基于充电机器人的车辆自动充电方法和装置与流程

本发明涉及自动充电，具体涉及一种基于充电机器人的车辆自动充电方法和一种基于充电机器人的车辆自动充电装置。

背景技术：

1、相关技术中，在对车辆进行自动充电时，无法准确地获知充电接口的位置，因此，无法实现充电接口的准确对接，从而大大降低了车辆自动充电系统的可靠性和对接效率。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种基于充电机器人的车辆自动充电方法，采用粗略定位和精确定位相结合的方式控制充电枪头移动至目标对接位置，能够实现与充电接口的准确对接，从而大大提高了车辆自动充电系统的可靠性和对接效率。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于充电机器人的车辆自动充电方法，所述充电机器人包括：机械臂、控制模块和摄像模块，其中，所述机械臂设置在所述控制模块的上方，所述机械臂的末端设置有充电枪头，所述摄像模块设置在所述机械臂的末端法兰基准面上，其中，所述车辆自动充电方法包括以下步骤：在待充电车辆停靠在目标区域后，通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至第一预设位置；通过所述摄像模块获取所述待充电车辆的充电接口的第一深度图像；根据所述第一深度图像和第一预设模板图像和第一预设模板图像获取第一空间仿射变换矩阵；根据所述第一空间仿射变换矩阵对第一预设位置进行变换以获取第一目标位置；通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至所述第一目标位置，并通过所述摄像模块获取所述待充电车辆的充电接口的第二深度图像；根据所述第二深度图像与第二预设模块图像获取第二空间仿射变换矩阵，以及根据所述第二空间仿射变换矩阵对所述第一目标位置进行变换以获取第二目标位置；通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至所述第二目标位置，并在所述充电枪头移动至所述第二目标位置后，控制所述机械臂带动所述充电枪头与所述待充电车辆的充电接口进行对接，以及在对接成功后，对所述待充电车辆进行充电。

4、在本发明的一个实施例中，根据所述第一深度图像和所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵，包括：对所述第一深度图像进行预处理以获取第一点云边缘图像；将所述第一点云边缘图像与第一预设模板图像进行匹配，以获取定位匹配分数；判断所述定位匹配分数是否大于第一预设值；如果所述定位匹配分数大于所述第一预设值，则根据所述第一点云边缘图像与所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵。

5、在本发明的一个实施例中，对所述第一深度图像进行预处理以获取所述第一点云边缘图像，包括：对所述第一深度图像进行去噪处理，以获取第一预处理图像；将所述第一预处理图像与所述第一深度图像的预设roi区域取交集以获取第二预处理图像；提取所述第二预处理图像中的点云法向量，并将所述点云法向量与邻近点云法向量对比，以得到所述第一点云边缘图像。

6、在本发明的一个实施例中，根据所述第一点云边缘图像与所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵，包括：计算所述第一点云边缘图像的第一中心点，并计算所述第一预设模板图像的第二中心点；根据所述第一中心点和所述第二中心点获取所述第一空间仿射变换矩阵。

7、一种基于充电机器人的车辆自动充电装置，所述充电机器人包括：机械臂、控制模块和摄像模块，其中，所述机械臂设置在所述控制模块的上方，所述机械臂的末端设置有充电枪头，所述摄像模块设置在所述机械臂的末端法兰基准面上，其中，所述车辆自动充电装置包括：第一控制单元，所述第一控制单元用于在待充电车辆停靠在目标区域后，通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至第一预设位置；第一获取单元，所述第一获取单元用于通过所述摄像模块获取所述待充电车辆的充电接口的第一深度图像；第二获取单元，所述第二获取单元用于根据所述第一深度图像和第一预设模板图像获取第一空间仿射变换矩阵；第三获取单元，所述第三获取单元用于根据所述第一空间仿射变换矩阵对第一预设位置进行变换以获取第一目标位置；第四获取单元，所述第四获取单元用于通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至所述第一目标位置，并通过所述摄像模块获取所述待充电车辆的充电接口的第二深度图像；第五获取单元，所述第五获取单元用于根据所述第二深度图像与第二预设模块图像获取第二空间仿射变换矩阵，以及根据所述第二空间仿射变换矩阵对所述第一目标位置进行变换以获取第二目标位置；第二控制单元，所述第二控制单元用于通过所述控制模块控制所述机械臂带动所述充电枪头移动至所述第二目标位置，并在所述充电枪头移动至所述第二目标位置后，控制所述机械臂带动所述充电枪头与所述待充电车辆的充电接口进行对接，以及在对接成功后，对所述待充电车辆进行充电。

