CN108032759A - 一种agv自动充电装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了AGV自动充电装置、系统及方法。其自动充电方法包括：中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像；中央处理模块对AGV小车的图像进行图像处理，定位AGV小车的充电电极的位置；机械运动模块在中央处理模块控制下根据AGV小车的充电电极的位置信息，控制充电触头与AGV小车的充电电极对接；充电模块检测AGV小车的充电状态，并对AGV小车进行相应的充电；当充电模块检测到AGV小车充电完成后，关闭充电回路；机械运动模块控制充电触头脱离AGV小车的充电电极，并控制充电触头返回初始位置。本发明提高了AGV自动充电装置的自适应性，降低了AGV小车停车精度的要求。

Description

一种AGV自动充电装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及AGV充电技术领域，尤其涉及一种AGV自动充电装置、系统及方法。
背景技术
在智慧制造迅速发展的今天，能够高效无人化运输物流的AGV小车已经成为了工厂里不可或缺的组成部分，大大提高了现代化制造工厂的物流效率，缩减了人工成本。目前来看，基本所有的AGV小车都采用了电池供电的方式来提供运行的动力，当AGV小车运行到将要没电的状态时，调度算法就会将AGV小车运行到特定的充电位置进行充电。因此，工厂里也会给AGV小车配备专门用来充电的设备来满足AGV小车的充电需求，从而使AGV小车能够持续稳定的运行下去。一般的充电设备的充电触头和AGV小车的充电电极位置上是相互对应的，这也导致了一方面AGV小车的充电设备需要选用相配套的型号，另一方面AGV小车运行到充电位置进行充电时也需要一定的定位精度，以便充电触头可以准确的接触到AGV小车上的充电电极进行充电。此外，近些年正是AGV小车发展最为迅速的几年，有关技术的不断进步，使得AGV小车也不停的更新换代。工厂虽然使用了一种类型的AGV，也可能面临着版本的不同。同时，为了更好的适应不同的使用场景，越来越多种类的AGV小车也被研发出来并应用在了实际的工厂生产中。这也使得很多时候，一块区域内可能要运行往往不止一种类型的AGV小车，这些AGV小车充电口的设计又不会完全的相同。为了给这些不同类型的AGV小车进行充电，如果给每一种AGV小车都单独划分一块区域配置相对应的充电设备的话，不仅增加了成本，也给调度算法增加了一定的难度，另外也会使空间被这些充电设备所占用，降低了空间利用率。
综上，现有技术具备以下技术缺陷：
(1)一种类型的充电设备一般只能对应相适应的AGV小车，适应性不高。
(2)充电设备的充电触头不能自动定位，AGV小车充电时停止的定位精度要求较高。
(3)如果存在多种类型的充电设备，会增加调度算法难度，同时降低空间利用率。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种AGV自动充电装置、系统及方法。具体技术方案如下：
第一方面，本发明公开了一种AGV自动充电装置，包括：视觉模块，用于拍摄待充电的AGV小车的图像；并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；机械运动模块，与充电模块相连，用于在中央处理模块的控制下，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；所述充电模块，用于检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行充电；中央处理模块，分别与所述视觉模块、机械运动模块及充电模块连接，用于接收到下发的充电指令后启动所述视觉模块，并对所述视觉模块发送的所述AGV图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；所述中央处理模块通过所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接，再通过所述充电模块对所述AGV小车的充电状态进行检测，并对所述AGV小车进行相应的充电；充电完成后，通过所述机械运动模块将所述充电模块的充电触头移回初始位置。
优选地，所述视觉模块包括：光照子模块，用于提供摄像子模块拍摄时的光照条件；所述摄像子模块，用于拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像发送给所述中央处理模块。
