CN104417504A - 电动汽车电池更换系统的安防子系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种安防子系统，应用于电动汽车电池更换系统，其中，所述电动汽车电池更换系统包括为电动汽车更换电池的机器人组和上位机，所述安防子系统包括：第一摄像机组、第二摄像机组、服务器、报警器和网络交换器，所述安防子系统，通过摄像机获取机器人及电池更换区域的视频图像信息，当电池更换区域或机器人的运行区域内发生异常时，摄像机获得的视频图像信息与标准的图像信息不匹配时，输出相应的控制信号，以控制机器人组停止工作，并使报警器发出报警信号，从而保证电池换电区域的电动汽车的电池更换过程安全进行。

Description

电动汽车电池更换系统的安防子系统

技术领域

本申请涉及电动汽车电池更换技术领域，特别是涉及电动汽车电池更换系统的安防子系统。

背景技术

电动汽车由于其动力能源为可再生的绿色能源-电能，而逐渐走入人们的生活，电动汽车是以车载电源作为动力的，车载电源的具体形式为可充电电池，为了保证可充电电池能够为汽车提供足够的电能，可充电电池的重量和体积都较大，电池更换不方便，需要一种电动汽车电池自动更换系统，为保证电动汽车电池更换系统的安全进行，急需一种安防子系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种电动汽车电池更换系统的安防子系统，以保证电动汽车电池更换系统的安全运行，技术方案如下：

本申请提供一种安防子系统，应用于电动汽车电池更换系统，所述电动汽车电池更换系统包括为电动汽车更换电池的机器人组和上位机，所述安防子系统包括：第一摄像机组、第二摄像机组、服务器、报警器和网络交换器；

所述第一摄像机组设置在所述机器人组的上方；

所述第二摄像机组设置在电动汽车换电区域的上方；

所述服务器的以太网接口通过网络交换器连接所述上位机；

所述服务器的第一视频接口组连接所述第一摄像机组，所述服务器的第二视频接口组连接所述第二摄像机组，所述服务器的第一串行通信接口连接所述报警器及所述机器人组的控制信号输入端；当所述服务器检测到所述第一视频接口组接收的视频图像信息与第一标准图像不匹配时，输出控制信号以控制所述机器人组停止工作，并控制所述报警器进行报警；当所述服务器检测到所述第二视频接口组接收到的视频图像信息与第二标准图像不匹配时，输出控制信号以控制所述报警器进行报警，和/或控制所述机器人组停止工作。

优选的，所述机器人组包括第一机器人和第二机器人，所述第一摄像机组包括设置在所述第一机器人上方的第一摄像机，以及设置在第二机器人上方的第二摄像机；所述服务器的第一视频接口组包括第一视频接口和第二视频接口。

优选的，所述服务器的串行通信接口通过串行通信接口模块RS485将串行通信信号转换为控制信号提供给所述报警器及所述机器人组。

优选的，所述第一摄像机组和第二摄像机组均为全景摄像机。

优选的，所述全景摄像机的光轴垂直指向地面。

优选的，所述安防子系统的监控区域划分为不同的区域，所述服务器对摄像机组传输的视频图像信息进行智能视觉分析，识别所述视频图像信息中对应的不同区域，并对不同区域采用不同的警戒策略。

优选的，所述服务器将所述机器人组运行区域作为一级警戒区域，当所述一级警戒区域对应的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，控制所述机器人组停止工作，并控制所述报警器报警；

以及，将所述监控区域内除所述机器人组运行区域之外的区域作为二级警戒区域，当所述二级警戒区域对应的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，控制所述报警器报警。

优选的，所述报警器为声光报警器。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述电动汽车电池更换系统的安防子系统，通过摄像机获取机器人及电池更换区域的视频图像信息，当电池更换区域或机器人的运行区域内发生异常时，摄像机获得的视频图像信息与标准的图像信息不匹配时，输出相应的控制信号，以控制机器人组停止工作，并使报警器发出报警信号，从而保证电池换电区域的电动汽车的电池更换过程安全进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种安防子系统的结构示意图；

图2为本申请实施例另一种安防子系统的结构示意图；

图3为本申请实施例一种安防子系统的监控区域示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

请参见图1，示出了本申请实施例一种安防子系统的结构示意图，所述安防子系统应用于电动汽车电池更换系统中，所述电动汽车电池更换系统包括：为电动汽车更换电池的机器人组1和上位机2，所述安防子系统包括：第一摄像机组100、第二摄像机组200、服务器300、报警器400和网络交换器500；

第一摄像机组100设置在机器人组1的上方，第一摄像机组100用于获取机器人组1的运行区域内的图像信息。

其中，机器人组1具体为机械臂，具体的第一摄像机组安装在机械臂的转轴中心正上方。

具体的，机器人组1可以包括第一机器人11，还可以进一步包括第二机器人12，本实施例以机器人组1包括一个机器人组11为例进行说明。

机器人组1包括第一机器人11，则第一摄像机组100包括第一摄像机101，其中，第一摄像机101安装在第一机器人11的转轴中心的正上方，用于拍摄第一机器人11的运行区域的视频图像信息；

