CN109532779B - 换电站中的视觉定位系统及定位方法 - Google Patents

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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Abstract

本发明属于换电技术领域，具体涉及一种换电站中基于视觉的定位系统及定位方法，该定位系统包括：被配置为对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像的图像采集器；与图像采集器通信连接且被配置为对当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量的图像处理器；与图像处理器通信连接且根据第一偏移量控制电动汽车与换电平台在第一方向上相对移动的第一调整模块；与图像处理器通信连接且根据第二偏移量控制换电小车在第二方向上移动的第二调整模块。本发明能够不仅实现电动汽车与换电设备的精准定位，而且通过换电平台与换电小车在两个方向上分别定位，有助于降低换电小车和换电平台的移动难度。

Description

换电站中的视觉定位系统及定位方法
技术领域
本发明属于换电技术领域，具体提供一种换电站中基于视觉的定位系统及定位方法。
背景技术
随着电动汽车的普及，如何有效地为能量不足的汽车提供快速有效的能量补给一直是业内急需解决的问题。在诸多补能方式中，更换动力电池是一种可行性高的方案，一般在换电站中完成。而如何实现电动汽车与换电小车之间的精准定位是换电站的关键技术之一。
目前，采用PSD(Position Sensitive Detector)测距方法、激光定位等方法的定位精度较低。
相应地，本领域需要一种换电站中的高精度的定位方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中换电站中换电小车与电动汽车之间的定位精度较低的问题，本发明提供了一种换电站中基于视觉的定位系统，包括：图像采集器，其对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；图像处理器，其与所述图像采集器通信连接，并且被配置为对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；第一调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与所述换电平台对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；第二调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第二偏移量控制所述换电小车在第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；所述图像处理器被配置为对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算当前偏移角度：在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与所述理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”这一步骤：在所述当前位置图像中查找闭合曲线；判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台在第一方向上对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算所述当前偏移向量：获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”这一步骤：对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像；在所述模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形；获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
在上述定位系统的优选技术方案中，所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种换电站中基于视觉的定位方法，包括如下步骤：图像采集器对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；图像处理器对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；第一调整模块根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与所述换电平台对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；第二调整模块根据所述第二偏移量控制所述换电小车在第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；所述图像处理器对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
在上述定位方法的优选技术方案中，计算所述当前偏移角度的方法包括如下步骤：在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与所述理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
在上述定位方法的优选技术方案中，“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”的步骤包括：在所述当前位置图像中查找闭合曲线；判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
在上述定位方法的优选技术方案中，计算所述当前偏移向量的方法包括如下步骤：获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
在上述定位方法的优选技术方案中，“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”的步骤包括：对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像；在所述模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形；获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
