CN112977146A - 一种自动驾驶车辆充电方法、系统及一种充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动驾驶车辆充电方法、系统及一种充电桩，方法包括以下步骤：S1：监测电池组的状态信息，状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若电量低于阈值，发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；S2：接收到充电请求信息后，发送充电桩的坐标；S3：保存当前的任务进程，根据充电桩的坐标规划路径，向充电桩移动；S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。解决了保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

Description

一种自动驾驶车辆充电方法、系统及一种充电桩

技术领域

本发明涉及自动驾驶车辆充电技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆充电方法、系统及一种充电桩。

背景技术

目前自动驾驶车辆作为工业机器人和服务机器人已在多种领域内被广泛应用，其主要供能方式为电力供能。自动驾驶车辆需要充电时，需自主导航或经引导移动至充电桩处，然后与充电桩的接口对接，但往往一种充电桩只能对一种或几种自动驾驶车辆进行充电，随着自动驾驶车辆的设计更新，有可能会造成充电接口位置不匹配的问题，且自动驾驶车辆与充电桩对接时，其对接准确度也十分重要，若对接准确率低，会浪费大量的时间。在实际应用的过程中，在充电前对待充电电池的状态监测也很重要，电池温度过高或过低都会影响电池充电的效率。因此需要自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶车辆充电方法、系统及一种充电桩，用于解决保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种自动驾驶车辆充电方法，包括以下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若电量低于阈值，发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S2：接收到充电请求信息后，发送充电桩的坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据充电桩的坐标规划路径，向充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。

有益效果为：

本方法通过监测电池组的状态信息，保证电池组在充电前电池温度处于设定范围，保证了电池组的充电效率，并且在自动驾驶车辆进入充电区域后，结合充电区域的图像辅助自动驾驶车辆与充电桩完成准确对接，提高了对接的准确率，节省了因对接不准确而浪费的大量的时间，解决了保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

进一步的，还包括步骤S6：充电完成后，根据任务进程回到当前坐标或重新规划路径以继续执行任务。在充电完成后能够根据充电前自动驾驶车辆在执行的任务进程中的任务节点，规划路径回到充电前的坐标或重新规划路径继续完成任务，避免了因充电导致的任务中断以及任务中断后的恢复操作，增加了自动驾驶车辆的效率，节省了时间。

进一步的，步骤S2具体为：接收到充电请求信息后，根据当前坐标选择距离最近的充电桩，发送充电桩的坐标。选择最近的充电桩，有效防止了自动驾驶车辆在寻找充电桩过程中电量耗尽的风险，提高了系统的整体效率，保证了自动驾驶车辆的安全，节省了时间。

进一步的，步骤S4还包括：若电池组的温度高于设定区间，对电池组进行降温；若电池组的温度低于设定区间，对电池组进行温度补偿。通过降温和温度补偿，使电池组在充电前温度保持在一个安全的范围，提升了电池组的充电效率并且有利于延长电池组的使用寿命，有效防止了因电池组温度异常导致的电力储备不足。

本发明还提供了一种自动驾驶车辆充电系统，包括自动驾驶车辆、充电桩和调度系统，自动驾驶车辆包括底盘、充电接口、动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块、定位导航模块和第一中央处理模块，充电接口、动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块、定位导航模块和第一中央处理模块集成在底盘上，充电接口用于与充电桩的充电接口对接，第一中央处理模块用于控制动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块和定位导航模块，第一中央处理模块包括第一处理单元和第一存储单元，第一处理单元执行存储在第一存储单元中的指令以实现如下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若电量低于阈值，发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据所述充电桩的坐标规划路径，向充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

充电桩包括充电接口、第二通信模块、视觉模块和第二中央处理模块，充电接口用于与自动驾驶车辆的充电接口对接，第二中央处理模块用于控制第二通信模块和视觉模块，第二中央处理模块包括第二处理单元和第二存储单元，第二处理单元执行存储在第二存储单元中的指令以实现如下步骤：

S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。

调度系统包括第三通信模块和第三中央处理模块，第三中央处理模块用于控制第三通信模块与第一通信模块和/或第二通信模块通信并处理数据，第三中央处理模块包括第三处理单元和第三存储单元，第三处理单元执行存储在第三存储单元中的指令以实现如下步骤：