优选地，所述中央处理模块包括：WIFI子模块，用于与AGV调度系统进行通讯，接收所述AGV调度系统下发的充电指令，并在所述AGV小车充电完成后发送充电完成的指令给所述AGV调度系统；图像处理子模块，用于对所述视觉模块发送的所述AGV小车图像进行图像处理，定位所述AGV小车充电电极的位置；中控子模块，用于根据所述WIFI子模块接收的所述AGV调度系统下发的充电指令，控制各模块协调工作完成对所述AGV小车的充电。
优选地，所述机械运动模块包括：伸缩机构，与所述充电触头连接，用于在所述中央处理模块的控制下，驱动所述充电模块的充电触头的伸缩；滑动机构，与所述伸缩机构、充电触头连接，用于带动所述充电触头移动，所述滑动机构与所述伸缩机构共同控制所述充电触头对接或脱离所述AGV小车的充电电极。
优选地，所述充电模块包括：充电触头，与充电电路子模块电连接，用于与所述AGV小车的充电电极接触，导通充电电路；充电电路子模块，用于提供充电电路，并在接入外部交流电源后，在充电控制子模块的控制下输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电；充电检测子模块，用于检测所述AGV小车的充电电极的正负极，及所述AGV小车的电量；所述充电控制子模块，用于根据所述充电检测子模块检测到所述AGV小车的电量，控制所述充电电路子模块输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电。
第二方面，本发明公开了一种AGV自动充电系统，包括：至少一个本发明所述的AGV自动充电装置、及调度系统；其中：所述调度系统包括：第一通信子模块，用于与所述AGV小车进行通讯，获取所述AGV小车的充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车的位置信息；第二通信子模块，用于与所有的AGV自动充电装置进行通讯，获取所有AGV自动充电装置的工作状态；调度控制子模块，用于根据所述AGV小车的位置信息及所述所有AGV自动充电装置的工作状态，选取目标AGV自动充电装置；所述调度控制子模块通过所述第一通信子模块将所述目标AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车；通过所述第二通信子模块将充电指令下发给所述目标AGV自动充电装置。
第三方面，本发明还公开了一种AGV自动充电方法，应用于本发明所述的AGV自动充电装置；包括：S100所述AGV自动充电装置的中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；S200所述视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；S300所述中央处理模块对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；并将所述AGV小车的充电电极的位置信息发送给所述机械运动模块；S400所述机械运动模块根据所述AGV小车的充电电极的位置信息，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；S500所述充电模块检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行相应的充电；S600当所述充电模块检测到所述AGV小车充电完成后，关闭充电回路；S700所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头脱离所述AGV小车的充电电极，并控制所述充电模块的充电触头返回初始位置。
优选地，在所述步骤S100之后，所述步骤S200之前包括：S150所述视觉模块打开光源，提供拍摄的光照条件。
优选地，在所述步骤S100之前还包括：S010待充电的AGV小车向调度系统发送充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车的位置信息；S020所述调度系统接收到所述AGV小车的充电请求后，查看所有AGV自动充电装置的工作状态，并根据所述AGV小车的位置信息选取给所述AGV小车充电的AGV自动充电装置；S030所述调度系统将选取的所述AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车，便于所述AGV小车行驶到所述AGV自动充电装置的充电区域；S040所述调度系统向所述AGV自动充电装置下发充电指令。
优选地，所述步骤S500包括：S510所述充电模块检测所述AGV小车的充电电极的正负极，以保证所述充电模块的充电触头正确对接；S520所述充电模块检测所述AGV小车的当前电量；S530根据所述AGV小车的当前电量，所述充电模块输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电。
本发明至少具备以下一项技术效果：