在上述定位方法的优选技术方案中，所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种换电站，包括上述任一项所述的定位系统。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的技术方案中，通过对采集到的当前位置图像进行处理的方式来获取当前偏移量，相较于PSD(Position Sensitive Detector)测距方法、激光定位等方法，视觉定位方式的精度较高；根据第一偏移量控制换电平台与电动汽车在第一方向上相对移动，根据第二偏移量控制换电小车在第二方向上移动，即换电平台和换电小车都是仅控制一个方向的移动，降低了换电平台和换电小车的控制难度，从而有利于提高换电平台和换电小车的控制精度，因而能够进一步提高换电小车与电动汽车的精准定位。
方案1、一种换电站中基于视觉的定位系统，其特征在于，包括：图像采集器，其对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；图像处理器，其与所述图像采集器通信连接，并且被配置为对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；第一调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与所述换电平台在对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；第二调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第二偏移量控制与所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
方案2、根据方案1所述的定位系统，其特征在于，所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
方案3、根据方案2所述的定位系统，其特征在于，所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
方案4、根据方案3所述的定位系统，其特征在于，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；所述图像处理器被配置为对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
方案5、根据方案4所述的定位系统，其特征在于，所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
方案6、根据方案5所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算所述当前偏移角度：在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与所述理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
方案7、根据方案6所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”这一步骤：在所述当前位置图像中查找闭合曲线；判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
方案8、根据方案4所述的定位系统，其特征在于，所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
方案9、根据方案8所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算所述当前偏移向量：获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
方案10、根据方案9所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”这一步骤：对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像；在所述模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形，所述特定边长为所述当前位置图像中圆形的直径的1～2倍；获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
方案11、根据方案1-10中任一项所述的定位系统，其特征在于，所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
方案12、根据方案11所述的定位系统，其特征在于，所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
方案13、一种换电站中基于视觉的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：图像采集器对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；图像处理器对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；第一调整模块根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与所述换电平台对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；第二调整模块根据所述第二偏移量控制所述换电小车在第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
方案14、根据方案13所述的定位方法，其特征在于，所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
方案15、根据方案14所述的定位方法，其特征在于，所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
方案16、根据方案15所述的定位方法，其特征在于，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；所述图像处理器对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
方案17、根据方案16所述的定位方法，其特征在于，所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
方案18、根据方案17所述的定位方法，其特征在于，计算所述当前偏移角度的方法包括如下步骤：在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与所述理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
