张鸿飞 王猛

摘 要：目前，人类社会面临着日益严峻的公共安全保障问题，国内公共场所地面过于光滑而导致意外滑倒致伤致残等事件不断上升，地面防滑已经成了公共安全的新问题。根据此痛点，我们反思传统场地除水方式效率低下、浪费人力资源、无法灵活应对突发状况等弊端，本文设计出了一种智能积水清除车，是于双目视觉装置的光源图像采集与创新式机构传感器结合设计，其可广泛的应用于各类公共场地化的除水防滑应用。

关键词：双目视觉;智能积水清除;除水防滑

1 前言

本文设计了一种智能积水清除车，采用机器视觉技术，对机械结构进行了创新式设计[1， 2]，利用驱动、吸水、风干、转向装置的协调运作，能实现对较大场地的有效智能除水。相对于其它人工除水，例如拖把清理、推水器清理等，大大解放的人力，填补了大场地智能除水的技术空白。同时，可搭载 WIFI/蓝牙控制模块，投入研发IOT技术，配合5G技术应用场景，以实现智能控制，顺应万物互联热潮。相对于传统的供电方式来说，本装置有很大的应用前景。

2 主体结构设计

本文设计的一种智能积水清除车主要包括车体、抽吸式除水机构、 吸附式除水机构、 暖风吹干机构及双目视觉识别机构。其中双目视觉识别机构位于车体前端，抽吸式除水机构位于双目视觉识别机构后端，吸附式除水机构位于抽吸式除水机构后端，暖风吹干机构位于车体后端。装置的主要结构如图1所示。

抽吸式除水机构包括吸水管、抽水泵、抽水驱动电机及排水管;吸附式除水机构包括导向环带、导向辊、压水辊组、第一导向辊驱动带轮、第二导向辊驱动带轮、导向辊驱动皮带、导向辊驱动电机[3]、主动锥齿轮及从动锥齿轮;暖风吹干机构包括暖风机、 暖风出风管及暖风出风喷头;双目视觉识别机构包括第一视觉识别摄像头、第二视觉识别摄像头、照明灯及摄像头支架。

依靠雙目视觉识别机构使车体驶向积水区域，抽吸式除水机构启动将积水抽入储水箱，导向环带经过车体 底盘与地面之间时由吸水海绵块吸附积水，当吸水海绵块随导向环带经过压水辊组时，水被挤出海绵并落入储水箱;当储水箱内满水后，车体行驶至排水区域进行排水，水排空后回到积水区域继续除水;地面积水除净后， 通过暖风吹干机构对湿滑地面进行吹干。

3 具体工作原理及应用

第一步：启动导向辊驱动电机， 依次带动主动锥齿轮和从动锥齿轮转动，进而带动从动锥齿轮的齿轮轴上的随动行走轮转动，通过随动行走轮的转动使车体驶向积水区域。

第二步：当双目视觉识别机构扫描确定积水边缘位置后，启动抽水驱动电机，带动抽水泵运转，积水依次通过吸水管、抽水泵及排水管落入储水箱内;同时，当导向环带经过车体 底盘与地面之间时，吸水海绵块会对积水进行吸附，直到吸水海绵块随着导向环带从压水辊组的辊缝之间穿过， 吸附在吸水海绵块内的水受到挤压作用后会被迅速排出，并最终落入储水箱内。

第三步：随着车体的不断移动， 储水箱内的水量也在不断增加，当储水箱内的水位升高到触发水位监测器时，抽水驱动电机关停，车体离开积水区域并驶向预定的排水区域。

第四步：当车体移动到排水区域后，储水箱排水孔中的电磁开关阀开启，直到将储水箱内的水全部排空，当水排空后，储水箱排水孔中的电磁开关阀关闭，然后车体再次驶回积水 区域。

第五步：当车体重新驶回积水区域后，抽水驱动电机重新启动，继续积水的清除过程，重复步骤三和步骤四，直到积水区域的地面积水全部清除为止。

第六步：当积水区域的地面积水全部清除后，地面仍然处于湿滑状态， 此时启动暖风吹干机构的暖风机，同时车体按照设定路线走过湿滑地面， 最终通过暖风出风喷头吹出的暖风将湿滑地面进行吹干。

本设计主要应用于大面积体育场所除水，例如篮球场、羽毛球场、网球场、 排球场等场景。我国南方地区，受夏季风、复杂的地形因素等影响，往往降水量多、大范围降水天数多。降水后带来的地面潮湿、地面积水，大大减少了学生、市民的运动时间，影响了国民的运动体验，也埋下了安全隐患，不利于全民运动、提高国民体质热潮的推广实践。市民对于以上问题的解决一直存在刚性需求，因此，本产品具有巨大的需求市场。

4、结束语

本文的基于双目视觉识别技术的智能积水清除车及使用方法，积水清除车能够自主完成场地内的积水清除工作，其采用了两套除水机构和一套风干机构，能够高效彻底的将场地内的积水清除干净。很好的改善了传统场地除水方式效率低下、浪费人力资源、无法灵活应对突发状况等弊端。相信在不久的将来，本装置可以广泛的应用于各类公共场地化的除水防滑作业中。

参考文献：

[1] 毕超， 郝雪， 鄂玛兰， 等. 基于误差模型的双目视觉系统测量精度分析[J]. 航空精密制造技术， 2020， 56（02）： 1-4+30.

[2] 李石. 机械结构设计中的创新设计[J]. 科学技术创新，2020， （11） ：189-190.

[3] 冯佳佳，邱国廷，安庆勇，牛海东. 惯性稳定平台力矩电机选择及驱动系统设计[J]. 现代防御技术， 2015， 43（04）： 106-111.

*基金项目：桂林电子科技大学2020年自治区级大学生创业训练项目“一种智能场地积水清除车的设计与推广”项目（项目编号：202010595338）。