CN112693342B - 一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车充电技术领域，公开了一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置，包括AI平台中心单元和抓取模块，所述抓取模块用于通过充电机和/或移动通用机器人将充电枪与被充电电动汽车连接和断开，所述AI平台中心单元用于采集充电枪、被充电电动汽车以及应用场景的实时数据，将所述实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据充电控制模型的输出结果生成充电操作指令，所述抓取模块接收所述AI平台中心单元下发的所述充电操作指令，并根据所述充电操作指令控制所述充电机和/或移动通用机器人执行相应的充电操作。本发明的自助充电装置，可以与充电机或通用移动机器人对接配套使用，实现充电站的自助充电与充电状态监测管理，灵活性强。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，特别涉及一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置。
背景技术
在现实影响下，全球范围内的能源和资源出现危机，各个国家的能源状况都受到影响，因此世界各国都在不断寻找适合本国经济发展形势的相应措施，同时推动社会经济的不断发展。在目前来说，汽车作为能源消耗的重要因素，能源缺失对其的限制和影响是极其巨大的，所以对于汽车的节能减排变得极其重要。而新能源电动汽车的发展也已经成为各国的共识，我国也在不断提出相关政策来推动新能源电动车的发展，在最大程度上降低能源消耗和碳排放量，为环保做出贡献。
随着新能源电动汽车充电设施作为汽车产业节能减排的重要路径为国际社会广泛关注，对充电的需求量也日益增加。在充电过程中由于功率高电流大，非专业充电枪的插拔也带来了诸多问题，如使用效率低下、操作失误、安全隐患等，并出现了因充电插拔不规范导致的充电接头过热起火，以及引起设备故障对人身安全造成威胁的现象。因而出现了无线充电等技术路径，带来新体验的同时也产生了新的问题，导致无线充电技术的推广应用难以展开。
随着科学技术的进步以及人们生活品质的不断提高，自动机器人、人工智能等新技术也为电动汽车智能充电提出了更多的想象空间。尽管目前受成本、场景适应性、技术功能取舍等多种因素还难以应用推广，但更复杂的机器人充电机、移动充电机器人、自动驾驶与无人驾驶等新技术新应用，特定场合下也在人们的创新开发中逐渐变成现实，这涉及到对充电机及电动汽车接口的改造、场景与路况的升级，这些新技术的产业化应用现阶段技术不成熟、成本高且适应性差。因而相当一段时间内，充电设施的充电连接及充电过程可靠性等问题都困绕着新能源电动汽车的推广应用。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术的问题，提供一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置，可以与充电机或通用移动机器人对接配套使用，实现充电站的自助充电与充电状态监测管理，以及全自动的机器自助充电，灵活性强，降低了对专用智能充电机器人的投入成本与实施难度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置，包括AI平台中心单元和抓取模块，所述AI平台中心单元与所述抓取模块连接；
所述抓取模块，用于通过充电机或移动通用机器人将充电枪与被充电电动汽车连接和断开；
所述AI平台中心单元，用于采集充电枪、被充电电动汽车以及应用场景的实时数据，将所述实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据所述充电控制模型的输出结果生成充电操作指令；
所述抓取模块，还用于接收所述AI平台中心单元下发的所述充电操作指令，并根据所述充电操作指令控制所述充电机和/或移动通用机器人执行相应的充电操作，对被充电电动汽车进行充电。
