无人驾驶车辆电池更换系统及方法与流程

1.本发明涉及无人驾驶换电技术领域，特别是涉及一种无人驾驶车辆电池更换系统及方法。


背景技术：

2.现有无人驾驶车辆，例如扫地车，当扫地车电量不足无法继续工作时，由车辆自动导航返回充电设备处，对车辆进行充电，然后继续进行扫地，其采用快速充电的方式来给车辆补充能源，保证车辆能够持续使用。
3.对于上述方案中的车辆返回充电设备处进行充电，通常无人驾驶车辆车速设计较低，返程将耗费一定时间，并浪费一定的电量用于车辆往返于工作场所与充电设备处，而且在充电过程中，车辆无法持续工作，影响其使用，例如当车辆用于道路清扫时，车辆的实际使用情况亦将受到较大限制。同时上述方案中需采用分布式布置电动扫地车充电设备，方案实现难度较大，且投入成本较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种无人驾驶车辆电池更换系统及方法，避免无人驾驶车辆往返工作地与充电场所的产生电量浪费，提升无人驾驶车辆工作效率，降低设备投入成本。
5.为解决上述技术问题，本发明的第一方面，提供一种无人驾驶车辆电池更换方法，包括如下步骤：
6.在车辆检测到自身电量不足时，向远程服务平台发送预警信息；
7.所述远程服务平台根据接收到的所述预警信息，获取所述车辆的位置信息，并将所述位置信息发送给电池更换服务车；
8.所述电池更换服务车根据所述位置信息查找到所述车辆，给所述车辆进行电池更换服务。
9.进一步的，所述预警信息包括车辆位置信息及当前电量信息。
10.进一步的，所述获取所述车辆的位置信息包括：
11.根据所述预警信息将所述车辆位置在电子地图中进行标记展示，并进行报警。
12.进一步的，所述在车辆检测到自身电量不足时，向远程服务平台发送预警信息的步骤包括：
13.所述车辆的电池容量检测单元实时检测车载电池电量，并反馈至电池管理系统，所述电池管理系统发送电量信息至整车控制单元，当电量到达阈值时，由所述整车控制单元通过网络通讯模块向所述远程服务平台发送预警信息。
14.进一步的，所述整车控制单元定期调用所述电池管理系统生成的信息通过所述网络通讯模块进行发送。
15.进一步的，所述电池更换服务车车速大于无人驾驶车辆车速。
16.进一步的，在进行电池更换之后，还包括：电池更换服务车将更换下来的电池统一运输至充电点进行充电。
17.根据本发明的第二方面，提供一种无人驾驶车辆电池更换系统，包括：无人驾驶车辆、远程服务平台以及电池更换服务车，所述无人驾驶车辆用于在车辆检测到自身电量不足时，向所述远程服务平台发送预警信息；所述远程服务平台用于根据接收到的所述预警信息，获取所述车辆的位置信息，并将所述位置信息发送给所述电池更换服务车；所述电池更换服务车用于根据所述位置信息查找到所述车辆，给所述车辆进行电池更换服务。
18.进一步的，所述无人驾驶车辆包括：整车控制单元、自动驾驶模块、网络通讯模块、电池及电池快换模块和定位模块；
19.所述自动驾驶模块、网络通讯模块和定位模块分别与整车控制单元信号连接；
20.所述电池及电池快换模块通过电池容量检测模块和电池管理系统与所述整车控制单元信号连接。
21.进一步的，所述无人驾驶车辆还包括：定时模块；
22.所述定时模块用于实现整车控制单元定期调用所述电池管理系统生成的信息通过网络通讯模块进行发送。
23.相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：
24.(1)本发明采用电池更换服务车配合远程服务平台，实现对无人驾驶车辆的电池在工作场地处能够及时更换，相对于现有的充电方案，避免了无人驾驶车辆往返工作地与充电场所的产生电量浪费，提升了无人驾驶车辆工作效率；