(1)本发明通过拍摄充电区域内待充电AGV小车的图像，并对其图像进行了图像处理，从而可以定位不同类型AGV小车的充电电极位置，为后续驱动充电触头与AGV小车充电电极的对接提供了依据。本发明可适用于不同类型的AGV小车，尽管不同类型的AGV小车的充电电极位置可能不一样，但通过本发明的图像拍摄及图像处理，便可准确识别出来，从而大大增强了自动充电装置的自适应性，多种类型的AGV小车均可通过本发明的自动充电装置进行充电。
(2)本发明通过图像处理识别定位出AGV小车的充电电极的位置，结合机械运动模块的配合，具体的，在获得AGV小车的充电电极位置信息后，通过机械运动模块驱动充电模块的充电触头，完成充电触头与AGV小车的充电电极的对接，大大降低了小车停车精度的要求。即使每个小车停在充电区域的位置有差别，本发明均可准确识别定位出来，完成完美对接与充电。
(3)本发明的充电模块在充电开始之前会对AGV小车进行充电状态检测，可以检测出AGV小车的充电电极的正负，还可以检测AGV小车的电量，根据AGV小车的不同电量，从而调整充电电路输出的电压、电流为该AGV小车进行充电，也更好的保护了AGV小车的充电电池的使用寿命。
(4)本发明可适用不同类型的AGV小车，无需为每一类AGV小车都单独配备相同类型的充电系统，节省了成本，同时也降低了调度系统中调度算法的难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种AGV自动充电装置实施例的框图；
图2为本发明一种AGV自动充电装置另一实施例的框图；
图3为本发明一种AGV自动充电系统实施例的框图；
图4为本发明一种AGV自动充电方法实施例的流程图；
图5为本发明一种AGV自动充电方法另一实施例的流程图；
图6为本发明一种AGV自动充电方法另一实施例的流程图；
图7为本发明一种AGV自动充电装置另一实施例的结构示意图。
附图标记：
10--摄像头，20--照明光源，30--可伸缩充电触头，40--充电电路板，50--滑块，60--十字滑台；70--保护罩；80--中央处理器；90--支架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种AGV自动充电装置，实施例如图1所示，包括：视觉模块110，用于拍摄待充电的AGV小车的图像；并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块140；机械运动模块120，与充电模块130相连，用于在中央处理模块140的控制下，控制所述充电模块130的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；所述充电模块130，用于检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行充电；中央处理模块140，分别与所述视觉模块110、机械运动模块120及充电模块130连接，用于接收到下发的充电指令后启动所述视觉模块110，并对所述视觉模块110发送的所述AGV图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；所述中央处理模块140通过所述机械运动模块120控制所述充电模块130的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接，再通过所述充电模块130对所述AGV小车的充电状态进行检测，并对所述AGV小车进行相应的充电；充电完成后，通过所述机械运动模块120将所述充电模块130的充电触头移回初始位置。
本实施例中，待充电的AGV小车行驶到充电位置后，本发明的充电装置便可自动完成整个充电过程。具体的，中央处理器接收到充电指令后，便会启动摄像头，拍摄AGV小车的图像，拍摄好的AGV小车的图像会传输给中央处理器，中央处理模块便会启动内置的图像处理算法，对该AGV小车的图像进行相应的图像处理，从而定位小车的充电电极的位置。具体的，摄像头拍摄了AGV小车的图像后，便将该图像信号传送给中央处理模块进行图像处理，图像处理流程可包括：二值分割--特征匹配--识别AGV小车充电电极--定位该AGV小车充电电极位置。这里对AGV小车的图像进行图像处理，可以采用现有的各种图像识别、定位的各类算法等。
上述实施例中，利用图像处理可以定位不同类型AGV小车充电电极的位置，根据此位置信息再驱动充电触头与AGV小车的充电电极对接，从而对AGV小车的充电状态进行检测(比如检测剩余电量)，从而控制输出相应的充电电流、电压给AGV小车充电。本实施例增加了AGV自动充电装置的自适应性，通过拍摄AGV小车图像以及对其进行图像处理自动检测出不同类型的AGV小车充电电极的位置、高度，再通过机械系统驱动充电触头自动对准AGV小车的充电电极接通充电回路。之后，利用充电检测算法分析出AGV小车电极的正负极以及当前AGV小车的状态，再予以充电，解决不同类型的AGV小车无法兼容充电系统的问题同时也对AGV小车停车充电时的停车位置的精度要求降低了，使得AGV小车整体的调度更加简单、效率更高。