8、在本发明的一个实施例中，所述第二获取单元具体用于：对所述第一深度图像进行预处理以获取第一点云边缘图像；将所述第一点云边缘图像与第一预设模板图像进行匹配，以获取定位匹配分数；判断所述定位匹配分数是否大于第一预设值；如果所述定位匹配分数大于所述第一预设值，则根据所述第一点云边缘图像与所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵。

9、在本发明的一个实施例中，所述第二获取单元具体用于：对所述第一深度图像进行去噪处理，以获取第一预处理图像；将所述第一预处理图像与所述第一深度图像的预设roi区域取交集以获取第二预处理图像；提取所述第二预处理图像中的点云法向量，并将所述点云法向量与邻近点云法向量对比，以得到所述第一点云边缘图像。

10、在本发明的一个实施例中，所述第二获取单元具体用于：计算所述第一点云边缘图像的第一中心点，并计算所述第一预设模板图像的第二中心点；根据所述第一中心点和所述第二中心点获取所述第一空间仿射变换矩阵。

11、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的基于充电机器人的车辆自动充电方法。

12、一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述的基于充电机器人的车辆自动充电方法。

13、本发明的有益效果：

14、本发明采用粗略定位和精确定位相结合的方式控制充电枪头移动至目标对接位置，能够实现与充电接口的准确对接，从而大大提高了车辆自动充电系统的可靠性和对接效率。

技术特征：

1.一种基于充电机器人的车辆自动充电方法，其特征在于，所述充电机器人包括：机械臂、控制模块和摄像模块，其中，所述机械臂设置在所述控制模块的上方，所述机械臂的末端设置有充电枪头，所述摄像模块设置在所述机械臂的末端法兰基准面上，其中，所述车辆自动充电方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于充电机器人的车辆自动充电方法，其特征在于，根据所述第一深度图像和所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵，包括：

3.根据权利要求2所述的基于充电机器人的车辆自动充电方法，其特征在于，对所述第一深度图像进行预处理以获取所述第一点云边缘图像，包括：

4.根据权利要求2所述的基于充电机器人的车辆自动充电方法，其特征在于，根据所述第一点云边缘图像与所述第一预设模板图像获取所述第一空间仿射变换矩阵，包括：

5.一种基于充电机器人的车辆自动充电装置，其特征在于，所述充电机器人包括：机械臂、控制模块和摄像模块，其中，所述机械臂设置在所述控制模块的上方，所述机械臂的末端设置有充电枪头，所述摄像模块设置在所述机械臂的末端法兰基准面上，其中，所述车辆自动充电装置包括：

6.根据权利要求5所述的基于充电机器人的车辆自动充电装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：

7.根据权利要求6所述的基于充电机器人的车辆自动充电装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：

8.根据权利要求6所述的基于充电机器人的车辆自动充电装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1-4中任一项所述的基于充电机器人的车辆自动充电方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1-4中任一项所述的基于充电机器人的车辆自动充电方法。

技术总结
本发明提供了一种基于充电机器人的车辆自动充电方法和装置，该方法包括：带动充电枪头移动至第一预设位置，以及获取充电接口的第一深度图像，并进行预处理以获取第一点云边缘图像；获取第一空间仿射变换矩阵；根据第一空间仿射变换矩阵对第一预设位置进行变换以获取第一目标位置；带动充电枪头移动至第一目标位置，获取第二深度图像；根据第二深度图像与第二预设模块图像获取第二空间仿射变换矩阵，根据第二空间仿射变换矩阵对第一目标位置进行变换以获取第二目标位置；带动充电枪头移动至第二目标位置，并在充电枪头移动至第二目标位置后，与待充电车辆的充电接口进行对接。能够大大提高车辆自动充电系统的可靠性和对接效率。

技术研发人员：许永健,周丹,臧峰,胡小康
受保护的技术使用者：国创移动能源创新中心（江苏）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11