双目定位的充电装置的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩技术领域，具体涉及一种双目定位的充电装置。


背景技术：

2.汽车充电是目前对于新能源汽车行业研究的热点，而无人充电又是未来发展的方向。现有的充电桩大多都是采用人工充电的方式，降低了充电效率，还浪费了人力；部分充电桩采用无人充电方式，但是传统的双目定位方式需要用到两个摄像头，虽然精度较高，但是两个摄像头的成本昂贵。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种双目定位的充电装置，能够在保证定位精度高的情况下，采用共用摄像头进行目标识别与目标定位的方式，大大降低了成本。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种双目定位的充电装置，包括：n个充电桩，其中，n为大于1的正整数；m个摄像头，每个所述充电桩的两侧分别设置一个摄像头，且相邻两个充电桩共用一个摄像头，其中，所述充电桩两侧的摄像头用于拍摄并识别车辆的充电口，m为大于n的正整数。
6.具体地，当所述n个充电桩为连续设置时，所述摄像头的个数为n+1。
7.具体地，所述摄像头设置在相邻两个充电桩的中间。
8.具体地，当所述n个充电桩为不完全连续设置时，所述摄像头的个数大于n+1。
9.进一步地，上述的双目定位的充电装置，还包括：控制器，所述控制器分别与所述m个摄像头和所述n个充电桩通信连接。
10.进一步地，上述的双目定位的充电装置，还包括：机械臂，所述机械臂设置在对应的所述充电桩上。本实用新型的有益效果：
11.本实用新型的双目定位的充电装置，能够在保证定位精度高的情况下，采用共用摄像头进行目标识别与目标定位的方式，大大降低了成本。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例的双目定位的充电装置的示意图；
13.图2为本实用新型一个实施例的双目视觉的原理示意图；
14.图3为本实用新型一个实施例的双目视觉成像的原理图；
15.图4为本实用新型一个实施例的双目定位的充电装置的示意图；
16.图5为相关技术中的双目定位的充电装置；
17.图6为本实用新型另一个实施例的双目定位的充电装置的示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
19.图1为本实用新型实施例的双目定位的充电装置的示意图。
20.如图1所示，本实用新型实施例的双目定位的充电装置可包括：n个充电桩和m个摄像头。
21.其中，n为大于1的正整数，m为大于n的正整数。每个充电桩的两侧分别设置一个摄像头，且相邻两个充电桩共用一个摄像头，其中，充电桩两侧的摄像头用于拍摄并识别车辆的充电口。
22.具体而言，为了提高定位精度，在充电桩的两侧分别设置一个摄像头，两个摄像头组成一组双目定位系统，以准确识别车辆充电口的空间位置。
23.可以理解的是，双目摄像的原理图如图2所示，c1和c2分别表示两个摄像机的相平面，p点表示目标物体(充电口)，p1和p2分别为p点在两个相机平面上的投影，世界空间中一点p(x，y，z)在左右摄像机的成像面上的像点分别为p1(ul，vl)和p2(ur，vr)。这两个像点是世界空间中同一个对象点p的像，称为“共轭点”。两个共轭像点分别作它们与各自相机的光心ol和or的连线，即投影线plol和pror，它们的交点即为世界空间中的对象点p(x，y，z)。具体而言，图3为简单的平视双目立体成像原理图，两个摄像机的投影中心的连线的距离，即基线距为t。摄像机坐标系的原点在摄像机镜头的光心处，坐标系如图3所示，摄像机的成像平面在镜头的光心后，将左右成像平面绘制在镜头的光心前f处，这个虚拟的图像平面坐标系o1uv的u轴和v轴与和摄像机坐标系的x轴和y轴方向一致，这样可以简化计算过程。左右图像坐标系的原点在摄像机光轴与平面的焦点o1和o2，充电口的点p在左图像和右图像中相应的坐标分别为xl(u1，v1)和xr(u2，v2)。假设两个摄像机的图像在同一个平面上，则点p图像坐标的y坐标相同，即v1＝v2，由三角几何关系得到：
[0024][0025]
