CN110816355A - 车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质，所述方法包括：基于车辆上所安装的摄像装置获取成像图像，并根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数；根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数；根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿，并基于所述充电桩对所述车辆进行充电。本发明在车辆电量低时，自动通过导航控制车辆行驶到充电桩所在位置进行充电，且对车辆与充电桩之间的位置关系进行调整，以使车辆与充电桩之间精确匹配进行充电，避免了人工对电池的拆卸以及搬运，提高了充电效率以及智能化程度。

Description

车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着智能技术的发展，自动化物流和仓储系统是未来的发展趋势；作为运输装置的智能叉车也在其中起到了必不可少的作用。为了确保智能叉车的运输能力，通常在智能叉车上设置有可充电电池；在运输过程中，检测电池电量的高低，一旦检测到电量过低时，则需要对智能叉车进行充电。
目前，智能叉车上设置的电池为可拆卸式电池，当检测到电池电量低时，则将电池拆卸下来，运输到专门供充电的地方进行充电。如此一来，电池的充电需要借助人工拆卸实现，不便于快速充电以及仓储系统的智能化管理。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车辆充电方法、设备及计算机可读存储介质，旨在解决现有仓储系统中智能叉车借助人工拆卸实现充电，不便于快速充电以及的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种车辆充电方法，所述车辆充电方法包括步骤：
基于车辆上所安装的摄像装置获取成像图像，并根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数；
根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数；
根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿，并基于所述充电桩对所述车辆进行充电。
优选地，所述根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
获取所述充电桩在所述成像图像的深度数据，并对所述深度数据进行预设方向上的投影，生成所述充电桩的投影高度；
根据所述投影高度，筛选所述充电桩的标识元素，并识别所述标识元素的质心坐标；
根据所述质心坐标，获取所述标识元素的成像参数，其中所述成像参数包括第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数；
根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
优选地，所述摄像装置的安装参数包括安装高度、安装角度、垂直视场角度、水平视场角度、有效像素行数和有效像素列数；
所述根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
根据所述安装角度、所述垂直视场角、第二元素的成像参数和有效像素行数，确定所述第二元素的所在行偏角，并根据所述所在行偏角、所述第二元素的成像参数和所述安装高度，确定所述充电桩的投影面距离；
根据所述安装角度、垂直视场角度、水平视场角度和投影面距离，确定中间坐标值；
根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
优选地，所述根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
将所述有效像素列数、有效像素行数以及中间坐标值分别和所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数以及第三元素的成像参数进行计算，生成所述第一元素的坐标值，第二元素的坐标值以及第三元素的坐标值；
根据所述第一元素的坐标值和所述第三元素的坐标值，生成所述充电桩与所述摄像装置之间的偏差角度；
根据所述第二元素的坐标值，确定所述充电桩与所述摄像装置之间在第一方向的第一偏差距离以及在第二方向的第二偏差距离，并将所述偏差角度、第一偏差距离和第二偏差距离确定为所述初始位姿参数。
优选地，所述根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数的步骤包括：
读取所述车辆的长度参数和宽度参数，并根据所述长度参数、所述宽度参数、所述第一偏差距离、第二偏差距离和预设偏差值，计算目标点坐标；
根据所述目标点坐标，计算所述车辆的移动路径距离；