本发明装置的另一实施例，在上述实施例的基础上，如图2所示，所述视觉模块110包括：光照子模块111，用于提供摄像子模块112拍摄时的光照条件；所述摄像子模块112，用于拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像发送给所述中央处理模块140。
这里的光照子模块可以是各种提供光照的光源，比如各种照明灯、LED灯等。拍摄子模块则可以是摄像头或其他图像摄取装置(包括CMOS和CCD两种)。在拍摄AGV小车的图像之前，开启光源，提供光照，则能使得拍摄的图像更清晰。一般AGV小车大部分用于室内，而室内光照条件一般没有室外好，因此，在拍摄时添加额外的光源则使得拍摄的图像质量更佳。
在上述任一实施例基础上，所述中央处理模块140包括：WIFI子模块141，用于与AGV调度系统进行通讯，接收所述AGV调度系统下发的充电指令，并在所述AGV小车充电完成后发送充电完成的指令给所述AGV调度系统；图像处理子模块141，用于对所述视觉模块110发送的所述AGV小车图像进行图像处理，定位所述AGV小车充电电极的位置；中控子模块142，用于根据所述WIFI子模块141接收的所述AGV调度系统下发的充电指令，控制各模块协调工作完成对所述AGV小车的充电。
其中，中控子模块142控制各模块协调工作完成对所述AGV小车的充电包括：控制所述视觉模块110拍摄所述AGV小车的图像，再通过所述图像处理子模块141对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的位置；根据所述AGV小车的位置，通过所述机械运动模块120控制所述充电模块130的充电触头131与所述AGV小车的充电电极对接，再通过所述充电模块130对所述AGV小车的充电状态进行检测，并对所述AGV小车进行相应的充电；充电完成后，通过所述机械运动模块120将所述充电模块130的充电触头131与AGV小车的充电电极脱离，所述机械运动模块120将所述充电模块130的充电触头131移回初始位置。
本发明另一实施例，在上述任一实施例基础上，所述机械运动模块120包括：伸缩机构121，与所述充电触头131连接，用于在所述中央处理模块140的控制下，驱动所述充电模块130的充电触头131的伸缩；滑动机构122，与所述伸缩机构121、充电触头131连接，用于带动所述充电触头131移动，所述滑动机构122与所述伸缩机构121共同控制所述充电触头131对接或脱离所述AGV小车的充电电极。
伸缩机构与充电触头结合，实际构成了可伸缩充电触头，然后在滑动机构的驱动下，该可伸缩充电触头便可移动，比如滑动机构是由一个十字滑台和两个滑块构成，两个滑块分别与可伸缩充电触头的正负两极连接，这两滑块可在十字滑台上自由滑动。如此，便可带动可伸缩充电触头上下左右滑动，滑动到与待充电的AGV小车的充电电极位置正对的地方，然后通过可伸缩机构便可使得充电触头
较佳的，所述充电模块130包括：充电触头131，与充电电路子模块132电连接，用于与所述AGV小车的充电电极接触，导通充电电路；充电电路子模块132，用于提供充电电路，并在接入外部交流电源后，在充电控制子模块134的控制下输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电；充电检测子模块133，用于检测所述AGV小车的充电电极的正负极，及所述AGV小车的电量；所述充电控制子模块134，用于根据所述充电检测子模块133检测到所述AGV小车的电量，控制所述充电电路子模块132输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电。
充电模块的充电触头在机械运动模块的驱动下与AGV小车对接后，充电检测子模块便开始对AGV小车进行充电状态的检测，分辨AGV小车充电电极的正负，还有检测AGV小车的当前电量等。一般完整的充电过程分为三个阶段：涓流、恒流和恒压。具体的，第一个阶段是涓流充电，电池在充电开始的时期电流比较大，此时属于深度放电，特别容易产生热能，过高的温度直接影响到电池充电的质量，所以此时通过稳定的小电流涓流快速稳定的充电。其二是恒流充电，也就是快速充电电流，电流保持在较大值恒定不变进行大电流充电，电压直线上升，达到一个电压值的时候，就进入了第三个阶段的充电过程—恒压充电阶段，这是有一个稳定的电压，它可使电池容量渐渐地恢复到一开始的状态，此时电流慢慢降低，当降到一定值得时候，维持较小电流继续对电池充电，其实，此时充电已经完成，维持较小电流会对电池进行过充，长时间的话会影响到电池的性能。而检测AGV小车的当前电量，则可以判断处AGV小车应当处于的充电阶段，从而，输出对应的电流或电压对所述AGV小车进行充电。当所述充电检测子模块检测到所述AGV小车的电量充满后，便后告知充电控制子模块，充电控制子模块便会控制断开所述充电电路子模块提供的充电电路，然后机械运动模块在中央处理模块的控制下带动充电触头脱离AGV小车的充电电极口，并让充电触头返回初始位置，至此，充电完成，AGV小车便可以离开充电区域了。