上述的(x，y，z)为点p在左摄像机坐标系中的坐标，t为基线距，f为两个摄像机的焦距，(u1，v1)和(u1，v2)分别为点p在左图像和有图像中的坐标。
[0026]
视差定义为某一点在两幅图像中相应点的位置差：
[0027][0028]
由此可以计算出空间充电口点p在左摄像机坐标系中的坐标为：
[0029][0030]
由此，只要能够找到在空间中某点在左右两个摄像机像面上的相应点，并通过摄像机标定获得摄像机的内外参数，就可以确定p点的三维坐标，从而可以确定车辆充电口的具体位置，提高了定位精度。
[0031]
并且，相邻的两个充电桩可共用一个摄像头，这样可以大大降低成本。如图1所示，1号摄像头和2号摄像头组成一组双目定位系统，用来定位停放在车位1的车辆位置；2号摄像头和3号摄像头组成一组双目定位系统，用来定位停放在车位2的车辆位置；以此类推，只
要两个充电桩相邻，则可以共用同一个摄像头，在很大一定程度上降低了成本。
[0032]
在本实用新型的一个实施例中，当n个充电桩为连续设置时，摄像头的个数为n+1。其中，摄像头可以设置在相邻两个充电桩的中间。
[0033]
具体而言，如图4所示，当n个充电桩为连续设置时，摄像头的个数为n+1个，例如，如图4所示，1号摄像头和2号摄像头组成一组双目定位系统，用来定位停放在车位1的车辆位置；2号摄像头和3号摄像头组成一组双目定位系统，用来定位停放在车位2的车辆位置；n号摄像头和n+1号摄像头组成一组双目定位系统，用来定位停放在车位n的车辆位置。假设，有n个连续的车位，那么需要n+1个摄像头就可以实现所有的车辆定位，相比较传统的在充电桩上安装两个摄像头，以拍摄车辆的充电口，如图5所示，同样假设有n个连续的车位，那么需要2n个摄像头才可以实现所有车辆的定位。本申请的方案，相对较传统的充电装置，可以节省接近一半的成本。
[0034]
仍以图4为例，2号摄像头设置在充电桩1和充电桩2的中间位置，也可以说是设置在相邻两个充电桩对应的两个车位的中间线的位置。需要说明的是，摄像头的设置位置可根据实际情况进行标定。
[0035]
在本实用新型的另一个实施例中，当n个充电桩为不完全连续设置时，摄像头的个数大于n+1。
[0036]
也就是说，为了保证定位的精度，当相邻的充电桩之间的距离较远时，可以不共用同一个摄像头，这样的情况下，摄像头的个数是大于n+1的，具体地数量根据充电桩的位置确定。
[0037]
举例而言，如图6所示，图中的充电桩3和充电桩4之间的距离较远，为了保证测距的精度，不能共用同一个摄像头，此时，充电桩4的左右两侧分别设置一个摄像头，以图6为例的充电装置中，充电桩的个数为5，摄像头的个数为7。
[0038]
需要说明的是，本实用新型的充电装置中的摄像头的个数是n+1个，还是大于n+1个，主要取决于充电桩的设置位置。
[0039]
在本实用新型的一个实施例中，上述的双目定位的充电装置，还包括：控制器和机械臂，其中，控制器分别与m个摄像头和n个充电桩通信连接，机械臂设置在对应的充电桩上。
[0040]
具体而言，当车辆入库停车位时，摄像头实时拍摄到车辆充好电口的画面，对充电口进行双目交互定位，得到充电口的三维坐标，并将得到的三维坐标发送给控制器，控制器根据摄像头传输的三维坐标定位到具体地充电桩，并控制充电桩上的机械臂将充电桩上的充电枪插入车辆的充电口，以实现自动充电。
[0041]
综上，本实用新型的充电装置，实现了无人充电模式，相比较传统的充电方式，节约了人力资源，保障充电效率，即：车主只需要将新能源汽车开到充电桩附近，停车场的自动充电装置会识别到充电口，从而准确定位并且自动执行充电，全程无须人工操作。并且采用双目定位的方式，定位精度高，能够实时定位跟踪，提高了自动充电的可靠性。并且，采用共用摄像头的方式进行目标识别和定位，降低了成本。
[0042]
在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
[0043]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0044]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0046]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。