CN111114367A - 电动汽车自动充电方法和系统 - Google Patents

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CN111114367A CN201911412278.9A CN201911412278A CN111114367A CN 111114367 A CN111114367 A CN 111114367A CN 201911412278 A CN201911412278 A CN 201911412278A CN 111114367 A CN111114367 A CN 111114367A
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夏修龙
刘晓飞
李文明
徐正阳
赵贵山
姜书政
邱大山
李岩岩
何博
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Abstract

本发明提供一种电动汽车自动充电方法和系统。方法包括：充电设备接收电动汽车发送的包括有车型信息的充电请求消息，根据车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，并调整充电插头在高度方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，进而根据受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标调整充电插头在水平面上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口对接。该方案对电动汽车受电接口的识别速度快，能够提高电动汽车充电效率。

Description

电动汽车自动充电方法和系统
技术领域
本发明涉及充电技术领域，特别涉及一种电动汽车自动充电方法和系统。
背景技术
目前，电动汽车技术已得到快速发展，电动汽车的应用领域越来越广泛，应用数量也越来越大，因此，电动汽车的充电效率至关重要。
现有技术中，通常采用视觉传感器对电动汽车充电接口进行定位识别，识别速度慢，导致电动汽车的充电效率低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种电动汽车自动充电方法和系统。
第一方面，本发明实施例提供一种电动汽车自动充电方法，包括：
充电设备接收电动汽车发送的充电请求消息，所述充电请求消息中包括电动汽车的车型信息；
充电设备根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度；
充电设备调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述第一方向为高度方向；
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，所述激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直；
充电设备根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
如上所述的方法中，所述充电设备根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，具体为：
充电设备通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，所述电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
如上所述的方法中，所述通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，具体为：
充电设备扫描到目标物体并获得目标物体的距离数据，所述目标物体为电动汽车上设置的任一物体；
充电设备根据获得的目标物体的距离数据对目标物体进行成像处理，获得目标物体的一维轮廓，所述线激光信号形成扇形发射激光面，所述一维轮廓为单个扇形发射激光面扫射到的目标物体上的目标点的投影图线，投影方向为目标物体主视图的投影方向；
充电设备将获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线进行比较，所述特征图线为设置在受电接口周围的特征物体的特征图线或者为受电接口的特征图线，所述特征物体用于标识受电接口；
若获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线相同，则充电设备识别出所述目标物体为受电接口或者为设置在受电接口周围的特征物体；
若所述目标物体为受电接口，则充电设备根据目标物体的距离数据计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标；
若所述目标物体为设置在受电接口周围的特征物体，则充电设备根据目标物体的距离数据以及特征物体与受电接口的位置关系，计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
如上所述的方法，其中，所述特征物体为凹型和凸型间隔设置的条型物；所述特征物体沿第一水平方向或者第一方向设置在受电接口周围。
如上所述的方法，优选地，充电设备在第一水平方向上的移动过程为：
充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动，获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动。
如上所述的方法，可选地，充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动，获得电动汽车受电接口的第一临界点和第二临界点在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动；
第一临界点和第二临界点在第一水平方向上和第二水平方向上的中间位置坐标即为电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
如上所述的方法，优选地，所述充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，具体为：
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在第一水平方向上移动过程中沿第二水平方向向电动汽车发射线激光信号。
第二方面，本发明实施例提供一种电动汽车自动充电系统，所述系统包括充电设备和电动汽车，其特征在于，所述充电设备包括：通讯模块、处理模块、运动机构和激光源，所述电动汽车上设置有受电接口；
所述通讯模块用于接收电动汽车发送的充电请求消息，所述充电请求消息中包括电动汽车的车型信息；
所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度；
所述运动机构用于调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述第一方向为高度方向；
所述运动机构还用于带动充电设备在第一水平方向上移动；
所述激光源用于向电动汽车发射线激光信号，所述激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；
所述处理模块通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直；
所述运动机构还用于根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
如上所述的充电系统，其中，所述充电设备中还存储有电动汽车车型信息数据库；所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，具体为：
处理模块通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，所述电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