方案19、根据方案18所述的定位方法，其特征在于，“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”的步骤包括：在所述当前位置图像中查找闭合曲线；判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
方案20、根据方案16所述的定位方法，其特征在于，所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
方案21、根据方案20所述的定位方法，其特征在于，计算所述当前偏移向量的方法包括如下步骤：获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
方案22、根据方案21所述的定位方法，其特征在于，“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”的步骤包括：对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化当前位置图像；在所述当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形，所述特定边长为所述当前位置图像中圆形的直径的1～2倍；获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
方案23、根据方案13-22中任一项所述的定位方法，其特征在于，所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
方案24、根据方案23所述的定位方法，其特征在于，所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
方案25、一种换电站，其特征在于，包括方案1-12中任一项所述的定位系统。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种换电站中基于视觉的定位方法的流程图。
图2为本发明实施例中的一种换电站的局部结构示意图。
图3为本发明实施例中的一种标记物的结构示意图。
图4为本发明实施例中的偏移角度计算方法的流程图。
图5为本发明实施例中的一种当前位置图像的示意图。
图6为本发明实施例中的一种步骤A201的流程图。
图7为本发明实施例中的一种模板图形的结构示意图。
图8为本发明实施例中当前偏移向量计算方法的流程图。
图9为本发明实施例中的一种步骤B202的流程图。
图10为本发明实施例中的一种换电站中基于视觉的定位系统的结构示意图。
图11为本发明实施例中的一种换电站的局部侧视示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
为了解决现有技术中换电站中换电小车或者换电平台与电动汽车定位精度较低的问题，本发明提供了一种换电站中基于视觉的定位系统，该系统基于对视觉图像的采集和处理以实现换电小车与电动汽车的精准定位。以下结合附图对本发明提供的换电站中基于视觉的定位系统和定位方法进行清楚、完整地说明。
图1为本发明实施例中的一种换电站中基于视觉的定位方法的流程图。请参见图1，本实施例提供了一种换电站中基于视觉的定位方法，该定位方法包括如下步骤：
步骤S1：图像采集器对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像。当前位置图像是指换电平台或者换电小车与电动汽车在当前时刻的位置关系下采集到的图像。需要说明的是，通常情况下，电动汽车在驶入换电平台后，图像采集器才开始对电动汽车的底盘进行图像采集。
步骤S2：图像处理器对当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，第一偏移量为电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，第二偏移量为电动汽车与换电小车之间的当前偏移量。需要说明的是，理想位置图像为定好位时图像采集器对电动汽车的底盘进行图像采集所获得的图像，理想位置图像与车型有关，也就是同一车型的所有车辆在定好位时，图像采集器采集到的图像都应是一致的，因此，理想位置图像是可以预先获取的。
步骤S3：第一调整模块根据第一偏移量控制电动汽车与换电平台在第一方向上相对移动，以使电动汽车与换电平台对齐，其中，第一方向为电动汽车的长度方向或者宽度方向。当第一方向为电动汽车的长度方向时，换电小车由电动汽车的侧面移动到电动汽车的下方，当第一方向为电动汽车的宽度方向时，换电小车由电动汽车的车头或者车尾移动到电动汽车的下方。
步骤S4：第二调整模块根据第二偏移量控制换电小车在第二方向上移动，以使换电小车与电动汽车对齐，其中，第二方向与第一方向垂直。
电动汽车通常是直行驶入换电平台的，也就是电动汽车仅需在电动汽车的长度方向或者宽度方向上调整，即可实现将电动汽车停止在换电平台上的预定位置。当电动汽车与换电平台对齐后，换电小车驶入电动汽车下方后只需确定停止在何处即可实现换电小车与电动汽车的对齐。
本实施例提供的定位系统，通过对采集到的当前位置图像进行处理的方式来获取当前偏移量，相较于PSD(Position Sensitive Detector)测距方法、激光定位等方法，视觉定位方式的精度较高；根据第一偏移量控制换电平台与电动汽车在第一方向上相对移动，根据第二偏移量控制换电小车在第二方向上移动，即换电平台和换电小车都是仅控制一个方向的移动，降低了换电平台和换电小车的控制难度，从而有利于提高换电平台和换电小车的控制精度，因而能够进一步提高换电小车与电动汽车的精准定位。
图2为本发明实施例中的一种换电站的局部结构示意图。换电站能够为电动汽车提供换电服务，在换电过程中，通常是电动汽车7驶入换电站并停在换电平台5上，换电平台5用于为电动汽车7提供停车和换电场所，并且，换电平台5具有工作孔，该工作孔位于定好位的电动汽车7的下方，以便于换电小车6通过工作孔对电动汽车7进行换电。进一步地，请参见图2，电动汽车7的底盘包括至少两个标记物，该至少两个标记物包括第一标记物A和第二标记物B，每个标记物对应一个定位点，第一标记物A对应第一定位点a，第二标记物B对应第二定位点b；换电平台5包括与第一定位点a匹配的第一匹配点a1，换电小车6具有与第二定位点b匹配的第二匹配点b1。通常，电动汽车的动力电池是安装在电动汽车的底盘上的，优选地，将动力电池上的部件作为标记物或者将标记物设置在动力电池上，无需对电动汽车的底盘进行改装。在本实施例中，采用标记物作辅助定位，因此，步骤S1中采集到的当前位置图像应包括至少一个标记物，以便后续能够通过对当前位置图像中的标记物进行分析从而更容易地确定当前偏移量。步骤S2中图像处理获得的第一偏移量为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移量，第二偏移量为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移量，获得的偏移量更准确。在本实施例中，通过使用标记物而且仅用两点定位，图像处理的运算量低，降低了图像处理的难度。需要说明的是，本发明中所说的匹配点仅是换电平台或者换电小车上的一个确定的位置，并不一定是实际标记在换电平台或者换电小车上的点。