将所述偏差角度确定为路径角度，并将所述路径角度和所述移动路径距离确定为所述车辆的偏差参数。
优选地，所述根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
根据所述偏差参数中的路径角度，控制所述车辆旋转，到达旋转位置；
基于所述旋转位置，控制所述车辆移动所述偏差参数中的移动路径距离；
判断所述车辆与所述充电桩之间的位置偏差是否在预设偏差范围内，若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿。
优选地，所述位置偏差包括角度偏差、第一方向距离偏差、第二方向距离偏差，所述若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
若所述角度偏差在预设角度偏差范围内，所述第一方向距离偏差在第一预设距离偏差范围内，所述第二方向距离偏差在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位置；
若所述角度偏差不在预设角度偏差范围内，或者所述第一方向距离偏差不在第一预设距离偏差范围内，或者所述第二方向距离偏差不在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆未到达目标位置。
优选地，所述基于所述充电桩对所述车辆进行充电的步骤包括：
根据所述第二方向偏差距离，控制所述充电桩伸出电刷，以对所述车辆进行充电。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车辆充电设备，所述车辆充电设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆充电程序，所述车辆充电程序被所述处理器执行时实现如上所述的车辆充电方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车辆充电程序，所述车辆充电程序被处理器执行时实现如上所述的车辆充电方法的步骤。
本发明先通过车辆上安装的摄像装置获取成像图像，再依据成像图像，确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数，该初始位姿参数表征了车辆与充电桩之间的位置关系参数；进而依据初始位姿参数，确定车辆的偏差参数，即车辆从当前位置到充电桩所在位置进行充电所需要进行调整的参数；依据该偏差参数，将车辆调整到可与充电桩进行匹配充电的目标位姿，通过充电桩对车辆进行充电。本方案在车辆电量低时，自动通过导航控制车辆行驶到充电桩所在位置进行充电，且对车辆与充电桩之间的位置关系进行调整，以使车辆与充电桩之间精确匹配进行充电，避免了人工对电池的拆卸以及搬运，提高了充电效率以及智能化程度。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；
图2是本发明车辆充电方法第一实施例的流程示意图；
图3是本发明车辆充电方法第二实施例的流程示意图；
图4是本发明车辆充电方法第三实施例的流程示意图；
图5是本发明车辆充电方法中标识元素的成像参数与初始位姿参数的示意图；
图6是本发明车辆充电方法中初始位姿参数及偏差参数示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。
如图1所示，该车辆充电设备可以包括：处理器1001，例如CPU，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的车辆充电设备结构并不构成对车辆充电设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆充电程序。其中，操作系统是管理和控制车辆充电设备硬件和软件资源的程序，支持车辆充电程序以及其它软件或程序的运行。
在图1所示的车辆充电设备中，用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的车辆充电程序，并执行以下操作：
基于车辆上所安装的摄像装置获取成像图像，并根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数；
根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数；
根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿，并基于所述充电桩对所述车辆进行充电。
进一步地，所述根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
获取所述充电桩在所述成像图像的深度数据，并对所述深度数据进行预设方向上的投影，生成所述充电桩的投影高度；
根据所述投影高度，筛选所述充电桩的标识元素，并识别所述标识元素的质心坐标；