第二摄像机组200包括第二摄像机201，安装在电动汽车电池更换区域上方，用于拍摄电池更换区域内的视频图像信息，即监控电池更换区域内电动汽车的进场与出场等信息。

服务器300的以太网接口通过网络交换器连接上位机2，实现服务器300与上位机2之间通信，具体的，上位机2向服务器300下发布防或撤防指令，服务器300依据所述布防或撤防指令进入相应的工作状态后，向上位机反馈布防结果或撤防结果。

服务器300的第一视频接口组包括第一视频接口，第二视频接口组包括一个视频接口，其中，服务器300通过第一视频接口连接第一摄像机，从而接收第一摄像机传输的视频图像信息，该视频图像信息为模拟视频信号；服务器300通过第二视频接口组的一个视频接口连接第二摄像机，以接收第二摄像机传输的视频图像信息，该视频图像信息为模拟视频信号。

服务器300通过串行通信接口连接报警器及所述机器人组，用于控制所述报警器400及所述机器人组1进行相应的动作。

具体实施时，服务器300的串行通信接口通过串行通信接口模块RS485连接报警器及机器人，串行通信接口模块RS485用于将接收到的服务器传输的RS485信号转换为控制信号提供给报警器及机器人。

具体的，安防子系统处于布防状态时，服务器300的工作过程如下：

服务器300通过第一视频接口接收到视频图像信息后，将该视频图像信息与第一标准图像信息进行比较，当比较出该视频图像信息与第一标准图像信息不匹配时，表明机器人的运行区域发生异常现象（比如，有人员或），向机器人组1发送控制信号，以使机器人组1停止工作，同时，向报警器400发送控制信号，以使报警器400发出报警信号；

服务器300比较通过第二视频接口组接收到的视频图像信息与第二标准图像信息，当两者不匹配时，向报警器400输出控制信号，以使报警器发出报警信号，和/或，向机器人组1输出控制信号，以使机器人组1停止工作。

当然，安防子系统在开机后可以一直处于工作状态，即开机后一直保持安全监控状态，不受其他设备的影响，当检测到监控区域发生异常情况时，检测是否收到上位机发送的布防/撤防指令，如果收到了上位机发送的布防指令且未收到撤防指令，则控制报警器报警，并控制机器人停止工作；如果检测到未收到上位机发送的布防指令或收到撤防指令，则不产生报警信号。

一、机器人的安全防护功能的工作流程如下：

1）、初始设置

设置警戒区域、设置机器人的初始位置信息、设置第一摄像机的坐标系与机器人的坐标系之间的关系；

2）实时工作状态

实时获取机器人的位置信息，具体的，机器人向服务器上报当前姿态参数，服务器更新警戒模型及位置信息，检测警戒区域是否出现异常目标时，将机器人的当前位置设为不检测的对象；

服务器处于工作状态时，当上位机下发布防指令后，目标安全检测开启，机器人的位置每更新一次，将更新后的姿态数据上报至服务器，此时，服务器进行目标检测，一旦有目标进入警戒区域，服务器将发出相应的警戒信息。

需要说明的是，以下为本申请的安防子系统的故障紧急处理方式：

①当服务器的视觉分析软件停止响应时，可以通过上位机检测到，并向服务器下发复位命令，由服务器的监听程序实现重启视觉分析软件；

②当服务器检测到连接摄像机的视频通道故障时，产生应急警示信号上传至上位机；

③当服务器检测到与上位机的通信中断时，控制报警器发出报警信号，并控制机器人停止工作。

二、电池更换区域的检测功能的工作流程如下：

1）初始设置

设置电池更换区域

2）目标类型判断

判断进入电池更换区域的目标是否是车辆。

3）电池更换区域的状态变化情况判断

判断出进入电池更换区域的目标是车辆时，进一步判断该车辆是进入该区域还是离开该区域。

本实施例提供的安防子系统通过摄像机获取机器人及电池更换区域的视频图像信息，当电池更换区域或机器人的运行区域内发生异常时，摄像机获得的视频图像信息与标准的图像信息不匹配时，输出相应的控制信号，以控制机器人组停止工作，并使报警器发出报警信号，从而保证电池换电区域的电动汽车的电池更换过程安全进行。

请参见图2，示出了本申请实施例另一种安防子系统的结构示意图，与图1对应的安防子系统不同的是，本实施例提供的安防子系统适用于包含两个机器人的电动汽车电池更换系统中，所述电动汽车电池更换系统的机器人组包括第一机器人11和第二机器人12，所述安防子系统包括：第一摄像机组、第二摄像机组200、服务器300、报警器400和网络交换机500。

其中第一摄像机组包括第一摄像机101和第三摄像机102，所述第三摄像机102设置在第二机器人上方，用于拍摄第二机器人的运动区域的视频图像信息；报警器400可以包括第一报警器401和第二报警器402，第一报警器用于当第一机器人的运行区域出现异常时发出报警信号；第二报警器用于当第二机器人的运行区域出现异常时发出报警信号。