通过采用上述技术方案，在使用本发明提供的充电装置时，作为一个智能充电体接口，可根据需求，通过AI平台中心单元控制抓取模块直接将充电机的充电枪连接至被充电电动汽车，完成对被充电电动汽车的充电，也可以使抓取模块与充电机或移动通用机器人配套对接，通过充电机和/或移动通用机器人对被充电电动汽车进行充电，实现对现有充电设施或移动通用机器人的充电应用场景的智能升级。AI平台中心单元根据采集的充电枪、被充电电动汽车以及应用场景的实时数据，进行分析运算，将实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据模型的输出结果生成充电操作指令，抓取模块接收充电操作指令，控制充电机和/或移动通用机器人执行充电操作，包括对充电枪进行提取、伸缩、调节、插接、拔出、归放等动作，实现自助完成充电枪从充电机到被充电电动汽车充电插接口的全过程，从而实现电动汽车的自助充电与充电状态监测管理，灵活性强，降低了对专用智能充电机器人的投入成本与实施难度，同时也提高了智能充电体接口的使用效率。
作为本发明的进一步设置：所述AI平台中心单元包括AI训练模块，所述AI训练模块用于建立并储存充电工作模型，结合历史数据与实时数据选择预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的充电控制模型。
通过采用上述技术方案，可以根据实际的充电场景，结合历史数据与实时数据，对预先置入的基于电动汽车充电实施应用场景智能连接与监控的充电工作模型进行自主优化，输出识别、控制抓取以及插接充电枪的最优控制模型，并运用静态的充电桩、动态的移动机器人等其它智能设备的通用功能进行无缝对接，通过自助充电装置完成自助连接充电枪与被充电电动汽车充电座，实现自助充电并对充电状态进行实时监控。
作为本发明的进一步设置：所述AI平台中心单元还包括机器视觉摄像头、数据采集模块、AI数据库模块、AI输出模块、控制模块以及通讯模块，所述机器视觉摄像头与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块与所述AI数据库模块连接，所述AI数据库模块与所述AI训练模块连接，所述AI训练模块与所述AI输出模块连接，所述AI输出模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述抓取模块连接，所述通讯模块与所述AI输出模块以及所述控制模块均连接；
所述机器视觉摄像头，用于读取所述充电机和/或移动通用机器人、所述被充电电动汽车以及应用场景的实时数据，并将所述实时数据传输至所述数据采集模块；
所述数据采集模块，用于接收所述机器视觉摄像头读取的实时数据，并将所述实时数据发送至所述AI数据库模块；
所述AI数据库模块包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于接收所述数据采集模块发送的实时数据并进行处理与编码存储，所述历史数据库用于存储各类与充电连接和充电状态相关的场景特征数据，以及存储所述数据采集模块获取的历史数据；
所述AI训练模块，用于结合所述AI数据库模块存储的历史数据与实时数据，选择预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的充电控制模型，并将所述充电控制模型的结果输出至所述AI输出模块；
所述AI输出模块，用于接收所述充电控制模型的输出结果，并根据所述充电控制模型的输出结果向所述控制模块发送相应的充电操作指令；
所述控制模块，用于接收所述充电操作指令，并根据所述充电操作指令向所述抓取模块发送目标操作指令，以控制所述抓取模块执行相应的操作；
所述通讯模块，用于使所述自助充电装置与所述充电机和/或移动通用机器人、所述被充电电动汽车以及远程监控网络之间进行信息交流。
作为本发明的进一步设置：所述通讯模块包括有线通讯和无线通讯，所述自助充电装置与所述充电机或移动通用机器人之间配置有所述有线通讯的线路接口，所述自助充电装置与所述被充电电动汽车以及远程监控网络之间采用所述无线通讯。
通过采用上述技术方案，有线通讯的配置，可以提高通讯的可靠性与抗干扰能力，无线通讯的设置，可以提高本发明提供的自助充电装置的场景适应性。
作为本发明的进一步设置：所述抓取模块包括抓取臂固定体、第一活动体、第二活动体以及抓取手，所述第一活动体与所述抓取臂固定体连接，所述第二活动体一端与所述第一活动体连接，另一端与所述抓取手连接；