根据所述质心坐标，获取所述标识元素的成像参数，其中所述成像参数包括第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数；
根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
进一步地，所述摄像装置的安装参数包括安装高度、安装角度、垂直视场角度、水平视场角度、有效像素行数和有效像素列数；
所述根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
根据所述安装角度、所述垂直视场角、第二元素的成像参数和有效像素行数，确定所述第二元素的所在行偏角，并根据所述所在行偏角、所述第二元素的成像参数和所述安装高度，确定所述充电桩的投影面距离；
根据所述安装角度、垂直视场角度、水平视场角度和投影面距离，确定中间坐标值；
根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
进一步地，所述根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
将所述有效像素列数、有效像素行数以及中间坐标值分别和所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数以及第三元素的成像参数进行计算，生成所述第一元素的坐标值，第二元素的坐标值以及第三元素的坐标值；
根据所述第一元素的坐标值和所述第三元素的坐标值，生成所述充电桩与所述摄像装置之间的偏差角度；
根据所述第二元素的坐标值，确定所述充电桩与所述摄像装置之间在第一方向的第一偏差距离以及在第二方向的第二偏差距离，并将所述偏差角度、第一偏差距离和第二偏差距离确定为所述初始位姿参数。
进一步地，所述根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数的步骤包括：
读取所述车辆的长度参数和宽度参数，并根据所述长度参数、所述宽度参数、所述第一偏差距离、第二偏差距离和预设偏差值，计算目标点坐标；
根据所述目标点坐标，计算所述车辆的移动路径距离；
将所述偏差角度确定为路径角度，并将所述路径角度和所述移动路径距离确定为所述车辆的偏差参数。
进一步地，所述根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
根据所述偏差参数中的路径角度，控制所述车辆旋转，到达旋转位置；
基于所述旋转位置，控制所述车辆移动所述偏差参数中的移动路径距离；
判断所述车辆与所述充电桩之间的位置偏差是否在预设偏差范围内，若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿。
进一步地，所述位置偏差包括角度偏差、第一方向距离偏差、第二方向距离偏差，所述若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
若所述角度偏差在预设角度偏差范围内，所述第一方向距离偏差在第一预设距离偏差范围内，所述第二方向距离偏差在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位置；
若所述角度偏差不在预设角度偏差范围内，或者所述第一方向距离偏差不在第一预设距离偏差范围内，或者所述第二方向距离偏差不在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆未到达目标位置。
进一步地，所述基于所述充电桩对所述车辆进行充电的步骤包括：
根据所述第二方向偏差距离，控制所述充电桩伸出电刷，以对所述车辆进行充电。
基于上述的结构，提出车辆充电方法的各个实施例。
参照图2，图2为本发明车辆充电方法第一实施例的流程示意图。
本发明实施例提供了车辆充电方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
具体地，所述车辆充电方法包括：
步骤S10，基于车辆上所安装的摄像装置获取成像图像，并根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数；
本实施例的车辆充电方法应用于自动化物流和仓储系统的智能自动驾驶过程中，对用于实现自动驾驶的AGV(Automated Guided Vehicle，自动引导运输车)小车的车辆进行充电。自动化物流和仓储系统中设置有专供车辆充电的充电桩，在检测到车辆电量低于某一设定值时，根据车辆当前所在的位置与充电桩之间的相对位置，生成车辆行驶到充电桩所在位置的导航路径，并控制车辆按照导航路径行驶。当检测到车辆与充电桩之间的相对距离在某一预设距离范围内时，对车辆的位姿进行调整，以使得车辆的充电接头位置与充电桩所升出的电刷位置匹配，对车辆进行充电。具体地，车辆的侧面安装有摄像装置，该摄像装置优选为立体相机；AGV小车在行驶过程中，立体相机实时对行驶方向的侧面进行拍摄成像，生成行驶侧面的成像图像。