本发明公开了一种AGV自动充电系统，具体的，如图3所示，包括：至少一个本发明所述的AGV自动充电装置100、及调度系统200；其中：所述调度系统200包括：第一通信子模块210，用于与所述AGV小车进行通讯，获取所述AGV小车的充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车300的位置信息；第二通信子模块220，用于与所有的AGV自动充电装置100进行通讯，获取所有AGV自动充电装置100的工作状态；调度控制子模块230，用于根据所述AGV小车300的位置信息及所述所有AGV自动充电装置100的工作状态，选取目标AGV自动充电装置；所述调度控制子模块230通过所述第一通信子模块210将所述目标AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车300；通过所述第二通信子模块220将充电指令下发给所述目标AGV自动充电装置。
本实施例中，调度系统控制了若干AGV小车和AGV自动充电装置；任何一个AGV小车需要充电时都会向调度系统进行申请，然后调度系统再通知AGV小车去哪个AGV自动充电装置充电，并向该AGV自动充电装置发送充电指令，便于该AGV自动充电装置对所述AGV小车完成自适应充电过程。调度系统由于既可以与AGV小车通信，又与各AGV自动充电装置通信，因此，在获得AGV小车的充电指令后，便会根据该AGV小车寻找到最适宜的自动充电装置，比如选取距离该AGV小车当前位置最近的且空闲状态的AGV自动充电装置作为目标AGV自动充电装置，通知该AGV小车到该目标AGV自动充电装置处去充电，同时也将充电指令下发给该目标AGV自动充电装置。
基于相同的技术构思，本发明还公开了一种AGV自动充电方法，应用于本发明所述的AGV自动充电装置，当然也可以适用于本发明的AGV自动充电系统。具体的，实施例如图4所示，包括：
S100所述AGV自动充电装置的中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；
S200所述视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；
S300所述中央处理模块对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；并将所述AGV小车的充电电极的位置信息发送给所述机械运动模块；
S400所述机械运动模块根据所述AGV小车的充电电极的位置信息，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；
S500所述充电模块检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行相应的充电；
S600当所述充电模块检测到所述AGV小车充电完成后，关闭充电回路；
S700所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头脱离所述AGV小车的充电电极，并控制所述充电模块的充电触头返回初始位置。
本实施例通过对待充电的AGV小车进行拍摄，获取AGV小车图像，再对该AGV小车图像进行图像处理，定位AGV小车的充电电极的位置。通过图像处理定位AGV小车的充电电极位置，这样即使是不同类型的AGV小车，也同样可以适应，比如不同类型的AGV小车可能电极位置有些不同，但只要中央处理模块通过图像处理便可以识别出该充电电极，进而定位到该AGV小车上的电极位置，从而完成后续的充电。定位好了AGV小车的充电电极位置后，再通过机械运动模块将充电装置的充电触头移动到AGV小车的充电电极的位置处，并插入AGV小车充电电极，完成对接，然后再检测AGV小车的充电状态，根据AGV小车的不同状态，自动调整充电电路，从而给予相应的充电电流、电压对AGV小车进行充电。本实施例通过图像处理定位、充电状态检测、及机械运动模块带动充电触头移动等，实现了对不同类型的AGV小车进行充电的自适应性，无需为每一种类的AGV小车都单独配备相同类型的充电系统，节省了成本。同时，也降低了AGV小车的停车精度。
较佳的，在上述方法实施例的基础上，在所述步骤S100之后，所述步骤S200之前包括：S150所述视觉模块打开光源，提供拍摄的光照条件。鉴于AGV小车大部分是在室内使用和充电，而室内的光线不好的话，可能影响到拍摄AGV小车的图像质量，进而影响到后续的图像处理定位。因此，在拍摄之前，打开光源，使得摄像环境的光线得到大大提高，从而让拍摄的AGV图像更加清晰，有利于后续的图像处理，使得定位AGV小车的充电电极的位置更为准确。