所述抓取臂固定体上设置有平台连接支架和第一电信号连接软管，所述平台连接支架用于固定所述AI平台中心单元，所述第一电信号连接软管用于使所述抓取臂固定体与所述AI平台中心单元电连接；
所述抓取臂固定体上设置有外连接口与第二电信号连接软管，所述外连接口用于固定所述充电机或移动通用机器人，所述第二电信号连接软管用于使所述抓取臂固定体与所述充电机或移动通用机器人电连接；
所述第一活动体、所述第二活动体以及所述抓取手内均设置有执行机构，用于接收所述控制模块发出的充电操作指令，并根据所述充电操作指令完成相应的操作。
作为本发明的进一步设置：所述抓取模块还包括接口感应器阵列，所述接口感应器阵列与所述数据采集模块连接，所述接口感应器阵列安装在所述第一活动体、第二活动体以及所述抓取手内，用于检测和获取所述抓取模块的各种状态参数，并将所述状态参数传输至所述数据采集模块。
作为本发明的进一步设置：所述接口感应器阵列包括压力传感器、位置传感器、速度传感器、尺寸传感器以及温湿度传感器。
通过采用上述技术方案，接口感应器阵列检测和获取抓取模块的压力、位置、速度、尺寸以及温湿度等状态参数信息，并通过数据采集模块传输至AI数据库模块，便于AI训练模块结合数据生成适应被充电场景的最优控制模型，灵活性强，提高了本发明的自助充电装置的适应性和使用效率，同时，获取的状态参数通过人机交互模块进行显示，便于用户对充电状态进行实时监测管理。
作为本发明的进一步设置：所述AI平台中心单元还包括人机交互模块，所述人机交互模块分别与所述AI数据库模块以及所述控制模块连接，所述人机交互模块用于实现所述自助充电装置与所述充电机和/或移动通用机器人以及用户之间的交互显示和操作。
通过采用上述技术方案，人机交互模块可以显示抓取模块的状态参数、充电插拔图像位置、充电量参数、充电接口温度等信息，供用户实时查看与参考，同时用户可以通过人机交互模块发出简单的操作控制指令，对AI训练模块的充电工作模型进行调整和设置。
作为本发明的进一步设置：所述AI平台中心单元还包括红外测温器，所述红外测温器与所述数据采集模块连接，用于动态检测所述被充电电动汽车充电时所述被充电充电接口的工作温度，并将温度数据实时传输至所述数据采集模块。
通过采用上述技术方案，红外测温器的设置，实现本发明的自助充电装置对站内多充电接口的自动巡检或支持巡检人员对充电设施进行充电状态监控，避免充电中意外过温现象发生，并将温度数据实时传输至数据采集模块，为充电工作模型的训练提供数据优化，促进模型的持续完善。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的自助充电装置可独立操作使用，完成电动汽车的自助充电，也可以通过外连接口固定的充电机或移动通用机器人进行组合，方便实现对现有充电设施或移动通用机器人的充电应用场景的智能升级，实现电动汽车的自助充电与充电状态监测管理，灵活性强，降低了对专用智能充电机器人的投入成本与实施难度，同时也提高了自助充电装置的使用效率。
2、AI训练模块可以根据实际的充电场景，结合历史数据与实时数据，对预先置入的基于电动汽车充电实施应用场景智能连接与监控的充电工作模型进行自主优化，输出识别、控制抓取以及插接充电枪的最优控制模型，并运用静态的充电桩、动态的移动机器人等其它智能设备的通用功能进行无缝对接，通过自助充电装置完成自助连接充电枪与被充电电动汽车充电座，实现自助充电并对充电状态进行实时监控。
3、通讯模块采用有线通讯和无线通讯的方式，自助充电装置与充电机或移动通用机器人之间配置有有线通讯的线路接口，可以提高通讯的可靠性与抗干扰能力，自助充电装置与被充电电动汽车以及远程监控网络之间采用无线通讯，可以提高本发明提供的自助充电装置的场景适应性。
4、接口感应器阵列检测和获取抓取模块的压力、位置、速度、尺寸以及温湿度等状态参数信息，并通过数据采集模块传输至AI数据库模块，便于AI训练模块结合数据生成适应被充电场景的最优控制模型，灵活性强，提高了本发明的自助充电装置的适应性和使用效率，同时，获取的状态参数通过人机交互模块进行显示，便于用户对充电状态进行实时监测管理。
5、人机交互模块可以显示抓取模块的状态参数、充电插拔图像位置、充电量参数、充电接口温度等信息，供用户实时查看与参考，同时用户可以通过人机交互模块发出简单的操作控制指令，对AI训练模块的充电工作模型进行调整和设置。