同时，本实施例预先建立有三维空间坐标系，该三维空间坐标系以立体相机所在位置作为坐标原点，以车辆所在平面为XY平面，以与XY平面垂直的上部空间为Y轴正方向所在空间；其中对于XY平面，车辆行驶正前方为Y轴方向，车辆右侧与Y轴方向垂直的方向为X轴方向。
进一步地，成像图像中包含充电桩所成像的深度数据，在获取到成像图像之后，通过将深度数据在三维空间坐标系中的一系列运算，来确定车辆相对于充电桩的初始位姿参数，表征车辆与充电桩之间的位置关系。具体地，根据成像图像，确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
步骤S11，获取所述充电桩在所述成像图像的深度数据，并对所述深度数据进行预设方向上的投影，生成所述充电桩的投影高度；
步骤S12，根据所述投影高度，筛选所述充电桩的标识元素，并识别所述标识元素的质心坐标；
步骤S13，根据所述质心坐标，获取所述标识元素的成像参数，其中所述成像参数包括第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数；
步骤S14，根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
可理解地，立体相机在成像的过程中，可检测拍摄空间的景深距离，获得图像中每个点与摄像头之间的距离。将充电桩在成像图像中各个点与摄像头之间的距离作为充电桩在成像图像中的深度数据，并将三维空间坐标系的Z轴作为预设方向，通过将深度数据投影到预设方向上，得到充电桩的投影高度。读取立体相机的安装参数，至少包括安装高度H、安装角度θ、视场角度ω和有效像素行数L，其中有效像素行数L为立体相机在Y轴方向的成像最大像素值。同时，检测充电桩到立体相机之间的测量深度值D'，以及充电桩的所在像素行数n'；再将安装角度θ、视场角度ω、所在像素行数n'和有效像素行数L传输到公式(1)中，通过公式(1)计算，得到与充电桩对应的像素所在行的偏角α'；其中公式(1)为：
α'＝θ-(ω/2)+(ω*n'/L) (1)；
在通过公式(1)计算得到与充电桩对应的像素所在行的偏角α'之后，将偏角α'和测量深度值D'传输到公式(2)中，通过公式(2)计算，得到Z轴方向上的投影中间值hc；其中公式(2)为：
hc＝D'*Sin(α') (2)；
此后，在安装高度H和投影中间值hc之间做差值，所得到的差值结果即为充电桩的投影高度hz。
进一步地，为了确保对充电桩顶面进行完整拍摄成像，以从充电桩的顶面图像中识别出充电接头位置，需要设定充电桩在Z轴上的筛选范围△h，通过在该筛选范围进行筛选识别，即可得到充电桩完整的顶面图像。具体地，将立体相机安装到车体上之后，先校准立体相机的安装角度。将车辆行驶到平整地面，显示投影高度hz＝0(-10％～+10％)的图层，验证地面在Z轴方向的投影图是否全部呈现出来；如果有缺失，对立体相机的安装高度，安装角度以及视场角度进行校准，直到地面在Z轴方向的投影没有缺失。此后设定筛选范围△h，显示投影高度hz接近充电桩顶面高度值h(-10％～+10％)的图层，验证充电桩顶面在Z轴方向的投影图是否全部显示，若全部显示，则对△h进行微调，确保充电桩顶面在Z轴方向上的投影图全部显示。进而对△h进行验证，若地面高于或低于△h的障碍物在立体视场内都不显示，则完成Z轴筛选范围△h的设定。
更进一步地，通过Z轴筛选范围△h，对成像图像进行筛选，得到表征充电桩轮廓的顶面图像。对顶面图像通过漫水填充进行剥离背景处理，从其中提取出各标识元素。进而调用OpenCV(Open Source Computer Vision Library，开源计算机视觉库)中用于提取边缘的函数和用于轮廓查找的函数，对各标识元素依次进行边缘提取和轮廓查找，进而对查找的轮廓进行折线拟合处理，得到各标识元素的初始轮廓。此后，调用OpenCV中用于计算质心位置的函数，将各初始轮廓传输到该函数中，即可确定各标识元素的初始坐标。以初始坐标为中心，设定黑色菱块区域，并将各黑色菱块区域识别为各标识元素的初始位置，形成RGB图层中的图像。
此外，从顶面图像中提取出顶面特征区域，形成深度值d图层中的图像，该深度值d图层中的图像和RGB图层中的图像之间具有映射的对齐关系；此后将RGB图层中的图像和深度值d图层中的图像以预设坐标原点为基础点进行合并操作，取两者之间的交集，得到重合特征区域。调用预先设定的SVN(Subversion，开放源代码的版本控制系统)机器学习模型，并将各重合特征区域传输到预设模型中，对各重合特征区域进行特征分类，筛选出符合顶面特征并且有黑色菱块的区域，该区域即为各标识元素中满足顶面图像的标识元素特征的目标元素。同时该模型具有对筛选出的区域进行坐标计算的功能，通过该计算功能得到各目标元素的元素坐标；该元素坐标即为标识元素的质心坐标，表征顶面图像中标识元素所在的位置。