请进一步参见图2，由于电动汽车存在并非直行驶入换电平台的可能，基于这一问题，本实施例提供了一种定位系统，在该定位系统中，电动汽车的底盘还包括第三标记物D，第三标记物D对应第三定位点d；换电平台5还包括与第三定位点d匹配的第三匹配点d1，第三匹配点d1与第三定位点d之间的当前偏移量为第三偏移量，第一调整模块根据第三偏移量判断换电平台5与电动汽车的车身的长度方向是否与第一方向X或者第二方向Y平行。通过增加第三标记物，能够判断电动汽车是否是直行驶入换电平台的，从而判断电动汽车是否停止在预定位置，以防止换电小车与电动汽车定位失败的情况。
请进一步参见图2，为了便于第一调整模块对换电平台的控制，第二调整模块对换电小车的控制，第一调整模块3设置在换电平台5上，第二调整模块4设置在换电小车6上。进一步地，换电小车6可以为自动导引运输车或者有轨制导车辆。两者都可以按照预定的路线进行移动，因此，当上述两种换电小车的路线包括特定路段(在第二方向延伸且包括第三定位点的路段)时，容易实现第三定位点的定位并且实现换电小车与动力电池的精确定位。
请继续参见图2，图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；第一图像采集器和第三图像采集器安装在换电平台上，第二图像采集器安装在换电小车上，其中，第一图像采集器用于对第一标记物A进行图像采集以获得第一当前位置图像，第二图像采集器用于对第二标记物B进行图像采集以获得第二当前位置图像，第三图像采集器用于对第三标记物D进行图像采集以获得第三当前位置图像；图像处理器2对第一当前位置图像进行处理以获得第一偏移量，对第二当前位置图像进行处理以获得第二偏移量，对第三当前位置图像进行处理以获得第三偏移量。通过每个标记物采用不同的图像采集器进行采集且每个图像采集器的位置不同的方式，能够使得采集到的当前位置图像中标记物的形变更小，进一步提高定位的精准度。更进一步地，可以将每个图像采集器中镜头中心作为匹配点，以进一步提高定位的精准度。
图3为本发明实施例中的一种标记物的结构示意图。请参见图2和图3，标记物为动力电池701上的孔板7011，定位点为孔板7011的圆孔7011C的圆心，在本实施例中，将孔板作为标记物，而孔板是动力电池上配件，以孔板作为标记物无需对动力电池进行改装。在本实施例中，步骤S2具体为图像处理器对当前位置图像进行处理以获得当前偏移角度作为所述当前偏移量，其中，第一偏移量为第一偏移角度，第二偏移量为第二偏移角度。第一偏移角度为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移角度，第二偏移角度为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移角度。步骤S3具体为：第一调整模块根据第一偏移角度以步进的方式控制电动汽车7与换电平台5在第一方向X上以步进的方式相对移动，以使电动汽车7与换电平台5对齐。步骤S4具体为：第二调整模块根据第二偏移量控制换电小车6在第二方向Y上以步进的方式移动，以使换电小车6与电动汽车7对齐。依据偏移角度以步进的方式进行调整能够实现电动汽车与换电平台之间以及换电小车与电动汽车之间的定位。需要说明的是，以步进的方式进行移动，在每次一步进之后都需要进行图像采集及处理，以判断是否对齐，若对齐则停止调整，若没有对齐则继续进行调整直至完成定位。
图4为本发明实施例中的偏移角度计算方法的流程图。请参见图4，步骤S2中对当前位置图像的处理是计算当前偏移角度，计算当前偏移角度的方法包括如下步骤：
步骤A201：在当前位置图像中找到孔板的圆孔所成的像，并获取当前位置图像中孔板的圆孔所成的像的圆心。图5为本发明实施例中的一种当前位置图像的示意图。请继续参见图5，需要说明的是，图5中示出理想位置图像中的圆形O1仅是为了便于说明，而实际上，圆形O1和圆形O2应处于不同的图像中。
步骤A202：将当前位置图像中孔板的圆孔所成的像与理想位置图像中孔板的圆孔所成的像进行匹配。请继续参见图5，图5中采用虚线表述的圆形O1为理想位置图像中孔板的圆孔所成的像。
步骤A203：若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将当前位置图像中的圆形的圆心与理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为当前偏移角度。精度要求为：当前位置图像中孔板的圆孔所成的像与理想位置图像中孔板的圆孔所成的像的位置相同，即图5中圆形O1与圆形O2的圆心位置相同；同时，当前位置图像中孔板的圆孔所成的像与理想位置图像中孔板的圆孔所成的像的半径相同，即图5中圆形O1与圆形O2的半径相同。这说明两个圆孔是在同一角度、同一位置拍摄的图像，因此，判定结果为对齐，如果判定结果为对齐，则换电平台停止对电动汽车的调整，或者换电小车停止移动。采用该种定位方法，对齐精度的误差可以达到0.3毫米以下，极大地提高了定位精度以便于实现对动力电池的更换。由于采用步进的方式进行调整，因此计算偏移方向可以估算出大致的当前偏移方向，从而逼近对齐位置。
在本实施例中，图像处理器被配置为按照以上方式计算当前偏移角度，计算方法简单，且能够计算出较为准确的偏移角度，而且，利用偏移角度以步进的方式进行移动，能够快速实现完成电动汽车与换电平台或者换电小车与电动汽车之间的定位。
进一步地，图6为本发明实施例中的一种步骤A201的流程图。请参见图6，步骤A201包括如下步骤：
步骤A2011：在当前位置图像中查找闭合曲线。在本发明中，查找闭合曲线的方法即为常规的查找闭合曲线的方法，例如：目标曲线上的任意一点M都有两个点与点M的距离最小。
步骤A2012：判断闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径。需要说明的是，根据不同的定位精度要求，k可以选取不同的值，在现有的精度要求下，k大致等于0.05，也就是σ≦0.05R时，即认为这个圆为符合精度要求的圆。
步骤A2013：如果得到的满足精度要求下的闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为孔板的圆孔在当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的闭合曲线为0条，则更改精度要求，判断闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的闭合曲线至少为两条，则将该至少两条闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为孔板的圆孔在当前位置图像中所成的像。需要说明的是，新的精度要求为：闭合曲线上至少w％的点的标准差σ≦kR则闭合曲线是精度要求下的圆形，其中，w可以根据具体情况进行调整，例如，闭合曲线上至少75％的点的标准差σ≦kR则闭合曲线是精度要求下的圆形。