6、红外测温器动态检测被充电电动汽车充电时被充电充电接口的工作温度，实现本发明的自助充电装置对站内多充电接口的自动巡检或支持巡检人员对充电设施进行充电状态监控，避免充电中意外过温现象发生，并将温度数据实时传输至数据采集模块，为充电工作模型的训练提供数据优化，促进模型的持续完善。
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是本发明一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置的总体结构框图；
图2是本发明一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置的结构示意图；
图3是本发明一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置AI平台中心单元的模块示意图。
图中，1、AI平台中心单元，11、机器视觉摄像头，12、数据采集模块，13、AI数据库模块，14、AI训练模块，15、AI输出模块，16、控制模块，17、通讯模块，18、人机交互模块，19、红外测温器；2、抓取模块，21、抓取臂固定体，22、第一活动体，23、第二活动体，24、抓取手，25、外连接口，26、第二电信号连接软管，27、接口感应器阵列；3、被充电电动汽车；4、充电机和/或移动通用机器人；5、平台连接支架；6、第一电信号连接软管。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
参见图1，一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置，包括AI平台中心单元1和抓取模块2，AI平台中心单元1与抓取模块2连接，抓取模块2用于通过充电机和/或移动通用机器人4将充电枪与被充电电动汽车3连接和断开，AI平台中心单元1用于采集充电枪、被充电电动汽车3以及应用场景的实时数据，将实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据充电控制模型的输出结果生成充电操作指令，抓取模块2还用于接收AI平台中心单元1下发的充电操作指令，并根据充电操作指令控制充电机和/或移动通用机器人4执行相应的充电操作，对被充电电动汽车3进行充电。
在使用本发明提供的充电装置时，作为一个智能充电体接口，可根据需求，通过AI平台中心单元1控制抓取模块2直接将充电机的充电枪连接至被充电电动汽车3，完成对被充电电动汽车3的充电，也可以使抓取模块2与充电机和/或移动通用机器人4配套对接，通过充电机和/或移动通用机器人4对被充电电动汽车3进行充电，实现对现有充电设施或移动通用机器人的充电应用场景的智能升级。AI平台中心单元1根据采集的充电枪、被充电电动汽车3以及应用场景的实时数据，进行分析运算，将实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据模型的输出结果生成充电操作指令，抓取模块2接收充电操作指令，控制充电机和/或移动通用机器人4执行充电操作，包括对充电枪进行提取、伸缩、调节、插接、拔出、归放等动作，实现自助完成充电枪从充电机到被充电电动汽车3充电插接口的全过程，从而实现电动汽车的自助充电与充电状态监测管理，灵活性强，降低了对专用智能充电机器人的投入成本与实施难度，同时也提高了智能充电体接口的使用效率。
参见图3，AI平台中心单元1包括AI训练模块14，AI训练模块14用于建立并储存充电工作模型，结合历史数据与实时数据选择预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的充电控制模型。
在机器学习中，通常会有确定模型、训练模型、使用模型三个步骤，模型可以理解为函数，确定模型就是确定这些数据的特征符合哪个函数，训练模型就是用已有的数据，通过一些方法确定函数的参数并设置权重，参数确定后的函数就是训练的结果，使用模型就是把新的数据代入函数求值。通常在训练模型时，会定义一个损失函数，加入输入样本，根据前向传播得到预测试，跟真实样本或目标样本比较，得到损失值，接着采用反向传播，更新参数优化权重，来回不断地迭代，直至损失函数最小，这时的参数就是模型需要的参数。