本发明实施例提供的技术方案，充电设备在接收到电动汽车发送的充电请求消息，首先根据充电请求消息中包括电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，调整充电插头在高度方向上的位置(充电插头距离地面的高度)，使得充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；在确定充电插头在高度方向上的位置后，充电设备在第一水平方向上移动(左右移动)，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上(左右方向)和第二水平方向上(前后方向)的位置坐标。该方案可以提高对电动汽车受电接口的识别速度，进而提高了电动汽车的充电效率。
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单地介绍，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为本发明提供的电动汽车自动充电方法的流程图；
图2为图1的S4中获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标的流程图；
图3A、图3B为本发明提供的充电方法中充电设备的不同状态示意图；
图3C为本发明提供的充电方法中特征物体的设置示意图；
图4为本发明提供的电动汽车自动充电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的电动汽车自动充电方法的流程图。参考图1所示，本实施例的方法可以包括以下内容(S1-S5)。
S1、充电设备接收电动汽车发送的充电请求消息，充电请求消息中包括电动汽车的车型信息。
S2、充电设备根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度。
具体的，充电设备可以通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
S3、充电设备调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同。
该步骤中，所述第一方向为高度方向，即为上下方向。例如，最理想的状态下，第一方向为与地平面垂直的Y方向。
S4、充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
该步骤中，第一水平方向与第二水平方向垂直。例如，第一水平方向为X方向，第二水平方向为Z方向，在具体应用中，X方向通常与电动汽车的车体走向平行，即为左右方向；Z方向通常与电动汽车受电接口的横截面垂直，即为前后方向。采用激光作为信号源，激光源发射出的激光信号打到车辆上，引起散射，一部分光波会反射到激光源的接收器上，根据激光测距原理计算可得到从激光源到目标点的距离。采用激光的方式识别电动汽车的受电接口，由于激光沿直线传播、方向性好、光束非常窄,因此，具有识别速度快，识别精确度高的特点。参考图2所示，该步骤中所述的通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，具体可以为(S201-S206)：
S201、充电设备扫描到目标物体并获得目标物体的距离数据，所述目标物体为电动汽车上设置的任一物体。
S202、充电设备根据获得的目标物体的距离数据对目标物体进行成像处理，获得目标物体的一维轮廓，所述线激光信号形成扇形发射激光面，所述一维轮廓为单个扇形发射激光面扫射到的目标物体上的目标点的投影图线，投影方向为目标物体主视图的投影方向。
S203、充电设备将获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线进行比较，所述特征图线为设置在受电接口周围的特征物体的特征图线或者为受电接口的特征图线，所述特征物体用于标识受电接口。
S204、若获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线相同，则充电设备识别出所述目标物体为受电接口或者为设置在受电接口周围的特征物体。
本实施例提供的技术方案是通过测量物体的一个维度的轮廓实现定位识别。
S205、若所述目标物体为受电接口，则充电设备根据目标物体的距离数据计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
S206、若所述目标物体为设置在受电接口周围的特征物体，则充电设备根据目标物体的距离数据以及特征物体与受电接口的位置关系，计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
S5、充电设备根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
图3A、图3B为本发明提供的充电方法中充电设备的不同状态示意图。在图3A中，充电设备301上设置的激光源300发射线激光信号302，并沿左右方向移动(在X方向上移动)，以识别电动汽车上的受电接口303；在图3B中，充电设备301通过发射的线激光信号302识别出电动汽车上的受电接口303，并停止在对准电动汽车上的受电接口303的位置。
图3C为本发明提供的充电方法中特征物体的设置示意图。参考图3C所示，优选地，将特征物体设置为凹型和凸型间隔设置的条型物，特征物体沿X方向或者Y方向设置在电动汽车的受电接口周围。本实施例中的特征物体304为格栅状条型物，特征物体304可以设置在电动汽车上的受电接口303的任意方位，其形状也可以根据不同应用场景做调整。例如，为了使车辆的受电接口303便于识别，在受电接口303的下方安装特征物体，选择上下轮廓相同的物体作为特征物体，且受电接口303周围没有与被测特征物体相同的轮廓。
在具体应用中，充电设备在第一水平方向上(例如，左右方向)的移动过程可以为：
充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动(即单向移动)，获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动。
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，具体可以为：
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在第一水平方向上移动过程中沿第二水平方向向电动汽车发射线激光信号。
在具体应用中，还可以在电动汽车受电接口设置临界点，例如，设置两个临界点，分别为：第一临界点和第二临界点。充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动，获得电动汽车受电接口的第一临界点和第二临界点在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动；
第一临界点和第二临界点在第一水平方向上(通常为左右方向)和第二水平方向上(通常为前后方向)的中间位置坐标即为电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
本发明实施例提供的技术方案，充电设备在接收到电动汽车发送的充电请求消息，首先根据充电请求消息中包括电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，调整充电插头在Y方向上的位置(充电插头距离地面的高度)，使得充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；在确定充电插头在Y方向上的位置后，充电设备在X方向上移动(左右移动)，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在X方向上(左右方向)和Z方向上(前后方向)的位置坐标。该方案可以提高对电动汽车受电接口的识别速度，进而提高了电动汽车的充电效率。另外，通过在充电接口周围设置特征物体，或者将受电接口外围设计成可以通过测量一个维度的轮廓实现定位识别的形状，并采用线激光信号对目标物体进行激光测距扫描，只获取目标物体的一维轮廓，然后将目标物体的一维轮廓与预先存储的特征物体的特征图线进行比较，即可通过数据处理与计算获得受电接口的位置坐标，因此，更进步一的提高了对对电动汽车受电接口的识别速度，且具有识别精确度高，应用成本低，不受户外天气、太阳光的影响等特点。