步骤A2014：将选择出的闭合曲线的中心作为当前位置图像中圆孔所成的像的圆心。
在本实施例中，调整精度要求是因为在拍摄时可能出现阴影或者污渍使得当前位置图像中的孔板的圆孔无法呈现为完整的圆形，而调整精度后即使出现阴影或者污渍也能够找到孔板的圆孔所成的像，因此，该方法具有较强的适应性。
图7为本发明实施例中的一种模板图形的结构示意图。请参见图2和图7，标记物包括模板图形7012和与模板图形对应的对比部件，其中，模板图形7012包括多个大小相同的正方形格子，在一些具体的实施方式中，格子沿行方向和列方向排布且相邻的格子的颜色不同，当然，格子的排布方式也可以有所不同，本发明对此不作限制。定位点为模板图形中的任一格子的顶点，对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于电动汽车底盘的方向上，对比部件在电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的模板图形内。如此设置，可以将模板图形作为参照，以便于提高偏移量的计算精度。在本实施例中，步骤S2具体为：图像处理器对当前位置图像进行处理以获得当前偏移向量作为当前偏移量，其中，第一偏移量为第一偏移向量，第二偏移量为第二偏移向量。第一偏移向量为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移向量，第二偏移向量为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移向量；第一调整模块根据第一偏移向量控制电动汽车与换电平台在第一方向上相对移动，以使电动汽车与换电平台在第一方向上对齐；第二调整模块根据第二偏移向量控制换电小车在第二方向上移动，以使换电小车与电动汽车对齐。在本实施例中，直接计算偏移向量，降低了图像处理的运算量，依据偏移向量一次性完成电动汽车与换电平台或者换电小车与电动汽车之间的定位，能够更快地完成定位。
图8为本发明实施例中当前偏移向量计算方法的流程图。请参见图8，当标记物为模板图形和对比部件时，步骤S2中获得的当前偏移量为当前偏移向量，当前偏移向量的计算方法包括如下步骤：
步骤B201：获取当前位置图像中格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中格子的边长作为第二边长，将第二边长与第一边长的比值作为校正系数。需要说明的是，格子的边长是指图像(当前位置图像或者理想位置图像)中所有格子的平均边长。
步骤B202：对当前位置图像进行处理以获取当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将基础坐标乘以校正系数作为校正坐标。通过校正系数对基础坐标进行校正，校正后的基础坐标即为基础坐标在理想位置图像中的坐标。
步骤B203：将校正坐标与标准坐标之差作为当前偏移向量，其中，标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
本实施例中，通过对当前位置图像中的圆形的圆心坐标进行校正，能够校正因图像采集器的拍摄位置及拍摄角度引起的图像的形变，提高定位精度。
进一步地，图9为本发明实施例中的一种步骤B202的流程图。对于步骤B202中“对当前位置图像进行处理以获取当前位置图像中圆形的圆心”的步骤包括：
步骤B2021：对当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像。模糊化处理的方式可以采用高斯模糊法或者其他可实现的模糊方法，对当前位置图像进行模糊化处理是为了降低图像中的噪音。当然，若采集到的图像为黑白图像则可直接进行模糊处理，若采集到的图像是彩色图像则可先进行灰度化处理以降低后期处理难度。
步骤B2022：在模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，当前模板图像包括圆形且当前模板图像是以特定长度为边长的正方形。为了保证截图后的圆形的完整性，特定边长应大于当前位置图像中圆形的直径，进一步地，为了减小后续找圆的范围，降低数据处理量，特定边长应尽量小于当前位置图像中圆形的直径的2倍。
步骤B2023：获取当前模板图像中圆形的边界。
步骤B2024：采用霍夫找圆法获取当前模板图像中圆形的圆心。
通过截取模板并通过霍夫找圆法来获取当前模板图像中圆形的圆心，不仅可以减小后续找圆的范围，降低数据处理量，同时保证了为了保证截图后圆形的完整性；而且找圆的方法较为简单，获得的圆心的坐标也较为准确。
图10为本发明实施例中的一种换电站中基于视觉的定位系统的结构示意图。图11为本发明实施例中的一种换电站的局部侧视示意图。请参见图10和图11，本实施例提供了一种换电站中基于视觉的定位系统，该定位系统包括：图像采集器1、图像处理器2、第一调整模块3和第二调整模块4。
图像采集器1对电动汽车7的底盘进行图像采集以获得当前位置图像。图像采集器1可以优选为摄像机或者相机。无论是连续能够连续采集图像的摄像机还是每次只能采集一张图像的相机，均可以实现对标记物的图像采集。
图像处理器2与图像采集器1通信连接，并且被配置为对当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，第一偏移量为电动汽车7与换电平台5之间的当前偏移量，第二偏移量为电动汽车7与换电小车6之间的当前偏移量。需要说明的是，理想位置图像为定好位时图像采集器1对电动汽车7的底盘进行图像采集所获得的图像，理想位置图像与车型有关，也就是同一车型的所有车辆在定好位时，图像采集器采集到的图像都应是一致的，因此，理想位置图像是可以预先获取的。
第一调整模块3与图像处理器2通信连接，根据第一偏移量控制电动汽车7与换电平台5在第一方向X上相对移动，以使电动汽车7与换电平台5对齐，其中，第一方向X为电动汽车的长度方向。当然，第一方向X也可以为电动汽车7的宽度方向，当第一方向X为电动汽车7的长度方向时，换电小车6由电动汽车7的侧面移动到电动汽车7的下方，当第一方向X为电动汽车7的宽度方向时，换电小车6由电动汽车7的车头或者车尾移动到电动汽车7的下方。
第二调整模块4与图像处理器通信2连接，根据第二偏移量控制换电小车6在第二方向上移动，以使换电小车6与电动汽车7对齐，其中，第二方向与第一方向X垂直。
电动汽车通常是直行驶入换电平台的，也就是电动汽车仅需在电动汽车的长度方向或者宽度方向上调整，即可实现将电动汽车停止在换电平台上的预定位置。当电动汽车与换电平台对齐后，换电小车驶入电动汽车下方后只需确定停止在何处即可实现换电小车与电动汽车的对齐。
本实施例提供的定位系统，通过对采集到的当前位置图像进行处理的方式来获取当前偏移量，相较于PSD(Position Sensitive Detector)测距方法、激光定位等方法，视觉定位方式的精度较高；根据第一偏移量控制换电平台与电动汽车在第一方向上相对移动，根据第二偏移量控制换电小车在第二方向上移动，即换电平台和换电小车都是仅控制一个方向的移动，降低了换电平台和换电小车的控制难度，从而有利于提高换电平台和换电小车的控制精度，因而能够进一步提高换电小车与电动汽车的精准定位。