通过设置AI训练模块14，可以根据实际的充电场景，结合历史数据与实时数据，对预置的充电工作模型进行训练，从而得到最优的控制模型。本实施例的AI平台中心单元1的机器学习采用Facebook开源的Pytorch框架，基于Ubuntu操作系统的开源GUN/Linux操作系统，默认PyTorch安装环境，以其相关智能数据与模型为基础，包括Anaconda包管理工具、镜像设置、可视化工具、GPU(图像处理器)等，通过置入开发的基于电动汽车充电实施应用场景智能连接与监控的数据训练模型进行自主优化，输出识别、控制抓取以及插接充电枪的最优控制模型，并运用静态的充电桩、动态的移动机器人等其它智能设备的通用功能进行无缝对接，通过自助充电装置完成自助连接充电枪与被充电电动汽车3充电座，实现自助充电并对充电状态进行实时监控。
参见图3，AI平台中心单元1还包括机器视觉摄像头11、数据采集模块12、AI数据库模块13、AI输出模块15、控制模块16以及通讯模块17，机器视觉摄像头11与数据采集模块12连接，数据采集模块12与AI数据库模块13连接，AI数据库模块13与AI训练模块14连接，AI训练模块14与AI输出模块15连接，AI输出模块15与控制模块16连接，控制模块16与抓取模块2连接，通讯模块17与AI输出模块15以及控制模块16均连接。
具体的，机器视觉摄像头11用于读取充电机和/或移动通用机器人4、被充电电动汽车3以及应用场景的实时数据，并将实时数据传输至数据采集模块12，这里的实时数据主要包括感知充电机的充电枪、被充电电动汽车3的充电座、实现充电枪插拔的路径以及周边环境的配置等。
具体的，数据采集模块12用于接收机器视觉摄像头11读取的实时数据，并将实时数据发送至AI数据库模块13。
具体的，AI数据库模块13包括实时数据库和历史数据库，实时数据库用于接收数据采集模块12发送的实时数据并进行处理与编码存储，历史数据库用于存储各类与充电连接和充电状态相关的场景特征数据、电动汽车标准充电枪与充电座安装图片、主要技术参数与信息，以及存储数据采集模块12获取的历史数据。
具体的，AI训练模块14用于结合AI数据库模块13存储的历史数据与实时数据，优选预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的最优控制模型，并将最优控制模型的结果输出至AI输出模块15。
具体的，AI输出模块15用于接收最优控制模型的输出结果，并根据最优控制模型的输出结果向控制模块16发送相应的充电操作指令。
具体的，控制模块16用于接收充电操作指令，并根据充电操作指令向抓取模块2发送目标操作指令，控制抓取模块2执行相应的操作，控制模块16为本发明提供的自助充电装置完成各种动作的控制中心，用于接收操作控制指令，控制抓取模块2各活动部件互相配合精准工作，控制模块16包括信号处理与运算能力强的集成电路处理器，如DSP(数字信号处理器)、CPU(中央处理器)、FPGA(可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)等可编程逻辑控制器件，执行或实现充电枪从充电机到电动汽车充电插接口自助完成的全过程，包括运动抓取模块2的活动体和抓取手24，识别选择并打开或关闭被充电电动汽车3充电座，对充电枪进行提取、伸缩、调节、插接、拨出、归放等动作，并发出相应的控制状态指令反馈到AI平台中心单元1与用户界面。
具体的，通讯模块17用于使自助充电装置与充电机和/或移动通用机器人4、被充电电动汽车3以及远程监控网络之间进行信息交流，通讯模块17用于实现自助充电装置与外部工作场景的信息交流，这里的外部工作场景主要包括与自助充电装置直接组合使用并通过外连接口25固定的充电机和/或移动通用机器人4、被充电电动汽车及它们周边的路径环境。
参见图3，通讯模块17包括有线通讯和无线通讯，自助充电装置与充电机或移动通用机器人之间配置有有线通讯的线路接口，有线通讯可采用RS485、CAN总线、有线网络等，提高通讯的可靠性与抗干扰能力；自助充电装置与被充电电动汽车3以及远程监控网络之间采用无线通讯，以提高本发明提供的自助充电装置的场景适应性，无线通讯可采用蓝牙、基于5G的Wifi、ZigBee等；通讯协议支持GBT27930、MODBUS、OCPP等通讯协议。