进一步地，通过质心坐标所表征的标识元素所在的位置，获取标识元素在成像图像中的成像参数。其中标识元素至少由三个元素组成，使得标识元素的成像参数包括第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数。请参照图5，标识元素包含第一元素A、第二元素B和第三元素C，标识元素的成像参数为标识元素的深度值、所在像素行数和所在像素列数；即第一元素A的成像参数包含深度值d1，所在像素行数n1和所在像素列数m1；第二元素B的成像参数包含深度值d2，所在像素行数n2和所在像素列数m2；第三元素C的成像参数包含深度值d3，所在像素行数n3和所在像素列数m3。
请继续参照图5，在获取到标识元素的成像参数后，依据第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数，并结合摄像装置的安装参数，来确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数。其中初始位姿参数为x方向偏差L1、Y方向偏差D1以及与Y方向的偏差角α1，通过三者表征车辆与充电桩之间的位置关系，具体如图6所示。
步骤S20，根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数；
进一步地，在得到初始位姿参数后，将车辆自身诸如长度、宽度等参数和初始位姿参数结合，来得到车辆的偏差参数。该偏差参数表征车辆到达充电桩所在位置，车辆的充电接头与充电桩所升出的电刷匹配，车辆所需要调整的参数，包括角度调整、位移调整等。
步骤S30，根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿，并基于所述充电桩对所述车辆进行充电。
更进一步地，根据偏差参数，对车辆进行角度调整和位移调整，使得车辆到达其充电接头与充电桩所升出电刷匹配的目标位姿。充电桩在检测到车辆到达该目标位姿时，控制升出电刷与车辆上的充电接头对接，实现对车辆进行充电。
本实施例先通过车辆上安装的摄像装置获取成像图像，再依据成像图像，确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数，该初始位姿参数表征了车辆与充电桩之间的位置关系参数；进而依据初始位姿参数，确定车辆的偏差参数，即车辆从当前位置到充电桩所在位置进行充电所需要进行调整的参数；依据该偏差参数，将车辆调整到可与充电桩进行匹配充电的目标位姿，通过充电桩对车辆进行充电。本方案在车辆电量低时，自动通过导航控制车辆行驶到充电桩所在位置进行充电，且对车辆与充电桩之间的位置关系进行调整，以使车辆与充电桩之间精确匹配进行充电，避免了人工对电池的拆卸以及搬运，提高了充电效率以及智能化程度。
进一步地，提出本发明车辆充电方法第二实施例。
参照图3，图3为本发明车辆充电方法第二实施例的流程示意图。
所述车辆充电方法第二实施例与所述车辆充电方法第一实施例的区别在于，所述摄像装置的安装参数包括安装高度、安装角度、垂直视场角度、水平视场角度、有效像素行数和有效像素列数；
所述根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
步骤S141，根据所述安装角度、所述垂直视场角、第二元素的成像参数和有效像素行数，确定所述第二元素的所在行偏角，并根据所述所在行偏角、所述第二元素的成像参数和所述安装高度，确定所述充电桩的投影面距离；
步骤S142，根据所述安装角度、垂直视场角度、水平视场角度和投影面距离，确定中间坐标值；
步骤S143，根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
本实施例结合摄像装置的安装参数和标识元素的成像参数对初始位姿参数进行计算。具体地，安装参数至少包括安装高度H、安装角度θ、垂直视场角度ωz、水平视场角度ωh、有效像素行数L和有效像素列数C；相对于有效像素行数L为立体相机在Y轴方向的成像最大像素值，有效像素列数C为立体相机在X轴方向的成像最大像素值。计算时将安装角度θ、垂直视场角度ωz、第二元素B的成像参数中的所在像素行数n2和有效像素行数L，通过公式(3)进行计算，得到第二元素所在行的偏角α2；其中公式(3)为：
α2＝θ-(ωz/2)+(ωz*n2/L) (3)；
在通过公式(3)计算得到第二元素所在行的偏角α2之后，将偏角α2和第二元素B的成像参数中的深度值d2传输到公式(4)中，通过公式(4)计算，得到充电桩的高度h；其中公式(4)为：
h＝d2*Cos(α2) (4)。
进一步地，在安装高度H和充电桩的高度h之间做差值，得到充电桩的投影面距离Hz。进而依据该投影面距离Hz，对摄像装置成像的最远投影点的绝对值坐标(|Xmax|，|Ymax|)和最近投影点的绝对值坐标(|Xmin|，|Ymin|)进行计算。具体地，将水平视场角度ωh、投影面距离Hz、安装角度θ、垂直视场角度ωz传输到公式(5)中，通过公式(5)的计算，得到最远投影点的绝对值坐标中|Xmax|数值；将投影面距离Hz、安装角度θ、垂直视场角度ωz传输到公式(6)中，通过公式(6)的计算，得到最远投影点的绝对值坐标中|Ymax|数值；同时，将水平视场角度ωh、投影面距离Hz、安装角度θ、垂直视场角度ωz传输到公式(7)中，通过公式(7)的计算，得到最近投影的绝对值坐标中|Xmin|数值；将投影面距离Hz、安装角度θ、垂直视场角度ωz传输到公式(8)中，通过公式(8)的计算，得到最近投影的绝对值坐标中|Ymin|数值。其中公式(5)、(6)、(7)、(8)分别为：