本发明方法的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，增加了调度系统派发充电指令的步骤；具体的，如图5所示，包括：
S010待充电的AGV小车向调度系统发送充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车的位置信息；
S020所述调度系统接收到所述AGV小车的充电请求后，查看所有AGV自动充电装置的工作状态，并根据所述AGV小车的位置信息选取给所述AGV小车充电的AGV自动充电装置；
S030所述调度系统将选取的所述AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车，便于所述AGV小车行驶到所述AGV自动充电装置的充电区域；
S040所述调度系统向所述AGV自动充电装置下发充电指令。
S100所述AGV自动充电装置的中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；
S150所述视觉模块打开光源，提供拍摄的光照条件；
S200所述视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；
S300所述中央处理模块对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；并将所述AGV小车的充电电极的位置信息发送给所述机械运动模块；
S400所述机械运动模块根据所述AGV小车的充电电极的位置信息，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；
S500所述充电模块检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行相应的充电；
S600当所述充电模块检测到所述AGV小车充电完成后，关闭充电回路；
S700所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头脱离所述AGV小车的充电电极，并控制所述充电模块的充电触头返回初始位置。
本发明的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，对步骤S500进行了详细阐述，具体的如图6所示，包括：
S100所述AGV自动充电装置的中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；
S150所述视觉模块打开光源，提供拍摄的光照条件；
S200所述视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；
S300所述中央处理模块对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；并将所述AGV小车的充电电极的位置信息发送给所述机械运动模块；
S400所述机械运动模块根据所述AGV小车的充电电极的位置信息，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；
S510所述充电模块检测所述AGV小车的充电电极的正负极，以保证所述充电模块的充电触头正确对接；
S520所述充电模块检测所述AGV小车的当前电量；
S530根据所述AGV小车的当前电量，所述充电模块输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电；
S600当所述充电模块检测到所述AGV小车充电完成后，关闭充电回路；
S700所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头脱离所述AGV小车的充电电极，并控制所述充电模块的充电触头返回初始位置。
本发明的自动充电方法与上述的装置实施例技术构思相同，因此，前面的装置实施例的技术细节也同样适用于本发明的方法实施例，因此，可以参考前面的装置实施例。
本发明装置的另一实施例，AGV自动充电装置主要由支架外壳、视觉模块、充电模块、机械运动模块、中央处理器组成。如图7所示，包括：
(1)视觉模块，主要包括摄像头、光源；其中：光源用于提供摄像头拍摄时的照明条件；摄像头用于拍摄待充电的AGV小车的图像数据，然后传给中央处理器，中央处理器通过图像处理算法进行图处理，获得AGV小车充电电极的位置。
(2)机械运动模块，用于根据中央处理器的指令，驱动充电触头的上下移动与伸缩，使其正确接触上AGV小车的充电电极；主要包含：伸缩机构，平移机构，具体如下：
伸缩机构：控制充电触头的伸缩，使其正确接触电极；