参见图2，抓取模块2包括抓取臂固定体21、第一活动体22、第二活动体23以及抓取手24，第一活动体22与抓取臂固定体21连接，第二活动体23一端与第一活动体22连接，另一端与抓取手24连接；抓取臂固定体21上设置有平台连接支架5和第一电信号连接软管6，平台连接支架5用于固定AI平台中心单元1，第一电信号连接软管6用于使抓取臂固定体21与AI平台中心单元1电连接，抓取臂固定体21上设置有外连接口25与第二电信号连接软管26，外连接口25用于固定充电机或移动通用机器人，第二电信号连接软管26用于使抓取臂固定体21与充电机或移动通用机器人电连接，实现对现有充电设施或移动通用机器人的充电应用场景的智能升级；第一活动体22、第二活动体23以及抓取手24内均设置有执行机构，用于接收控制模块16发出的操作指令，并根据操作指令完成各种控制操作，包括识别并打开或关闭被充电电动汽车3的充电座，对充电枪进行提取、伸缩、调节、插接、拨出、归放等动作。
参见图3，抓取模块2还包括接口感应器阵列27，接口感应器阵列27与数据采集模块12连接，接口感应器阵列27安装在第一活动体22、第二活动体23以及抓取手24内，用于检测和获取抓取模块2的各种状态参数，并将状态参数传输至数据采集模块12。
具体的，接口感应器阵列27包括压力传感器、位置传感器、速度传感器、尺寸传感器以及温湿度传感器，用于检测和获取抓取模块2的压力、位置、速度、尺寸以及温湿度等状态参数信息，通过数据采集模块12传输至AI数据库模块13，便于AI训练模块14结合数据生成适应被充电场景的最优控制模型，灵活性强，提高了本发明的自助充电装置的适应性和使用效率，同时，获取的状态参数通过人机交互模块18进行显示，便于用户对充电状态进行实时监测管理。
参见图3，AI平台中心单元1还包括人机交互模块18，人机交互模块18分别与AI数据库模块13以及控制模块16连接，人机交互模块18用于实现自助充电装置与充电机或移动通用机器人4以及用户之间的交互显示和操作，可进行基础的AI训练模型数据修改与调节，显示状态图像与数据供用户参考。本实施例中的人机交互模块18包括用户操作界面，用户操作界面可以是触控显示屏或液晶显示屏，显示抓取模块2的状态参数、充电插拔图像位置、充电量参数、充电接口温度等信息，同时也可以发出简单的操作控制指令，对AI训练模块14的充电工作模型进行调整和设置。
参见图2和图3，AI平台中心单元1还包括红外测温器19，红外测温器19与数据采集模块12连接，用于动态检测被充电电动汽车3充电时被充电充电接口的工作温度，实现本发明的自助充电装置对站内多充电接口的自动巡检或支持巡检人员对充电设施进行充电状态监控，避免充电桩意外过温现象发生，并将温度数据实时传输至数据采集模块12，为充电工作模型的训练提供数据优化，促进模型的持续完善。
本发明提供的基于人工智能的电动汽车自助充电装置可独立操作使用，完成电动汽车的自助充电，也可以通过外连接口25固定的充电机或移动通用机器人进行组合，方便实现对现有充电设施或移动通用机器人的充电应用场景的智能升级，实现电动汽车的自助充电与充电状态监测管理。
Claims (5)
1.一种基于人工智能的电动汽车自助充电装置，其特征在于：包括AI平台中心单元（1）和抓取模块（2），所述AI平台中心单元（1）与所述抓取模块（2）连接；
所述抓取模块（2），用于通过充电机和/或移动通用机器人（4）将充电枪与被充电电动汽车（3）连接和断开；
所述AI平台中心单元（1），用于采集充电枪、被充电电动汽车（3）以及应用场景的实时数据，将所述实时数据输入至预先训练的充电控制模型中，并根据所述充电控制模型的输出结果生成充电操作指令；
所述抓取模块（2），还用于接收所述AI平台中心单元（1）下发的所述充电操作指令，并根据所述充电操作指令控制所述充电机和/或移动通用机器人（4）执行相应的充电操作，对被充电电动汽车（3）进行充电；
所述AI平台中心单元（1）包括AI训练模块（14），所述AI训练模块（14）用于建立并储存充电工作模型，结合历史数据与实时数据选择预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的充电控制模型；