25.(2)本发明在实际运用中可实现一台服务车服务多辆无人驾驶车辆，无需对每辆无人驾驶车辆配备一个充电设备，大大降低了投入成本及方案实现难度。
附图说明
26.图1为本发明实施例中无人驾驶车辆电池更换系统的结构框图；
27.图2为本发明实施例中无人驾驶车辆电池更换方法流程示意图。
具体实施方式
28.下面将结合示意图对本发明的无人驾驶车辆电池更换系统及方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
29.在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
30.请参考图1，本发明实施例中，提供一种无人驾驶车辆电池更换系统，所述无人驾驶车辆电池更换系统包括无人驾驶车辆、远程服务平台以及电池更换服务车，所述无人驾驶车辆用于在车辆检测到自身电量不足时，向所述远程服务平台发送预警信息；所述远程服务平台用于根据接收到的所述预警信息，获取所述车辆的位置信息，并将所述位置信息发送给所述电池更换服务车；所述电池更换服务车用于根据所述位置信息查找到所述车
辆，给所述车辆进行电池更换服务。
31.本发明采用电池更换服务车配合远程服务平台，实现对无人驾驶车辆的电池在工作场地处能够及时更换，相对于现有的充电方案，避免了无人驾驶车辆往返工作地与充电场所的产生电量浪费，提升了无人驾驶车辆工作效率；
32.本发明在实际运用中可实现一台服务车服务多辆无人驾驶车辆，无需对每辆无人驾驶车辆配备一个充电设备，大大降低了投入成本及方案实现难度。
33.请继续参考图1，在一个实施例中，所述无人驾驶车辆包括整车控制单元、自动驾驶模块、网络通讯模块、电池及电池快换模块和定位模块；所述自动驾驶模块、网络通讯模块和定位模块分别与所述整车控制单元信号连接；所述电池及电池快换模块依次通过电池容量检测模块和电池管理系统与所述整车控制单元信号连接。
34.例如，所述无人驾驶车辆可以是扫地车、洒水车、铲雪车、排障车等，相应的，所述无人驾驶车辆将具有对应的工作模块，例如，对于扫地车，具有清扫模块，所述清扫模块例如可以进行街道清扫，包括但不限于灰尘、落叶、积雪、碎屑等等，例如对于洒水车，具有洒水模块，可以进行街道的洒水除尘、绿化带的浇水、干燥天气的洒水加湿、炎热天气的洒水降温等等。图1中以无人驾驶扫地车为例示意了清扫模块与其他模块之间的连接关系。可以理解的是，其他类型的无人驾驶车辆也具有类似的结构，本领域技术人员在本实施例的基础上，可以直接的获得相关模块之间的连接关系，本发明在此不进行一一列举。
35.其中，所述自动驾驶模块用于控制车辆的自动行驶，并可以根据实地环境进行避障。
36.具体的，当无人驾驶车辆的电池电量正常时，由自动驾驶模块控制车辆自动工作，在此过程中，电池容量检测模块实时监测电池容量并将监测的信息传至电池管理系统，电池管理系统对接收的数据进行数据处理后的对比，当电量到达某一阈值时(该阈值为预先写入电池管理系统的程序，用于判定电池容量是否过低)，电池管理系统发送信号至整车控制单元，整车控制单元通过网络通讯模块无线发送预警信息至远程服务平台，预警信息中包括无人驾驶车位置信息及当前电量信息。
37.所述网络通讯模块例如可以是通过无线网络实现，包括但不限于gps、北斗、4g、5g等。
38.所述整车控制单元可以为车载控制器，也可以是另行设置在车辆上的控制单元，如平板电脑等。
39.进一步的，所述预警信息还可以发送至特定的人员，例如通过短信的形式直接将相关信息发送至相关人员的手机上。