|Xmax|＝Tan(0.5*ωh)*Hz/Cos(θ-0.5*ωz) (5)；
|Ymax|＝Hz/Tan(θ-0.5*ωz) (6)；
|Xmin|＝Tan(0.5*ωh)*Hz/Cos(θ+0.5*ωz) (7)；
|Ymin|＝Hz/Tan(θ+0.5*ωz) (8)。
将该计算得到的(|Xmax|，|Ymax|)和(|Xmin|，|Ymin|)作为中间坐标值，以通过中间坐标值结合摄像装置的有效像素，以及第一元素、第二元素和第三元素各自的成像参数，来确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数。具体地，根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
步骤a1，将所述有效像素列数、有效像素行数以及中间坐标值分别和所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数以及第三元素的成像参数进行计算，生成所述第一元素的坐标值，第二元素的坐标值以及第三元素的坐标值；
步骤a2，根据所述第一元素的坐标值和所述第三元素的坐标值，生成所述充电桩与所述摄像装置之间的偏差角度；
步骤a3，根据所述第二元素的坐标值，确定所述充电桩与所述摄像装置之间在第一方向的第一偏差距离以及在第二方向的第二偏差距离，并将所述偏差角度、第一偏差距离和第二偏差距离确定为所述初始位姿参数。
更进一步地，对车辆与充电桩之间在X方向上的偏差L1、Y方向上的偏差D1和Y方向的偏差角α1进行计算，以通过L1、D1和α1来确定车辆与充电桩之间的位置关系。具体地，预先依据有效像素行列、有效像素列数和中间坐标值设定公式(9)和公式(10)；将第一元素A成像参数中的所在像素行数n1和所在像素列数m1，第二元素B成像参数中的所在像素行数n2和所在像素列数m2，第三元素C成像参数中的所在像素行数n3和所在像素列数m3分别传输到公式(9)和公式(10)中，通过公式(9)和公式(10)的计算，得到第一元素、第二元素和第三元素的坐标值(XA，YA)、(XB，YB)和(XC，YC)。其中，公式(9)和(10)分别为：
X＝m-0.5C+m/C*(|Xmax|-|Xmin|)+|Xmin| (9)；
Y＝n/L*(|Ymax|-|Ymin|)+|Ymin| (10)。
需要说明的是，公式(9)中的m和公式(10)中的n为变量，在用各元素成像参数的所在像素行数和所在相似列数替换后，计算得到的X和Y的数值，即为坐标值。
进一步地，预先设定有公式(11)，将第一元素的坐标值(XA，YA)和第三元素的坐标值(XC，YC)传输到公式(11)中，得到第一元素和第二元素之间所形成直线的斜率k；进而通过公式(12)对斜率k进行计算得到Y方向的偏差角α1，该Y方向的偏差角α1即为充电桩与摄像装置之间的偏差角度。其中，公式(11)和公式(12)分别为：
k＝(YA-YC)/(XA-XC) (11)；
α1＝tan-1 k (12)。
此外，对第二元素中坐标值的XB值进行绝对值处理，得到x方向偏差L1；该x方向偏差L1即为充电桩与摄像装置之间在第一方向的第一偏差距离。同时对第二元素中坐标值的YB值进行绝对值处理，得到Y方向偏差D1；该Y方向偏差D1即为充电桩与摄像装置之间在第二方向的第二偏差距离。以此，将经计算得到的角度偏差α1、第一偏差距离L1和第二偏差距离D2确定为车辆与充电桩之间的初始位姿参数，表征车辆与充电桩之间的位置关系。
可理解地，第一元素、第二元素以及第三元素均位于充电桩上，X轴与Y轴均以车辆上的摄像装置为坐标原点，x方向偏差L1和Y方向偏差D1其实质为充电桩相对于坐标原点的位置坐标，即车辆所需要达到的目标坐标。依据车辆自身的长度和宽度参数结合初始位姿参数所表征的目标坐标，即可确定车辆所需要调整的偏差参数。具体地，根据初始位姿参数，确定车辆的偏差参数的步骤包括：
步骤S21，读取所述车辆的长度参数和宽度参数，并根据所述长度参数、所述宽度参数、所述第一偏差距离、第二偏差距离和预设偏差值，计算目标点坐标；
步骤S22，根据所述目标点坐标，计算所述车辆的移动路径距离；
步骤S23，将所述偏差角度确定为路径角度，并将所述路径角度和所述移动路径距离确定为所述车辆的偏差参数。
请进一步参照图6，将车辆运输部件的中心位置点作为基础点，车辆在当前待调整位置，基础点的坐标为车姿态坐标(x1，y1)，其中x1为车辆的长度参数，而Y1为车辆的宽度参数。车辆到达充电桩所在位置，基础点的坐标为目标点坐标(x2，y2)，表征车辆经调整后的坐标值。车辆从车姿态坐标(x1，y1)调整到目标点坐标(x2，y2)，所需要运行的路径以及转向角度即为车辆的偏差参数。
