料高度与垃圾桶总高度的比例值。

在另一种可能的实现方式中，可以在垃圾桶的上方，并且对准垃圾桶的桶口处设置摄像头，摄像头用于获取垃圾桶内当前垃圾的物料高度，这种情况下，负荷数据为垃圾桶内当前垃圾的物料高度与垃圾桶总高度的比例值，即判断垃圾在桶内的堆积高度距离桶口上限位置的高度差，该高度差越小，则垃圾桶越接近满载。需要说明的是，测量垃圾桶负荷数据的方式包括但不限于本实施例所列举的几种，本领域技术人员可以根据实际应用情况灵活选取测量垃圾桶负荷的方式。步骤s2，获取目标垃圾桶的位置信息，所述目标垃圾桶的负荷数据大于阈值。

可选地，所述阈值为60％，当垃圾桶的负荷数据大于60％时，则说明垃圾桶内垃圾堆积到了一定程度，已较为接近满载，亟待垃圾车过来收集该目标垃圾桶内的垃圾，这时需要获取目标垃圾桶的位置信息。在本实施例可能的实现方式中，垃圾桶上可以设置有第一定位装置，第一定位装置用于获取垃圾桶的位置信息，第一定位装置为gps装置、北斗导航装置或定位传感器等，位置信息主要为经纬度数据，小数点后不超过6位，例如：40.056878，116.30815，第一定位装置获取的目标垃圾桶的位置信息，可以通过无线通信的方式传输至控制平台。步骤s3，将所述目标垃圾桶的位置信息和垃圾车的运行状态信息反馈给地图路线规划系统，以使所述地图路线规划系统生成推荐路线，所述推荐路线为避免交通拥堵的规划路线；其中，所述垃圾车的运行状态信息包括垃圾车起点位置、垃圾车终点位置、垃圾车车头方向、垃圾车行驶速度和出发时间。

步骤s4，按照所述推荐路线，控制所述垃圾车向所述目标垃圾桶行进。

在本实施例可能的实现方式中，垃圾车上设置有第二定位装置，第二定位装置用于实时获取垃圾车的当前位置信息，第二定位装置为gps装置、北斗导航装置或定位传感器等。位置信息主要为经纬度数据，小数点后不超过6位，例如：40.056878，116.30815，第二定位装置获取的垃圾车的当前位置信息，可以通过无线通信的方式传输至控制平台。如果垃圾车上没有安装车载定位装置，则可以使用垃圾车司机自身携带的智能终端来获取垃圾车的当前位置信息，这里所述逇智能终端可以为智能手机、平板电脑、智能手表、智能手环等设备。当垃圾车处于起点位置时，即可通过第二定位装置确定垃圾车起点位置。

垃圾车终点位置一般设置为固定的垃圾处理厂所在的地理位置；可以手动设置起点的车头方向，车头方向为与正北方向顺时针夹角，该参数用于辅助判断垃圾车起点位置所在正逆向车道，提高算路准确率，取值类型为int64，取值范围为0-359；可以通过第二定位装置估算垃圾车在起点位置附件附近的行驶速度，或是默认的垃圾车平均行驶速度，也可人工手动设置垃圾车的行驶速度值；根据区域内垃圾负荷情况自动分配垃圾车的出发时间，也可根据司机用户实时的工作安排，手动设置垃圾车的出发时间。

控制平台将目标垃圾桶的位置信息和垃圾车的运行状态信息等所需参数反馈给地图路线规划系统，地图路线规划系统可以通过内置功能自动计算和生成推荐路径。本实施例中，所述地图路线规划系统是具备地图路线规划、路线生成、防交通拥堵路线优化、地图导航等功能的软件系统，比如百度地图、高德地图、谷歌地图等。计算和生成推荐路线所需的参数信息包括但不限于本实施例所述，可以根据实际应用的要求以及不同地图路线规划系统的功能配置和计算方法等，适应性获取相关参数。

在实际应用中，为了使垃圾车按照推荐路线行驶时，尽量不会遇到交通拥堵的情况，以使垃圾车能够尽快抵达目标垃圾桶处及时清理垃圾，所述推荐路线为地图路线规划系统参照区域内的当前交通路况，生成的避免交通拥堵的规划路线。具体实现中，由地图路线规划系统获取当前交通路况信息，地图路线规划系统根据当前交通路况信息，生成若干畅行路线，所述畅行路线是使垃圾车能够通畅行驶不会遇到交通拥堵的路线，畅行路线可能会有多条，地图路线规划系统需要从多条畅行路线中，选出一个最终的推荐路线，以指导垃圾车的行进。