所述AI平台中心单元（1）还包括机器视觉摄像头（11）、数据采集模块（12）、AI数据库模块（13）、AI输出模块（15）、控制模块（16）以及通讯模块（17），所述机器视觉摄像头（11）与所述数据采集模块（12）连接，所述数据采集模块（12）与所述AI数据库模块（13）连接，所述AI数据库模块（13）与所述AI训练模块（14）连接，所述AI训练模块（14）与所述AI输出模块（15）连接，所述AI输出模块（15）与所述控制模块（16）连接，所述控制模块（16）与所述抓取模块（2）连接，所述通讯模块（17）与所述AI输出模块（15）以及所述控制模块（16）均连接；
所述机器视觉摄像头（11），用于读取所述充电机和/或移动通用机器人（4）、所述被充电电动汽车（3）以及应用场景的实时数据，并将所述实时数据传输至所述数据采集模块（12）；
所述数据采集模块（12），用于接收所述机器视觉摄像头（11）读取的实时数据，并将所述实时数据发送至所述AI数据库模块（13）；
所述AI数据库模块（13）包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于接收所述数据采集模块（12）发送的实时数据并进行处理与编码存储，所述历史数据库用于存储各类与充电连接和充电状态相关的场景特征数据，以及存储所述数据采集模块（12）获取的历史数据；
所述AI训练模块（14），用于结合所述AI数据库模块（13）存储的历史数据与实时数据，选择预置的充电工作模型进行训练，验证并快速生成适应被充电场景的充电控制模型，并将所述充电控制模型的结果输出至所述AI输出模块（15）；
所述AI输出模块（15），用于接收所述充电控制模型的输出结果，并根据所述充电控制模型的输出结果向所述控制模块（16）发送相应的充电操作指令；
所述控制模块（16），用于接收所述充电操作指令，并根据所述充电操作指令向所述抓取模块（2）发送目标操作指令，以控制所述抓取模块（2）执行相应的操作；
所述通讯模块（17），用于使所述自助充电装置与所述充电机和/或移动通用机器人（4）、所述被充电电动汽车（3）以及远程监控网络之间进行信息交流；所述抓取模块（2）包括抓取臂固定体（21）、第一活动体（22）、第二活动体（23）以及抓取手（24），所述第一活动体（22）与所述抓取臂固定体（21）连接，所述第二活动体（23）一端与所述第一活动体（22）连接，另一端与所述抓取手（24）连接；
所述抓取臂固定体（21）上设置有平台连接支架（5）和第一电信号连接软管（6），所述平台连接支架（5）用于固定所述AI平台中心单元（1），所述第一电信号连接软管（6）用于使所述抓取臂固定体（21）与所述AI平台中心单元（1）电连接；
所述抓取臂固定体（21）上设置有外连接口（25）与第二电信号连接软管（26），所述外连接口（25）用于固定所述充电机或移动通用机器人，所述第二电信号连接软管（26）用于使所述抓取臂固定体（21）与所述充电机或移动通用机器人电连接；
所述第一活动体（22）、所述第二活动体（23）以及所述抓取手（24）内均设置有执行机构，用于接收所述控制模块（16）发出的充电操作指令，并根据所述充电操作指令完成相应的操作；
所述抓取模块（2）还包括接口感应器阵列（27），所述接口感应器阵列（27）与所述数据采集模块（12）连接，所述接口感应器阵列（27）安装在所述第一活动体（22）、第二活动体（23）以及所述抓取手（24）内，用于检测和获取所述抓取模块（2）的各种状态参数，并将所述状态参数传输至所述数据采集模块（12）。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能的电动汽车自助充电装置，其特征在于：所述通讯模块（17）包括有线通讯和无线通讯，所述自助充电装置与所述充电机或移动通用机器人之间配置有所述有线通讯的线路接口，所述自助充电装置与所述被充电电动汽车（3）以及远程监控网络之间采用所述无线通讯。
3.根据权利要求1所述的基于人工智能的电动汽车自助充电装置，其特征在于：所述接口感应器阵列（27）包括压力传感器、位置传感器、速度传感器、尺寸传感器以及温湿度传感器。