对车辆的长度参数A和宽度参数B进行读取，并将长度参数A和宽度参数B作为车姿态坐标(x1，y1)，即x1＝A，y1＝B。进而对第一偏差距离和x1进行计算得到x2，并对第二偏差距离和y1进行计算得到y2。考虑到充电桩电刷的触点与车辆的接触在Y方向上，通过控制充电桩伸出刷头进行充电；所以车辆只需要停靠在对应位置即可，对停靠的误差要求相对较低；一旦停靠距离较远，控制充电桩伸出刷头的距离较长即可，而若停靠距离较近，控制充电桩伸出刷头距离较短即可。无论远近但均需要在一定范围内，从而预先设定Y方向的预设偏差值△D，且设定可在一定范围内变化，如正负10厘米。而对于X方向的距离以及Y方向的角度则要求较高的精度，设定X方向偏差△L＝0，且变化范围较小，如正负2厘米；同时设定Y方向偏差角△α＝0，且变化范围较小，如正负5°。
进一步地，在计算y2时需要结合该预设偏差值△D进行，具体地，x2通过x2＝-L1+A计算得到，y2通过y2＝-B+△D-D1计算得到。此后，通过车姿态坐标(x1，y1)和目标点坐标(x2，y2)计算将车辆调整到目标点坐标位置所需要移动的路径距离，将车姿态坐标和目标点坐标传输到公式(13)中，通过公式(13)的计算，即可得到移动路径距离L。其中，公式(13)为：
L＝((x1-x2)2+(y1-y2)2)1/2 (13)。
此外，将偏差角度确定为路径角度，表征车辆调整到目标点坐标位置所需要调整的转角；同时将路径角度和移动路径距离一并确定为车辆的偏差参数，控制车辆行驶该移动路径距离并依据路径角度转向，即可到达充电桩所在位置，实现车辆的充电。
本实施结合车辆自身的参数，并考虑充电的实际情况设定的偏差值，计算车辆调整的路径角度和移动路径距离，确保了偏差参数的准确性，有利于车辆姿态的准确调整，实现与充电桩的快速匹配充电，提高了充电效率。
进一步地，提出本发明车辆充电方法第三实施例。
参照图4，图4为本发明车辆充电方法第三实施例的流程示意图。
所述车辆充电方法第三实施例与所述车辆充电方法第一或第二实施例的区别在于，所述根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
步骤S31，根据所述偏差参数中的路径角度，控制所述车辆旋转，到达旋转位置；
步骤S32，基于所述旋转位置，控制所述车辆移动所述偏差参数中的移动路径距离；
步骤S33，判断所述车辆与所述充电桩之间的位置偏差是否在预设偏差范围内，若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿。
本实施在确定车辆当前位置与目标位置之间的偏差参数后，对车辆进行调整。先依据偏差参数中的路径角度，控制车辆进行旋转，到达经旋转后的旋转位置，以旋转位置为基础控制车辆行驶移动路径距离。此后判断经调整后的车辆与充电桩之间的位置偏差是否在预设偏差范围内，预设偏差范围为预先设定用于表征车辆与充电桩匹配的范围。若在预设范围内，则说明车辆与充电桩匹配，车辆到达目标位姿；反之则说明车辆与充电桩不匹配，需要对车辆继续调整，直到两者之间的位置偏差在预设偏差范围内。
进一步地，车辆与充电桩之间的位置偏差包括角度偏差、第一方向距离偏差、第二方向距离偏差；与此对应，预设偏差范围包括预设角度偏差范围、第一预设距离偏差范围和第二预设距离偏差范围。对角度偏差是否在预设角度偏差范围，第一方向距离偏差是否在第一预设距离偏差范围，第二方向距离偏差是否在第二预设距离偏差范围内进行判断。若角度偏差、第一方向距离偏差和第二方向距离偏差均在各自对应的预设偏差范围内，则判定车辆到达目标位姿；若三者中存在任意一项不在其对应的预设偏差范围内，则判定车辆未到达目标位姿，需要对车辆继续调整。
更进一步地，第二方向距离偏差为车辆与充电桩之间的停靠距离差，车辆在经调整到达目标位姿后，根据第二方向距离偏差所表征的停靠距离远近，控制充电刷所伸出刷头的长短，通过刷头与车辆接触实现对车辆进行充电。
本实施例依据偏差参数中的路径角度和移动路径距离，对车辆进行调整，确保车辆与充电桩之间充电位置匹配，实现对车辆的快速精准充电。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车辆充电程序，所述车辆充电程序被处理器执行时实现如上所述的车辆充电方法的步骤。
本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述车辆充电方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆充电方法，其特征在于，所述车辆充电方法包括以下步骤：
基于车辆上所安装的摄像装置获取成像图像，并根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数；
根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数；
根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿，并基于所述充电桩对所述车辆进行充电。
2.如权利要求1所述的车辆充电方法，其特征在于，所述根据所述成像图像，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
