1.1 研究背景

近年来，我国经济的发展迅速，人民对美好生活的需要日益增长，对城市环境的要求越来越高，仅仅依靠人工清理已不能再满足大中型城市对现代化环境卫生工作发展的要求。因此，为了适应社会需求，各地环卫部门加快了提高城市道路清扫作业机械化程度的步伐，推出了一大批各具特色、性能优良、符合中国国情的扫路车^[1~3]。同时，随着第四次工业革命——绿色工业革命的爆发，首要目标就是要实现碳排放的“脱钩”，尽量减少化石能源在经济生产和消费中所占的比重。

新能源汽车^[4]可以有效地减少石油资源的消耗和尾气排放，代表了未来汽车发展的方向。随着电动汽车技术的发展及日益成熟，电动技术在专用汽车上应用受到了行业企业的高度重视，并逐渐成为一个全新的研究方向^[5~6]。扫路车作为城市环境的美化工具，在大力发展新能源汽车的同时，也应积极推动节能环保型扫路车的发展，以满足时代发展的需求。

1.2 国内外研究现状

扫路车最先研制并使用于国外,19 世纪末已经有相关专利出现，到20世纪20年代大型扫路车已经在市场上销售且随着科学技术的不断发展。国外扫路车发展非常快，用途广，品种多，技术成熟，其大致可分为5种趋势^[7]——紧凑型扫路车成为国外主流车型、环保型扫路车越来越受追捧、多功能扫路车备受关注、新技术、新材料和新工艺大量应用于扫路车中、扫路车越来越便。

目前国外的扫路车，都在不断地提高其机、电、液一体化的智能水平^[8]。以美国某公司生产的扫路车为例，其功能动作设计包括了清扫工作中遇到的各种问题，垃圾箱液压倾倒、盘刷的伸缩、旋转、提升、避障、记忆、警示、自我保护及检测等。利用计算机、液压、传感检测、信息处理、自动控制和接口等技术达到机、电、液一体化智能控制的目的^[9~10]。扫路车上使用了温度、物位、倾角、转速、货重、液位、避障、压力、电量等多种传感器。由传感器采集扫路车控制所需的各种信息，这些信息被送到中央控制计算机，进行运算、存储、变换、加工等处理，控制系统发出各种命令，执行机构按照要求实现功能。

我国由于城市化和工业化发展较晚、水平较低，从而致使国内扫路车行业

整体水平相对国外有一定差距。20世纪60年代，我国研制出纯扫式扫路车，从此揭开了我国研发扫路车的序幕。20世纪80年代末，建设部长沙建设机械研究院设计出我国第一台吸扫式扫路车，我国吸扫式扫路车的研制成功，使我国扫路车与世界先进国家之间的技术水平迅速拉近，是我国扫路车发展旅程中的又一个新起点。20世纪末期至今，是我国扫路车发展最快的阶段各种类型和各种规格的吸扫式扫路车不断涌现，吸扫式扫路车占有率为95%以上。我国扫路车大多是由通用底盘改装配以机械和液压相结合的控制方式^[11]，以传统燃油作为能源，劳动成本高，控制精度低，环境污染大，尤其在控制系统^[12~15]、清扫效率和扫刷避撞^[16~20]等方面与国外产品有相当大的差距。随着我国不断加快现代化的进程，综合经济实力的不断发展以及劳动力成本的提高，扫路车的发展日趋完善，节能环保型扫路车的研究发展具有广阔的前景^[21~24]。

1.3 研究意义

本课题研究的主要内容是基于机器视觉的电动扫路车吸盘的自动伸出和收缩，当扫路车工作路段前方有障碍物时，可以通过液压传动系统实现有效地自动避撞，降低了吸盘的磨损和破坏，提高了吸盘的使用寿命，减轻了驾驶员的劳动强度。