图2为本发明实施例中的一种换电站的局部俯视示意图。请参见图2，为了便于对本实施例中的定位系统的定位原理进行说明，在图2中示出了电动汽车的仰视图。电动汽车的底盘上安装有动力电池701，动力电池701包括至少两个标记物，分别为第一标记物A和第二标记物B，每个标记物对应一个定位点，第一标记物A对应第一定位点a，第二标记物B对应第二定位点b；换电平台5包括与第一定位点a匹配的第一匹配点a1，换电小车6具有与第二定位点b匹配的第二匹配点b1；当前位置图像包括至少一个标记物；第一偏移量为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移量；第二偏移量为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移量。在本实施例中，将动力电池上的部件作为标记物或者将标记物设置在动力电池上，无需对电动汽车的底盘进行改装；而且仅用两点定位，图像处理的运算量低，降低了图像处理的难度。需要说明的是，本发明中所说的匹配点仅是换电平台或者换电小车上的一个确定的位置，但是本发明中所说的匹配点并不一定进行标记。
请进一步参见图2，由于电动汽车存在并非直行驶入换电平台的可能，基于这一问题，本实施例提供了一种定位系统，在该定位系统中，动力电池还包括第三标记物D，第三标记物D对应第三定位点d；换电平台5还包括与第三定位点d匹配的第三匹配点d1，第三匹配点d1与第三定位点d之间的当前偏移量为第三偏移量，第一调整模块根据第三偏移量判断换电平台5与电动汽车的车身的长度方向是否与第一方向X或者第二方向Y平行。通过增加第三标记物，能够判断电动汽车是否是直行驶入换电平台的，从而判断电动汽车是否停止在预定位置，以防止换电小车与电动汽车定位失败的情况。
请进一步参见图10和图2，为了便于第一调整模块对换电平台的控制，第二调整模块对换电小车的控制，第一调整模块3设置在换电平台5上，第二调整模块4设置在换电小车6上。进一步地，换电小车6可以为自动导引运输车或者有轨制导车辆。两者都可以按照预定的路线进行移动，因此，当上述两种换电小车的路线包括特定路段(在第二方向延伸且包括第三定位点的路段)时，容易实现第三定位点的定位并且实现换电小车与动力电池的精确定位。
请继续参见图2，图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；第一图像采集器和第三图像采集器安装在换电平台上，分别用于对第一标记物A和第三标记物D进行图像采集；第二图像采集器安装在换电小车上，用于对第二标记物B进行图像采集。通过每个定位点采用不同的图像采集器进行采集且每个图像采集器的位置不同的方式，能够使得采集到的对齐状态下的图像中标记物的形变更小，进一步提高定位的精准度。更进一步地，可以将每个图像采集器设置在对应的匹配点上，以进一步提高定位的精准度。
图3为本发明实施例中的一种标记物的结构示意图。请参见图2和图3，标记物为动力电池上的孔板7011，定位点为孔板7011的圆孔7011C的圆心，在本实施例中，将孔板作为标记物，而孔板是动力电池上配件，以孔板作为标记物无需对动力电池进行改装。在本实施例中，图像处理器2被配置为对当前位置图像处理以获取当前偏移角度作为当前偏移量，当前偏移角度分为第一偏移角度和第二偏移角度，其中，第一偏移角度为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移角度，第二偏移角度为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移角度。第一调整模块3根据第一偏移角度以步进的方式控制电动汽车7与换电平台5在第一方向X上以步进的方式移动，以使电动汽车7与换电平台5对齐；第二调整模块4根据第二偏移角度控制换电小车6在第二方向Y上以步进的方式移动，以使换电小车6与电动汽车7对齐。依据偏移角度以步进的方式进行调整能够实现电动汽车与换电平台之间以及换电小车与电动汽车之间的定位。需要说明的是，以步进的方式进行移动，在每次一步进之后都需要进行图像采集及处理，以判断是否对齐，如果对齐则停止调整，如果没有对齐则进一步进行调整直至完成定位。
请继续参见图3，当标记物为孔板7011时，图像处理器被配置为按照如图4所示的流程执行“计算当前偏移角度”这一操作，请参照上述定位方法的实施例中对“计算当前偏移角度”的说明，此处不再赘述。
请继续参见图2和图7，标记物包括模板图形7012和与模板图形对应的对比部件，其中，模板图形7012包括多个大小相同的正方形格子，在一些具体的实施方式中，格子沿行方向和列方向排布且相邻的格子的颜色不同，当然，格子的排布方式也可以有所不同，本发明对此不作限制。定位点为模板图形中的任一格子的顶点，对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于电动汽车底盘的方向上，对比部件在电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的模板图形内。如此设置，可以将模板图形作为参照，以便于提高偏移量的计算精度。在本实施例中，图像处理器2被配置为对当前位置图像进行处理以获取当前偏移向量作为当前偏移量，当前偏移向量分为第一偏移向量和第二偏移向量，其中，第一偏移向量为第一匹配点a1与第一定位点a之间的当前偏移向量，第二偏移向量为第二匹配点b1与第二定位点b之间的当前偏移向量。第一调整模块3根据第一偏移向量控制电动汽车7与换电平台5在第一方向X上相对移动，以使电动汽车7与换电平台5对齐；第二调整模块4根据第二偏移向量控制换电小车6在第二方向Y上移动，以使换电小车6与电动汽车7对齐。在本实施例中，直接计算偏移向量降低了图像处理的运算量，依据偏移向量可一次性完成电动汽车与换电平台或者换电小车之间的对齐，能够更快地完成换电。
进一步地，请继续参见图7，当标记物包括模板图形7012和与模板图形对应的对比部件时，图像处理器2被配置为按照如图8所示的流程执行“计算当前偏移向量”这一操作，请参照上述定位方法的实施例中对“计算当前偏移向量”的说明此处不再赘述。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种换电站该换电站包括上述任一实施例中的定位系统，具有上述实施例中的定位系统的有益效果，在此不再赘述。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种换电站中基于视觉的定位系统，其特征在于，包括：
图像采集器，其对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；
图像处理器，其与所述图像采集器通信连接，并且被配置为对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；