图4为本发明提供的电动汽车自动充电系统的结构示意图。参考图4所示，本发明实施例提供的电动汽车自动充电系统包括充电设备和电动汽车，所述充电设备包括：通讯模块、处理模块、运动机构和激光源，所述电动汽车上设置有受电接口。
具体的，所述通讯模块用于接收电动汽车发送的充电请求消息，所述充电请求消息中包括电动汽车的车型信息；所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度；所述运动机构用于调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述第一方向为高度方向；所述运动机构还用于带动充电设备在第一水平方向上移动；所述激光源用于向电动汽车发射线激光信号，所述激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述处理模块通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标；第一水平方向与第二水平方向垂直；所述运动机构还用于根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
如上所述的充电系统，其中，所述充电设备中还存储有电动汽车车型信息数据库；所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，具体为：
处理模块通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，所述电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
本实施例的电动汽车自动充电系统可以用于执行图1所示方法实施例的方法，其实现原理和所要达到的技术效果类似，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，包括：
充电设备接收电动汽车发送的充电请求消息，所述充电请求消息中包括电动汽车的车型信息；
充电设备根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度；
充电设备调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述第一方向为高度方向；
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，所述激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同，通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直；
充电设备根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充电设备根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，具体为：
充电设备通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，所述电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，具体为：
充电设备扫描到目标物体并获得目标物体的距离数据，所述目标物体为电动汽车上设置的任一物体；
充电设备根据获得的目标物体的距离数据对目标物体进行成像处理，获得目标物体的一维轮廓，所述线激光信号形成扇形发射激光面，所述一维轮廓为单个扇形发射激光面扫射到的目标物体上的目标点的投影图线，投影方向为目标物体主视图的投影方向；
充电设备将获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线进行比较，所述特征图线为设置在受电接口周围的特征物体的特征图线或者为受电接口的特征图线，所述特征物体用于标识受电接口；
若获得的目标物体的一维轮廓与预先存储的特征图线相同，则充电设备识别出所述目标物体为受电接口或者为设置在受电接口周围的特征物体；
若所述目标物体为受电接口，则充电设备根据目标物体的距离数据计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标；
若所述目标物体为设置在受电接口周围的特征物体，则充电设备根据目标物体的距离数据以及特征物体与受电接口的位置关系，计算出受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征物体为凹型和凸型间隔设置的条型物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述特征物体沿第一水平方向或者第一方向设置在受电接口周围。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，充电设备在第一水平方向上的移动过程为：
充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动，获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，充电设备从第一水平方向的一端向第一水平方向的另一端移动，获得电动汽车受电接口的第一临界点和第二临界点在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标时，停止移动；
第一临界点和第二临界点在第一水平方向上和第二水平方向上的中间位置坐标即为电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在移动过程中向电动汽车发射线激光信号，具体为：
充电设备在第一水平方向上移动，并带动激光源在第一水平方向上移动过程中沿第二水平方向向电动汽车发射线激光信号。
9.一种电动汽车自动充电系统，所述系统包括充电设备和电动汽车，其特征在于，所述充电设备包括：通讯模块、处理模块、运动机构和激光源，所述电动汽车上设置有受电接口；
所述通讯模块用于接收电动汽车发送的充电请求消息，所述充电请求消息中包括电动汽车的车型信息；
所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度；
所述运动机构用于调整充电插头在第一方向上的位置，使充电插头距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；所述第一方向为高度方向；
所述运动机构还用于带动充电设备在第一水平方向上移动；
所述激光源用于向电动汽车发射线激光信号，所述激光源距离地面的高度与电动汽车受电接口距离地面的高度相同；
所述处理模块通过激光测距扫描获得电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直；
所述运动机构还用于根据电动汽车受电接口在第一水平方向上和第二水平方向上的位置坐标，调整充电插头在第一水平方向上和第二水平方向上的位置，完成充电插头与电动汽车受电接口的对接。
10.根据权利要求9所述的充电系统，其特征在于，所述充电设备中还存储有电动汽车车型信息数据库；所述处理模块用于根据电动汽车的车型信息获得电动汽车受电接口距离地面的高度，具体为：
处理模块通过从预先存储的电动汽车车型信息数据库中查找电动汽车受电接口距离地面的高度，所述电动汽车车型信息数据库包括电动汽车的车型信息以及与车型信息相对应的电动汽车受电接口距离地面的高度。
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