进一步地，获取若干畅行路线的优先级，将优先级最高的畅行路线设置为推荐路线，这里所述的优先级可以具体情况进行设定，比如根据畅行路线的路线长度(即到达目标垃圾桶处所需的时间)来确定，路线长度越大，对应的畅行路线的优先级越低，也即到达目标垃圾桶处所需的时间越大，对应的畅行路线的优先级越低；或者，可以将生成的若干条畅行路线展示给垃圾车司机，由垃圾车司机根据个人意愿来从中选出推荐路线。优先级的设定不限于本实施例所述，本领域技术人员根据具体情况和对推荐路线的期望要求来灵活设置。

在本实施例其他可能的实现方式中，在当前的目标垃圾桶内的垃圾收集完成后，更新所述推荐路线，按照更新后的推荐路线控制垃圾车行进。比如，当第一个目标垃圾桶的垃圾收集完成后，可立即按照上述方法重新规划后续垃圾车的行驶路线，即对推荐路线进行更新，以适应实时变化的交通路况以及垃圾负荷，从而保证垃圾车始终能以最优的推荐路线前往接来下的一个个目标垃圾桶，从而有效提高垃圾车的运行效率和垃圾收集效率。本实施例中，推荐路线/畅行路线的计算、规划和生成方法，可以参照现有地图路线规划系统的内置功能算法等，本实施例不再赘述。

当确定出负荷数据大于60％的目标垃圾桶后，需要计算当前时刻目标垃圾桶内的垃圾载重量，以便对垃圾车的行驶路线进行规划。在具体实现中，可以在所述垃圾桶底部设置压力传感器，用于计算当前时刻第j个目标垃圾桶内的垃圾载重量mj，mj＝fj/g，fj为当前时刻第j个目标垃圾桶内的压力传感器的压力检测值，单位为牛顿(n)，g为重力系数，取值为9.8n/kg。比如，当确定当前时刻存在n个目标垃圾桶内的垃圾待清理时，可以对这n个目标垃圾桶进行编号，第j个目标垃圾桶即为编号为j的目标垃圾桶，1≦j≦n，n为自然数。

在本实施例可选的方案中，所述方法还包括：计算所述垃圾车的剩余载重量ml，ml＝mk–mi，mk为所述垃圾车的总重量，mi为第i时刻所述垃圾车的载重量；如果ml＝0，说明垃圾车的剩余容量为零，即垃圾车已经满载，控制所述垃圾车向所述垃圾车终点位置行驶。也就是说，在垃圾车前往多个目标垃圾桶收集垃圾后，垃圾车内的垃圾会逐渐堆积，直至达到满载，这时垃圾车无法在继续容纳多余的垃圾，就需要前往垃圾处理厂，将垃圾车内的垃圾卸载清空，以便垃圾车能够再次收集垃圾。

如果说明垃圾车还未满载，则控制所述垃圾车向当前时刻第j个目标垃圾桶行驶，直至ml＝0时，垃圾车向终点垃圾处理厂行驶。其中，mj为当前时刻第j个目标垃圾桶内的垃圾装载量，n为当前时刻待清理的目标垃圾桶的数量；第i时刻为所述第j个目标垃圾桶的前一个目标垃圾桶内的垃圾收集完成时对应的时刻。

在垃圾车将前一个目标垃圾桶内的垃圾收集完成时，检测并记录此时(即第i时刻)垃圾车的载重量mi，并计算垃圾车的剩余载重量ml；然后在当前时刻重新确定目标垃圾桶，以适应各垃圾回收点处垃圾桶负荷数据的动态变化，确定出n个负荷数据大于60％的目标垃圾桶，n为自然数，并对垃圾桶进行编号，比如从1到n的连续数字编号，然后计算当前时刻n个目标垃圾桶内的垃圾装载量mj，j＝1，2…，n；如果满足说明垃圾车还未满载，则需要规划垃圾车在当前时刻向哪一编号的目标垃圾桶行进，具体可以根据行驶距离、行驶时间、优先级、交通拥堵情况等信息，来确定出编号j，然后控制垃圾车向当前时刻的第j个目标垃圾桶行驶即可，以此类推，直至垃圾车满载，则可控制垃圾车向垃圾处理厂行驶以卸载垃圾。

图2为本申请实施例示出的垃圾回收点分布以及垃圾车行驶路线规划示意图，图中标号1～28为图示区域内的垃圾回收点的垃圾桶位置，图中粗线条为本申请垃圾车的规划路线。可见相较于传统垃圾车行驶路线，由于本申请根据各垃圾回收点处的垃圾桶的负荷数据，结合当前交通路况信息，利用地图路线规划系统自动生成推荐路线，实现行车路线最优规划，垃圾车按照推荐路线行进时，可以优先及时处理将要满载的垃圾桶，并且躲避交通拥堵，从而提高垃圾车的运行效率和垃圾收集效率，还可以缩短垃圾车的行走路程，从而降低油耗和运行成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。