第一调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与所述换电平台对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；
第二调整模块，其与所述图像处理器通信连接，根据所述第二偏移量控制所述换电小车在第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，
所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；
所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；
所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；
所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；
所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
3.根据权利要求2所述的定位系统，其特征在于，
所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；
所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
4.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；
所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；
所述图像处理器被配置为对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
5.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，
所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；
所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；
所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；
所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
6.根据权利要求5所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算所述当前偏移角度：
在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；
将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；
若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
7.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”这一步骤：
在所述当前位置图像中查找闭合曲线；
判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径；
如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；
将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
8.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，
所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；
所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；
所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台在第一方向上对齐；
所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法计算所述当前偏移向量：
获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；
对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；
将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
10.根据权利要求9所述的定位系统，其特征在于，所述图像处理器被配置为按照如下方法执行“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”这一步骤：
对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像；
在所述模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形；
获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；
采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的定位系统，其特征在于，
所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
12.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，
所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
13.一种换电站中基于视觉的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
图像采集器对电动汽车的底盘进行图像采集以获得当前位置图像；
图像处理器对所述当前位置图像进行处理以获得当前相对位置与理想相对位置之间的当前偏移量，所述当前偏移量分为第一偏移量和第二偏移量，其中，所述第一偏移量为所述电动汽车与换电平台之间的当前偏移量，所述第二偏移量为所述电动汽车与换电小车之间的当前偏移量；
第一调整模块根据所述第一偏移量控制所述电动汽车与所述换电平台在第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐，其中，所述第一方向为所述电动汽车的长度方向或者宽度方向；
第二调整模块根据所述第二偏移量控制所述换电小车在第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。
14.根据权利要求13所述的定位方法，其特征在于，
所述电动汽车的底盘包括至少两个标记物，所述至少两个标记物包括第一标记物和第二标记物，所述第一标记物对应第一定位点，所述第二标记物对应第二定位点；
