洒水车在城市道路的清洁、除尘和降温工作中起重要作用。目前市面上的洒水车存在喷洒射程固定，无法灵活控制喷洒范围适应在不同宽度道路喷洒作业的局限性问题，射程过大浪费水资源，并且容易冲刷到人行道上造成积水泥泞，射程过小则无法完全覆盖路面。为了实现洒水车可变射程喷洒，需要解决射流射程检测、道路宽度检测和喷洒系统控制等关键技术问题。本文以侧冲作业洒水车为研究对象，对可变射程喷洒系统的工作原理及控制技术展开研究，主要研究内容包括：
（1）制作洒水车射流数据集和应用YOLOv5s对洒水车射流射程进行检测。针对目前缺乏洒水车作业射流数据集的问题，结合实际拍摄的洒水车作业场景的射流视频和网络上的洒水车射流图片，制作了洒水车射流数据集。使用经过射流数据集训练好的YOLOv5s卷积神经网络模型进行射流目标的识别和定位，根据检测结果，计算出射流末端的位置坐标，以此获得射流射程作为控制系统的输出值。
（2）研究了洒水车作业场景道路边界检测方法，得到射程偏差算法。首先通过Canny边缘检测结合Hough变换提取道路图像中存在的直线段，再根据道路边界与道路内部交通标识线、道路外部人行道边缘的几何特征与灰度特征差异来区分识别到的直线，剔除道路内外的直线干扰，保留真实道路边缘，以此获得道路边界位置。将射流射程与道路宽度的差值作为偏差，实现射流射程的控制。
（3）设计了一种可变射程的洒水车喷洒控制系统。对洒水车管路进行设计，通过对流向侧冲管路上的水流进行分流回到罐体，设计一种模糊PID控制器，以射程偏差为输入，调节阀开度为输出，实现对回流管路的流量进行控制，即改变射流射程。为了提高控制性能，通过测试建模法建立洒水车喷洒系统模型，并使用Simulink软件对洒水车喷洒系统的控制特性进行仿真分析。结果表明，设计的模糊PID控制器可以有效改善洒水车管路系统的工作稳定性和动态性能。
（4）洒水车可变射程喷洒控制系统的开发与实验。根据需求进行系统设计，对调节阀、控制卡、图像处理硬件等关键元器件进行选型，对控制软件进行软件功能设计及开发。在不同宽度的道路进行喷洒作业实验，验证系统对射流末端位置、道路边缘位置的检测效果和射程调整控制的稳定性、快速响应性和准确性。
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