4.根据权利要求1所述的基于人工智能的电动汽车自助充电装置，其特征在于：所述AI平台中心单元（1）还包括人机交互模块（18），所述人机交互模块（18）分别与所述AI数据库模块（13）以及所述控制模块（16）连接，所述人机交互模块（18）用于实现所述自助充电装置与所述充电机和/或移动通用机器人（4）以及用户之间的交互显示和操作。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于人工智能的电动汽车自助充电装置，其特征在于：所述AI平台中心单元（1）还包括红外测温器（19），所述红外测温器（19）与所述数据采集模块（12）连接，用于动态检测所述被充电电动汽车（3）充电时被充电充电接口的工作温度，并将温度数据实时传输至所述数据采集模块（12）。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109050297A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 西安理工大学 | 一种互联网+模式下车库中电动汽车自动共享充电装置及充电方法 |
| CN109523087A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-26 | 国网山东省电力公司德州供电公司 | 基于深度学习的电动汽车快充站储能监测系统及其方法 |
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| WO2019178953A1 (zh) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 深圳市南霸科技有限公司 | 一种基于物联网的智能电池状态监测系统 |
| CN110370983A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-25 | 东北大学 | 基于5g移动通讯的电动汽车用电池管理系统 |
| CN111369329A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-03 | 中国科学院自动化研究所 | 基于区块链的电动汽车电池管理系统、租赁及运维方法 |
| CN111376789A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-07 | 上海大族富创得科技有限公司 | Agv电池充电管理方法、系统和计算机可读存储介质 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019178953A1 (zh) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 深圳市南霸科技有限公司 | 一种基于物联网的智能电池状态监测系统 |
| CN109050297A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-21 | 西安理工大学 | 一种互联网+模式下车库中电动汽车自动共享充电装置及充电方法 |
| CN109523087A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-26 | 国网山东省电力公司德州供电公司 | 基于深度学习的电动汽车快充站储能监测系统及其方法 |
| CN109774522A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-21 | 湖北追日电气股份有限公司 | 一种可移动一体式天然气充电机及控制方法 |
| CN110370983A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-10-25 | 东北大学 | 基于5g移动通讯的电动汽车用电池管理系统 |
| CN111376789A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-07 | 上海大族富创得科技有限公司 | Agv电池充电管理方法、系统和计算机可读存储介质 |
| CN111369329A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-03 | 中国科学院自动化研究所 | 基于区块链的电动汽车电池管理系统、租赁及运维方法 |
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