获取所述充电桩在所述成像图像的深度数据，并对所述深度数据进行预设方向上的投影，生成所述充电桩的投影高度；
根据所述投影高度，筛选所述充电桩的标识元素，并识别所述标识元素的质心坐标；
根据所述质心坐标，获取所述标识元素的成像参数，其中所述成像参数包括第一元素的成像参数、第二元素的成像参数和第三元素的成像参数；
根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
3.如权利要求2所述的车辆充电方法，其特征在于，所述摄像装置的安装参数包括安装高度、安装角度、垂直视场角度、水平视场角度、有效像素行数和有效像素列数；
所述根据所述标识元素的成像参数和所述摄像装置的安装参数，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
根据所述安装角度、所述垂直视场角、第二元素的成像参数和有效像素行数，确定所述第二元素的所在行偏角，并根据所述所在行偏角、所述第二元素的成像参数和所述安装高度，确定所述充电桩的投影面距离；
根据所述安装角度、垂直视场角度、水平视场角度和投影面距离，确定中间坐标值；
根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数。
4.如权利要求3所述的车辆充电方法，其特征在于，所述根据所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数、第三元素的成像参数、有效像素列数、有效像素行数和中间坐标值，确定所述车辆与充电桩之间的初始位姿参数的步骤包括：
将所述有效像素列数、有效像素行数以及中间坐标值分别和所述第一元素的成像参数、第二元素的成像参数以及第三元素的成像参数进行计算，生成所述第一元素的坐标值，第二元素的坐标值以及第三元素的坐标值；
根据所述第一元素的坐标值和所述第三元素的坐标值，生成所述充电桩与所述摄像装置之间的偏差角度；
根据所述第二元素的坐标值，确定所述充电桩与所述摄像装置之间在第一方向的第一偏差距离以及在第二方向的第二偏差距离，并将所述偏差角度、第一偏差距离和第二偏差距离确定为所述初始位姿参数。
5.如权利要求4所述的车辆充电方法，其特征在于，所述根据所述初始位姿参数，确定所述车辆的偏差参数的步骤包括：
读取所述车辆的长度参数和宽度参数，并根据所述长度参数、所述宽度参数、所述第一偏差距离、第二偏差距离和预设偏差值，计算目标点坐标；
根据所述目标点坐标，计算所述车辆的移动路径距离；
将所述偏差角度确定为路径角度，并将所述路径角度和所述移动路径距离确定为所述车辆的偏差参数。
6.如权利要求1-5任一项所述的车辆充电方法，其特征在于，所述根据所述偏差参数，调整所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
根据所述偏差参数中的路径角度，控制所述车辆旋转，到达旋转位置；
基于所述旋转位置，控制所述车辆移动所述偏差参数中的移动路径距离；
判断所述车辆与所述充电桩之间的位置偏差是否在预设偏差范围内，若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿。
7.如权利要求6所述的车辆充电方法，其特征在于，所述位置偏差包括角度偏差、第一方向距离偏差、第二方向距离偏差，所述若在预设偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位姿的步骤包括：
若所述角度偏差在预设角度偏差范围内，所述第一方向距离偏差在第一预设距离偏差范围内，所述第二方向距离偏差在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆到达目标位置；
若所述角度偏差不在预设角度偏差范围内，或者所述第一方向距离偏差不在第一预设距离偏差范围内，或者所述第二方向距离偏差不在第二预设距离偏差范围内，则判定所述车辆未到达目标位置。
8.如权利要求7任一项所述的车辆充电方法，其特征在于，所述基于所述充电桩对所述车辆进行充电的步骤包括：
根据所述第二方向偏差距离，控制所述充电桩伸出电刷，以对所述车辆进行充电。
9.一种车辆充电设备，其特征在于，所述车辆充电设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆充电程序，所述车辆充电程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车辆充电方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有车辆充电程序，所述车辆充电程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的车辆充电方法的步骤。
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