所述换电平台包括所述第一定位点匹配的第一匹配点，所述换电小车具有和所述第二定位点匹配的第二匹配点；
所述当前位置图像包括至少一个所述标记物；
所述第一偏移量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移量；
所述第二偏移量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移量。
15.根据权利要求14所述的定位方法，其特征在于，
所述电动汽车的底盘还包括第三标记物，所述第三标记物对应第三定位点；
所述换电平台还包括与所述第三定位点匹配的第三匹配点，所述第三匹配点与所述第三定位点之间的当前偏移量为第三偏移量，所述第一调整模块根据第三偏移量判断所述换电平台与所述电动汽车的车身的长度方向是否与所述第一方向或者所述第二方向平行。
16.根据权利要求15所述的定位方法，其特征在于，所述图像采集器包括第一图像采集器、第二图像采集器和第三图像采集器；
所述第一图像采集器和所述第三图像采集器安装在所述换电平台上，所述第二图像采集器安装在所述换电小车上，其中，所述第一图像采集器用于对所述第一标记物进行图像采集以获得第一当前位置图像，所述第二图像采集器用于对所述第二标记物进行图像采集以获得第二当前位置图像，所述第三图像采集器用于对第三标记物进行图像采集以获得第三当前位置图像；
所述图像处理器对所述第一当前位置图像进行处理以获得所述第一偏移量，对所述第二当前位置图像进行处理以获得所述第二偏移量，对所述第三当前位置图像进行处理以获得所述第三偏移量。
17.根据权利要求16所述的定位方法，其特征在于，
所述电动汽车的底盘上设置有动力电池，所述标记物为所述动力电池上的孔板，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述孔板的圆孔的圆心；
所述第一偏移量为第一偏移角度，所述第二偏移量为第二偏移角度，所述第一偏移角度为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移角度，所述第二偏移角度为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移角度；
所述第一调整模块根据所述第一偏移角度以步进的方式控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上以步进的方式相对移动，以使所述电动汽车与换电平台对齐；
所述第二调整模块根据所述第二偏移角度控制所述换电小车在所述第二方向上以步进的方式移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
18.根据权利要求17所述的定位方法，其特征在于，计算所述当前偏移角度的方法包括如下步骤：
在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心；
将所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像与理想位置图像中所述孔板的圆孔所成的像进行匹配；
若匹配结果满足精度要求则为对齐，若匹配结果不满足精度要求则将所述当前位置图像中的圆形的圆心与所述理想位置图像中圆形的圆心的坐标之差作为位置差(Δx，Δy)，并以arctan(Δy/Δx)作为所述当前偏移角度。
19.根据权利要求18所述的定位方法，其特征在于，“在所述当前位置图像中找到所述孔板的圆孔所成的像，并获取所述当前位置图像中所述孔板的圆孔所成的像的圆心”的步骤包括：
在所述当前位置图像中查找闭合曲线；
判断所述闭合曲线是否为满足精度要求下的圆形，精度要求是将所述闭合曲线按照圆的定义拟合出圆及圆心，并计算出所述闭合曲线上所有的点到拟合出的圆心的距离，若该距离的标准差σ≦kR，则认为该闭合曲线是满足所述精度要求下的圆形，其中，R为拟合出的圆的半径；
如果得到符合精度要求下的所述闭合曲线为一条，则将该闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线为0条，则更改所述精度要求，判断所述闭合曲线是否为满足新的精度要求下的圆形；如果得到的满足精度要求下的所述闭合曲线至少为两条，则将该至少两条所述闭合曲线中标准差σ最小的一条闭合曲线作为所述孔板的圆孔在所述当前位置图像中所成的像；
将选择出的所述闭合曲线的中心作为所述当前位置图像中所述圆孔所成的像的圆心。
20.根据权利要求16所述的定位方法，其特征在于，
所述标记物包括模板图形和与所述模板图形对应的对比部件，其中，所述模板图形包括多个大小相同的正方形格子，所述第一定位点或所述第二定位点或所述第三定位点为所述模板图形中的任一所述格子的顶点，所述对比部件包括圆形部分或者圆孔，在垂直于所述电动汽车底盘的方向上，所述对比部件在所述电动汽车的底盘上的正投影位于其所对应的所述模板图形内；
所述第一偏移量为第一偏移向量，所述第二偏移量为第二偏移向量，所述第一偏移向量为所述第一匹配点与所述第一定位点之间的当前偏移向量，所述第二偏移向量为所述第二匹配点与所述第二定位点之间的当前偏移向量；
所述第一调整模块根据所述第一偏移向量控制所述电动汽车与所述换电平台在所述第一方向上相对移动，以使所述电动汽车与换电平台在第一方向上对齐；
所述第二调整模块根据所述第二偏移向量控制所述换电小车在所述第二方向上移动，以使所述换电小车与所述电动汽车对齐。
21.根据权利要求20所述的定位方法，其特征在于，计算所述当前偏移向量的方法包括如下步骤：
获取当前位置图像中所述格子的边长作为第一边长，获取理想位置图像中所述格子的边长作为第二边长，将所述第二边长与所述第一边长的比值作为校正系数；
对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中的圆形的圆心作为基础坐标，并将所述基础坐标乘以所述校正系数作为校正坐标；
将所述校正坐标与标准坐标之差作为所述当前偏移向量，其中，所述标准坐标为理想位置图像中圆形的圆心的坐标。
22.根据权利要求21所述的定位方法，其特征在于，“对所述当前位置图像进行处理以获取所述当前位置图像中圆形的圆心”的步骤包括：
对所述当前位置图像进行模糊处理以获得模糊化的当前位置图像；
在所述模糊化的当前位置图像上截取当前模板图像，所述当前模板图像包括所述圆形且所述当前模板图像是以特定长度为边长的正方形；
获取所述当前模板图像中所述圆形的边界；
采用霍夫找圆法获取所述当前模板图像中所述圆形的圆心。
23.根据权利要求13-22中任一项所述的定位方法，其特征在于，
所述第一调整模块设置在所述换电平台上，所述第二调整模块设置在所述换电小车上。
24.根据权利要求23所述的定位方法，其特征在于，
所述换电小车为自动导引运输车或者有轨制导车辆。
25.一种换电站，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的定位系统。
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