一種基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動汽車換電領域，特指一種基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比具有零排放、低噪聲、高能效、運行及維修成本低廉等優(yōu)點，在清潔、環(huán)保、節(jié)能等方面占據(jù)著明顯的優(yōu)勢。電動汽車的動力來源為裝載于車體內(nèi)部的動力蓄電池，當動力電池的電能消耗到一定程度時，就必須對其進行能量補充，以保證電動汽車能夠持續(xù)循環(huán)使用。目前電動汽車重要的能量補給方式之一是電池更換。電池更換指用充滿電能的動力電池替換電動汽車上電能已經(jīng)耗盡的動力電池來完成電能補充。
[0003]電動汽車電池的正常充電時間要遠比汽油乘用車加油時間長，因此，為電動汽車提供快速的電池更換服務將是充換電設施的一個重要的營業(yè)內(nèi)容，但由于電動汽車電池組重量大，僅以人工換電的方式無法使電池快速更換業(yè)務得到有效的推廣。
[0004]因此，目前亟待實現(xiàn)電動汽車充換電過程的自動化，即換電工位可以無需人工干預，通過視覺裝置對電動汽車電池進行定位，通過機器人和夾具裝置完成對電池的取放動作，實現(xiàn)電動汽車的電池更換流程，不僅可提高換電操作的安全性，縮短換電操作的時間，同時也可大大簡化換電服務流程，提高換電站的服務質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的問題在于針對電動汽車自動換電的要求，提供一種不向電動汽車投射主動信息來等輔助手段，實現(xiàn)快速精確定位，并能與夾具裝置、中轉(zhuǎn)平臺等裝置配合，精準順暢地完成系統(tǒng)整個換電動作，同時提高換電流程的效率的換電方法。
[0006]本發(fā)明使用如下技術方案來實現(xiàn):
[0007]通過圖像獲取設備獲得采樣的圖像，系統(tǒng)能夠適應外部條件的變化情況，消除因晴天、陰雨天氣，白天、夜晚時段，而造成的環(huán)境變化對識別的影響。在換電工位區(qū)域無足夠光源，無法使視覺傳感器正常成像或是成像噪點較多時，需要使用補光設備。補光設備建議使用非紅外LED?？墒褂谜丈浞秶?米，視角為130°的非紅外補光燈，每個視覺傳感器配備一臺補光設備。設備應具有良好散熱裝置，且具備防水與防塵的功能。
[0008]針對不同的實際場地，在不影響車輛換電的前提下，確定識別子系統(tǒng)的安裝位置:根據(jù)現(xiàn)場情況及相關要求，當車輛停置于指定的3X5米換電工位時，針對不同停止方向，識別系統(tǒng)都可對車輛進行位置識別，并根據(jù)已支持車輛的類型和換電方式快速確定電池布置。
[0009]系統(tǒng)能夠根據(jù)當前車型參數(shù)，判斷是否有影響識別的非法人員入侵情況，如果有入侵，則返回異常值，進行清場提示。系統(tǒng)能自動檢測出電動汽車在取電池狀態(tài)下電池所在位置及放電池狀態(tài)下電池艙所在位置。在定位出圖像中電池或電池艙的二維坐標后，計算電動汽車電池或電池艙的三維空間坐標并返回三維坐標及旋轉(zhuǎn)量。
[0010]通過夾具裝置進行取放電池的動作。夾具裝置采用杭州大清智能有限公司電動汽車充電電池的夾具裝置(專利公開號ZL201220044139.2)。為進一步增強系統(tǒng)的可靠性，通過夾具端傳感器進行識別正確性確認，確保換取電池過程順利進行。機器人根據(jù)視覺裝置返回的三維坐標及旋轉(zhuǎn)量信息，帶動夾具裝置完成對電動汽車電池艙和電池轉(zhuǎn)換平臺電池的裝取工作。
[0011]電動汽車換電系統(tǒng)中轉(zhuǎn)平臺裝置由成一定傾斜角度的底板、與底板垂直的擋板及底板上平均分布的牛眼組成。成一定傾斜角度的底板能夠承載電池重量，電池經(jīng)由機器人及夾具裝置運送至平臺上方，當電池被放置于中轉(zhuǎn)平臺時，電池能夠利用自身重量、平臺傾斜角度及平臺上牛眼的輔助作用移動至平臺擋板的固定位置。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
[0013]電動汽車電池視覺定位裝置不向汽車投射主動信息進行輔助定位，能夠適應外部條件的變化和電池表面出現(xiàn)污損等情況，實現(xiàn)電池和電池艙的精確定位。夾具裝置能滿足不同型號電動汽車電池的裝取要求。通過平臺的中轉(zhuǎn)作用能夠在電動汽車離場前，快速地完成對電動汽車電池的換電動作，電動汽車無需等待電池經(jīng)由充電艙的換電流程，節(jié)約整個換電過程的時間。由于中轉(zhuǎn)平臺的位置始終固定，因此機器人通過中轉(zhuǎn)平臺進行取放電池的同時，也完成了位置校準的工作，提高換電過程的精確度。
【附圖說明】
[0014]圖1是視覺定位裝置布局示意圖；
[0015]圖2是中轉(zhuǎn)平臺裝置布局示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明的電動汽車換電方法，其具體流程為:
[0017]針對不同的實際場地，在不影響車輛換電的前提下，確定識別子系統(tǒng)的安裝位置。如圖1所示，確保換電工位落在視場內(nèi)，要求視角大于90°，安裝于離地面25cm處。在視覺定位裝置進行標定之后，與自動換電機器人進行標定，以統(tǒng)一坐標系。標定結(jié)果作為系統(tǒng)初值，定期對標定誤差進行智能化檢測與修正，確保標定結(jié)果的準確有效性。
[0018]當車輛駛?cè)霌Q電工位后，識別子系統(tǒng)對車輛進行快速采樣，并根據(jù)校正后的圖像計算獲得電動汽車重構(gòu)深度信息，根據(jù)車輛三維重建信息獲取車身姿勢，并進行位置歸一化處理，自動檢測出電動汽車在取電池狀態(tài)下電池所在位置，引導換電系統(tǒng)進行取電池操作。
[0019]夾具裝置從汽車電池艙抓取電池時，機器人將夾具裝置移汽車電池艙位置。推拉氣缸將電池從電動汽車電池艙中抓取出電池艙，收入兩側(cè)手臂抱緊部件框架內(nèi)。上吸氣缸抽真空吸住電池，完成抓取動作。由機器人帶動夾具裝置把電池送到中轉(zhuǎn)平臺，中轉(zhuǎn)平臺的布局示意圖如圖2所示。
[0020]自動換電設備將電池取離車身后，視覺定位裝置對空電池框進行采樣，并確定電池艙的精確位置。機器人根據(jù)視覺定位裝置返回的電池艙坐標及旋轉(zhuǎn)信息進行放電池操作。
[0021]從中轉(zhuǎn)平臺抓取電池，機器人帶動夾具裝置至電池上方。上吸電池翻板部件吸住電池上部，提升電池?？蓴[動氣缸收回，帶動可擺動氣缸機械手臂收回夾住電池，機器人帶動夾具運動至空電池艙。
[0022]將電池送進汽車電池艙時，機器人把內(nèi)置電池的機械手臂帶至汽車電池艙前。電池自由擱置在兩側(cè)機械手臂滾輪上。推拉氣缸帶動后吸盤把電池從兩側(cè)機械手臂的滑道上推進汽車電池艙內(nèi)，完成放電池動作。
【主權(quán)項】
1.一種基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)通過視覺裝置獲取定位信息，利用夾具裝置及中轉(zhuǎn)平臺完成對電動汽車的換電操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)換電操作，其特征在于:通過視覺裝置采集車輛信息，計算獲得電池的定位數(shù)據(jù)，機器人根據(jù)定位數(shù)據(jù)運動至該定位位置，通過夾具裝置從電動汽車中取出電池后，機器人將電池搬運至中轉(zhuǎn)平臺的空電池位置，完成取電池過程；通過視覺裝置對車輛進行二次采樣，計算獲得空電池艙的定位數(shù)據(jù)，機器人運動到中轉(zhuǎn)平臺的滿電池位置，通過夾具裝置從中轉(zhuǎn)平臺取電池，機器人根據(jù)定位數(shù)據(jù)將電池搬運獲得的空電池艙位置，利用夾具裝置將電池送入電動汽車空電池艙內(nèi)，完成放電池過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)視覺裝置，其特征在于:裝置通過圖像獲取設備獲得采樣的圖像，能根據(jù)當前車型參數(shù)，自動檢測出電動汽車在取電池狀態(tài)下電池坐標位置及放電池狀態(tài)下電池艙坐標位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)夾具裝置，其特征在于:在圖像采集過程中，采用杭州大清智能有限公司電動汽車充電電池夾具裝置(專利公開號 ZL201220044139.2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)中轉(zhuǎn)平臺裝置，其特征在于:裝置由成一定傾斜角度的底板、與底板垂直的擋板及底板上平均分布的牛眼組成，當電池被放置于中轉(zhuǎn)平臺時，電池能夠利用自身重量、平臺傾斜角度及平臺上牛眼的輔助作用移動至平臺擋板的固定位置。
【專利摘要】一種基于視覺定位方法的電動汽車換電系統(tǒng)。本發(fā)明涉及電動汽車換電領域，特指一種基于視覺定位的電動汽車換電方法。該方法由視覺裝置實現(xiàn)電動汽車電池及電池艙的快速精確定位，通過中轉(zhuǎn)平臺裝置和夾具裝置完成對電池的取放操作。本專利采用的換電定位方法能夠適應電池表面出現(xiàn)污損、外部環(huán)境發(fā)生變化等情況，對電動汽車電池及空電池艙實現(xiàn)精確定位；能夠通過夾具裝置保證對電池裝取的準確性，降低機器人運動過程中的干涉機會；能夠通過中轉(zhuǎn)平臺裝置有效地提高換電效率和準確性。
【IPC分類】B60S5/06
【公開號】CN104973024
【申請?zhí)枴緾N201410138319
【發(fā)明人】周佳立, 陳婧
【申請人】浙江瓿達科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月4日