服务器300的第一视频接口组包括第一视频接口和第二视频接口，其中服务器通过第一视频接口第一摄像机，接收第一摄像机传输的视频图像信息；同时，服务器通过第二视频接口连接第三摄像机，接收第三摄像机传输的视频图像信息。

服务器300通过串行通信接口连接所述第一机器人和第二机器人的控制端，以及第二报警器402。

当服务器300接收到的第三摄像机传输的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，控制第二机器人停止工作，并控制第二报警器402发出报警信号。

服务器控制接收第一摄像机和第二摄像机的视频图像信息的处理过程与上述实施例的处理过程相同，此处不再赘述。

本实施例提供的安防子系统应用于包含两个机器人的电动汽车电池更换系统中，能够对两个机器人的运动区域进行监控，以及电池更换区域的监控，从而保证电动汽车电池更换系统的安全运行。

请参见图3，示出了安防子系统的监控区域的示意图，以图1所示的安防子系统的监控区域为例进行说明。

如图3所示，将监控区域划分为两个不同等级的警戒区域，其中，机器人的中心工作区域为一级警戒区域，将监控区域中除机器人的中心工作区域之外的区域划分为二级警戒区域。

安防子系统处于布防状态时，若一级警戒区域内有人员出现，此时，服务器通过对接收到的监控区域的视频图像信息进行智能视觉分析识别出一级警戒区域对应的视频图像信息，当一级警戒区域对应的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，服务器将输出第一警戒信号上传至上位机，同时输出控制信号控制所述报警器发出声/光报警信号，并控制所述机器人停止工作。

安防子系统处于布防状态，若二级警戒区域出现异常情况时，服务器接收到的该区域的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配，服务器将输出第二警戒信号上传至上位机，同时输出控制信号控制报警器发出声/光报警信号。

当然，相应于图3所示的监控区域及安防子系统的工作过程，图2所对应的安防子系统也可以将其对应的电动汽车电池更换系统的监控区域划分成不同的区域，图2对应的安防子系统的工作过程与图3对应的实施例中的安防子系统的工作过程相似，此处不再赘述。

上述实施例中的摄像机均为全景摄像机，安装时，全景摄像机的光轴与地面垂直，安装完成后可根据实际情况旋转全景摄像机的外壳调整视角。安装时，为避免阳光直射后造成虚假目标，导致安防子系统产生虚警，因此尽量避免阳光直射到系统警戒区或是停车位上，设置不透光的大型顶棚，且地面不要有镜面反射，夜间照明条件达到500勒克斯。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种安防子系统，应用于电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述电动汽车电池更换系统包括为电动汽车更换电池的机器人组和上位机，所述安防子系统包括：第一摄像机组、第二摄像机组、服务器、报警器和网络交换器；

所述第一摄像机组设置在所述机器人组的上方；

所述第二摄像机组设置在电动汽车换电区域的上方；

所述服务器的以太网接口通过网络交换器连接所述上位机；

所述服务器的第一视频接口组连接所述第一摄像机组，所述服务器的第二视频接口组连接所述第二摄像机组，所述服务器的第一串行通信接口连接所述报警器及所述机器人组的控制信号输入端；当所述服务器检测到所述第一视频接口组接收的视频图像信息与第一标准图像不匹配时，输出控制信号以控制所述机器人组停止工作，并控制所述报警器进行报警；当所述服务器检测到所述第二视频接口组接收到的视频图像信息与第二标准图像不匹配时，输出控制信号以控制所述报警器进行报警，和/或控制所述机器人组停止工作。

2.根据权利要求1所述的安防子系统，其特征在于，所述机器人组包括第一机器人和第二机器人，所述第一摄像机组包括设置在所述第一机器人上方的第一摄像机，以及设置在第二机器人上方的第二摄像机；所述服务器的第一视频接口组包括第一视频接口和第二视频接口。

3.根据权利要求1或2所述的安防子系统，其特征在于，所述服务器的串行通信接口通过串行通信接口模块RS485将串行通信信号转换为控制信号提供给所述报警器及所述机器人组。

4.根据权利要求1所述的安防子系统，其特征在于，所述第一摄像机组和第二摄像机组均为全景摄像机。

5.根据权利要求4所述的安防子系统，其特征在于，所述全景摄像机的光轴垂直指向地面。

6.根据权利要求1所述的安防子系统，其特征在于，所述安防子系统的监控区域划分为不同的区域，所述服务器对摄像机组传输的视频图像信息进行智能视觉分析，识别所述视频图像信息中对应的不同区域，并对不同区域采用不同的警戒策略。

7.根据权利要求6所述的安防子系统，其特征在于，所述服务器将所述机器人组运行区域作为一级警戒区域，当所述一级警戒区域对应的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，控制所述机器人组停止工作，并控制所述报警器报警；

以及，将所述监控区域内除所述机器人组运行区域之外的区域作为二级警戒区域，当所述二级警戒区域对应的视频图像信息与对应的标准图像信息不匹配时，控制所述报警器报警。

8.根据权利要求1、2、4-7任一项所述的安防子系统，其特征在于，所述报警器为声光报警器。