40.进一步的，所述无人驾驶车辆还包括定时模块。所述定时模块用于实现整车控制单元定期调用所述电池管理系统生成的信息通过网络通讯模块进行发送，便于相关人员对无人驾驶车辆电量进行定时了解，以提前规划后续进程，提升无人驾驶车辆电池更换的及时性。
41.下面请参考图2，本发明实施例提出了一种无人驾驶车辆电池更换方法，包括如下步骤：
42.s1、在车辆检测到自身电量不足时，向远程服务平台发送预警信息；
43.s2、所述远程服务平台根据接收到的所述预警信息，获取所述车辆的位置信息，并
将所述位置信息发送给电池更换服务车；
44.s3、所述电池更换服务车根据所述位置信息查找到所述车辆，给所述车辆进行电池更换服务。
45.作为示例，在该步骤s1中，当无人驾驶车辆的电池电量正常时，由自动驾驶模块控制车辆自动工作，在此过程中，所述电池容量检测模块实时监测所述电池容量并将监测的信息反馈至所述电池管理系统，所述电池管理系统对接收的数据进行数据处理后的对比，当电量到达某一阈值时(该阈值为预先写入电池管理系统的程序，用于判定电池容量是否过低)，所述电池管理系统发送信号至所述整车控制单元，所述整车控制单元通过网络通讯模块无线发送预警信息至远程服务平台。
46.其中，所述预警信息中包括无人驾驶车位置信息及当前电量信息。
47.在该步骤s2中，所述获取所述车辆的位置信息包括：
48.根据预警信息将无人驾驶车位置在电子地图中进行标记展示，并进行报警。
49.具体的，远程服务平台可通过pc端登入，报警的形式可采用弹窗提示、声光警示等，比如，在pc端连接音响设备和警示灯，在远程服务平台接收到预警信息后，pc端显示器弹出带有标记的电子地图，同时音响设备发出警示音或警示灯闪烁，以便于在pc端处的服务人员及时做出响应。
50.远程服务平台亦可采用移动手机端登入，在其接收到预警信息后，移动手机端后台弹出提示，服务人员可通过点击弹出的提示进入远程服务平台以了解情况。
51.在该步骤s3中，电池更换服务车可采用现有技术中的一种电池更换车，包括电池更换车骨架、车轮、摆正装置、更换车限位装置，所述车轮固定在电池更换车骨架底部，摆正装置固定在电池更换车骨架两侧，更换车限位装置固定在电池更换车骨架上，电池更换车通过摆正装置的作用，实现无人驾驶车辆限位装置与电池更换车限位装置的对接，该电池更换车能快速更换无人驾驶车辆上的能源供应的电池，还可以调节更换车与无人驾驶车辆底盘的高度，防止轮胎磨损后增加更换电池的难度，再此不多做赘述。
52.优选的，所述电池更换服务车车速大于无人驾驶车辆车速。
53.比如，目前市面上大部分无人驾驶车辆车速为20km/h，电池更换服务车车速可设置为50km/h甚至更大。
54.所述电池更换服务车可以是人员驾驶，也可以是载人的自动驾驶车辆，人员主要进行电池的更换作业。
55.其中，所述电池更换服务车可以为多辆无人驾驶车辆提供服务，从而实现资源的有效利用，降低空置率。
56.进一步的，本发明的步骤还包括：
57.s4、电池更换服务车将更换下来的电池统一运输至充电点进行充电。
58.综上，本发明相对于现有技术，至少具有如下优势：
59.(1)本发明采用电池更换服务车配合远程服务平台，实现对无人驾驶车辆进行电池在工作场地处的及时更换，相对于现有的充电方案，避免无人驾驶车辆往返工作地与充电场所的产生电量浪费，提升无人驾驶车辆工作效率。
60.(2)本发明在实际运用中可实现一辆服务车服务多辆无人驾驶车辆，无需对每辆无人驾驶车辆配备一个充电设备，大大降低了投入成本及方案实现难度。
61.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。