平移机构：由一个十字滑台和两个滑块组成。其中十字滑台保证充电触头整体的上下左右移动，两个滑块保证两个充电电极之间的上下移动。通过十字滑台和滑块的配合，使充电触头能够自动调节已适应不同类型的AGV充电电极的位置。
(3)充电模块，用于检测AGV小车充电状态，打开充电回路，完成AGV小车的充电过程。主要包含：充电触头、充电电路板、充电控制算法、外部电源插头；其中：
充电触头：充电触头通过机械运动模块驱动，与AGV小车电极接触，导通充电电路；充电触头通过弹性元件安装在机械运动模块上，并设有保护罩；
充电电路板：用于完成AGV小车充电电路的搭建，提供合适的充电电压、电流；
外部电源插头：用于连接外部交流电，提供整个充电设备的电源；
充电控制子模块：用于检测AGV小车当前电池状态，控制充电电路的充电过程。
(4)中央处理器，用于分析图像数据，以及控制整个充电系统各个模块的运行。此外还与AGV调度系统进行通讯，接受AGV小车充电指令以及发送充电完成指令。中央处理器主要包括：WIFI模块、中控板；具体如下：
WIFI模块：与AGV调度系统进行通讯；
中控板：运行各个算法(比如图像处理算法)，发送接受各项指令控制整个充电设备的运行。
(5)支架外壳：提供整个充电系统各部分的支撑，以及外壳防护。
采用上述的AGV自动充电装置对AGV小车进行自动充电的整体的工作步骤如下：
1、当AGV小车需要充电时，行驶到充电位置停止，等待充电系统进行充电。
2、充电系统的中央处理器接受到调度系统的充电指令，光源打开，摄像头开始拍摄，获得图像数据，发送给中央处理器。
3、中央处理器接受到图像数据开始分析，通过图像处理算法得出AGV小车充电电极的位置信息。
4、机械运动模块通过位置信息驱动充电触头移动并伸出，通过接近开关等的辅助，使其准确与AGV小车充电电极接触，导通充电回路。
5、充电模块通过检测算法开始检测AGV小车状态，根据不同的状态，打开充电回路，提供合适的电压电流对AGV小车进行充电。
6、充电模块检测到AGV小车充满电之后，关闭充电回路。
7、机械运动模块控制充电触头缩回，回到初始位置。
8、中央处理器确认充电过程结束，关闭光源、摄像头，AGV小车驶离充电位置继续作业。
本实施例中的AGV自动充电装置通过图像处理、充电检测、以及机械系统的配合，实现了本充电系统对不同类型的AGV小车的自适应性，无需为每一种类的AGV小车都单独配备相同类型的充电系统，节省了成本，降低了调度算法的难度。具体的，AGV小车充电时，由于充电触头可以自己根据图像处理算法的调整，使AGV小车的停车精度不像原有的固定触头那样要求的那么高。如果AGV小车出现停车不精确的情况，也能够顺利充电。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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。

Claims (10)

1.一种AGV自动充电装置，其特征在于，包括：
视觉模块，用于拍摄待充电的AGV小车的图像；并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；
机械运动模块，与充电模块相连，用于在中央处理模块的控制下，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；
所述充电模块，用于检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行充电；
中央处理模块，分别与所述视觉模块、机械运动模块及充电模块连接，用于接收到下发的充电指令后启动所述视觉模块，并对所述视觉模块发送的所述AGV图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；所述中央处理模块通过所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接，再通过所述充电模块对所述AGV小车的充电状态进行检测，并对所述AGV小车进行相应的充电；充电完成后，通过所述机械运动模块将所述充电模块的充电触头移回初始位置。
2.根据权利要求1所述的一种AGV自动充电装置，其特征在于，所述视觉模块包括：
光照子模块，用于提供摄像子模块拍摄时的光照条件；
所述摄像子模块，用于拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像发送给所述中央处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种AGV自动充电装置，其特征在于，所述中央处理模块包括：
WIFI子模块，用于与AGV调度系统进行通讯，接收所述AGV调度系统下发的充电指令，并在所述AGV小车充电完成后发送充电完成的指令给所述AGV调度系统；
图像处理子模块，用于对所述视觉模块发送的所述AGV小车图像进行图像处理，定位所述AGV小车充电电极的位置；
中控子模块，用于根据所述WIFI子模块接收的所述AGV调度系统下发的充电指令，控制各模块协调工作完成对所述AGV小车的充电。
4.根据权利要求1所述的一种AGV自动充电装置，其特征在于，所述机械运动模块包括：
伸缩机构，与所述充电触头连接，用于在所述中央处理模块的控制下，驱动所述充电模块的充电触头的伸缩；
滑动机构，与所述伸缩机构、充电触头连接，用于带动所述充电触头移动，所述滑动机构与所述伸缩机构共同控制所述充电触头对接或脱离所述AGV小车的充电电极。
5.根据权利要求1所述的一种AGV自动充电装置，其特征在于，所述充电模块包括：
充电触头，与充电电路子模块电连接，用于与所述AGV小车的充电电极接触，导通充电电路；
充电电路子模块，用于提供充电电路，并在接入外部交流电源后，在充电控制子模块的控制下输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电；
充电检测子模块，用于检测所述AGV小车的充电电极的正负极，及所述AGV小车的电量；
所述充电控制子模块，用于根据所述充电检测子模块检测到所述AGV小车的电量，控制所述充电电路子模块输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电。
6.一种AGV自动充电系统，其特征在于，包括：至少一个权利要求1-5任一项所述的AGV自动充电装置、及调度系统；其中：
所述调度系统包括：
第一通信子模块，用于与所述AGV小车进行通讯，获取所述AGV小车的充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车的位置信息；
第二通信子模块，用于与所有的AGV自动充电装置进行通讯，获取所有AGV自动充电装置的工作状态；
调度控制子模块，用于根据所述AGV小车的位置信息及所述所有AGV自动充电装置的工作状态，选取目标AGV自动充电装置；所述调度控制子模块通过所述第一通信子模块将所述目标AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车；通过所述第二通信子模块将充电指令下发给所述目标AGV自动充电装置。
7.一种AGV自动充电方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的AGV自动充电装置；包括：
S100所述AGV自动充电装置的中央处理模块接收到充电指令后启动视觉模块；
S200所述视觉模块拍摄待充电的AGV小车的图像，并将所述AGV小车的图像传输给中央处理模块；
S300所述中央处理模块对所述AGV小车的图像进行图像处理，定位所述AGV小车的充电电极的位置；并将所述AGV小车的充电电极的位置信息发送给所述机械运动模块；
S400所述机械运动模块根据所述AGV小车的充电电极的位置信息，控制所述充电模块的充电触头与所述AGV小车的充电电极对接；
S500所述充电模块检测所述AGV小车的充电状态，并对所述AGV小车进行相应的充电；
S600当所述充电模块检测到所述AGV小车充电完成后，关闭充电回路；
S700所述机械运动模块控制所述充电模块的充电触头脱离所述AGV小车的充电电极，并控制所述充电模块的充电触头返回初始位置。
8.根据权利要求7所述的一种AGV自动充电方法，其特征在于，在所述步骤S100之后，所述步骤S200之前包括：
S150所述视觉模块打开光源，提供拍摄的光照条件。
9.根据权利要求7所述的一种AGV自动充电方法，其特征在于，在所述步骤S100之前还包括：
S010待充电的AGV小车向调度系统发送充电请求；所述充电请求包含所述AGV小车的位置信息；
S020所述调度系统接收到所述AGV小车的充电请求后，查看所有AGV自动充电装置的工作状态，并根据所述AGV小车的位置信息选取给所述AGV小车充电的AGV自动充电装置；
S030所述调度系统将选取的所述AGV自动充电装置的位置发送给所述AGV小车，便于所述AGV小车行驶到所述AGV自动充电装置的充电区域；
S040所述调度系统向所述AGV自动充电装置下发充电指令。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种AGV自动充电方法，其特征在于，所述步骤S500包括：
S510所述充电模块检测所述AGV小车的充电电极的正负极，以保证所述充电模块的充电触头正确对接；
S520所述充电模块检测所述AGV小车的当前电量；
S530根据所述AGV小车的当前电量，所述充电模块输出相应的充电电压、电流给所述AGV小车充电。
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