S2：接收到充电请求信息后，发送充电桩的坐标。

有益效果：

本系统通过自动驾驶车辆的电池监测模块监测电池组的状态信息，保证电池组在充电前电池温度处于设定范围，保证了电池组的充电效率，并且在自动驾驶车辆进入充电区域后，结合充电桩获取的充电区域的图像辅助自动驾驶车辆与充电桩完成准确对接，提高了对接的准确率，节省了因对接不准确而浪费的大量的时间，解决了保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

进一步的，第一处理单元执行存储在第一存储单元中的指令以实现如下步骤：S6：充电完成后，根据任务进程回到当前坐标或重新规划路径以继续执行任务。在充电完成后能够根据充电前自动驾驶车辆在执行的任务进程中的任务节点，规划路径回到充电前的坐标或重新规划路径继续完成任务，避免了因充电导致的任务中断以及任务中断后的恢复操作，增加了自动驾驶车辆的效率，节省了时间。

进一步的，自动驾驶车辆还包括电池温度调节模块，电池温度调节模块用于调节电池组的温度，第一中央处理模块用于控制电池温度调节模块，步骤S4还包括：若电池组的温度高于设定区间，对电池组进行降温；若电池组的温度低于设定区间，对电池组进行温度补偿。通过电池温度调节模块的降温和温度补偿，使电池组在充电前温度保持在一个安全的范围，提升了电池组的充电效率并且有利于延长电池组的使用寿命，有效防止了因电池组温度异常导致的电力储备不足。

进一步的，步骤S2具体为：接收到充电请求信息后，根据当前坐标选择距离最近的充电桩，发送充电桩的坐标。通过调度系统的第三中央处理模块选择最近的充电桩后，然后通过第三通信模块与自动驾驶车辆的第一通信模块通信以发送选择到的最优充电桩的坐标，有效防止了自动驾驶车辆在寻找充电桩过程中电量耗尽的风险，提高了系统的整体效率，保证了自动驾驶车辆的安全，节省了时间。

本发明还提供了一种充电桩，包括充电接口、通信模块、视觉模块和中央处理模块，充电接口用于与自动驾驶车辆的充电接口对接，中央处理模块用于控制通信模块和视觉模块，中央处理模块包括处理单元和存储单元，处理单元执行存储在存储单元中的指令以实现如下步骤：

S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。

有益效果：

通过充电桩上设置的视觉模块获取充电区域的图像，提高了对接的准确率，节省了因对接不准确而浪费的大量的时间，解决了保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

附图说明

图1是本发明自动驾驶车辆充电方法示意图；

图2是本发明自动驾驶车辆充电系统示意图。

具体实施方式

一种自动驾驶车辆充电方法的实施例：

本发明所提供的一种自动驾驶车辆充电方法，其核心步骤如图1所示，包括以下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若电量低于阈值，发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S2：接收到充电请求信息后，发送充电桩的坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据充电桩的坐标规划路径，向充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。

上述方法还包括步骤S6：充电完成后，根据任务进程回到当前坐标或重新规划路径以继续执行任务。在充电完成后能够根据充电前自动驾驶车辆在执行的任务进程中的任务节点，规划路径回到充电前的坐标或重新规划路径继续完成任务，避免了因充电导致的任务中断以及任务中断后的恢复操作，增加了自动驾驶车辆的效率，节省了时间。

上述方法中，步骤S2具体为：接收到充电请求信息后，根据当前坐标选择距离最近的充电桩，发送充电桩的坐标。选择最近的充电桩，有效防止了自动驾驶车辆在寻找充电桩过程中电量耗尽的风险，提高了系统的整体效率，保证了自动驾驶车辆的安全，节省了时间。

上述方法中，步骤S4还包括：若电池组的温度高于设定区间，对电池组进行降温；若电池组的温度低于设定区间，对电池组进行温度补偿。通过降温和温度补偿，使电池组在充电前温度保持在一个安全的范围，提升了电池组的充电效率并且有利于延长电池组的使用寿命，有效防止了因电池组温度异常导致的电力储备不足。

本方法通过监测电池组的状态信息，保证电池组在充电前电池温度处于设定范围，保证了电池组的充电效率，并且在自动驾驶车辆进入充电区域后，结合充电区域的图像辅助自动驾驶车辆与充电桩完成准确对接，提高了对接的准确率，节省了因对接不准确而浪费的大量的时间，解决了保证自动驾驶车辆在电池状态稳定的情况下与充电桩准确地完成对接的问题。

一种自动驾驶车辆充电系统的实施例：

如图2所示，一种自动驾驶车辆充电系统，包括自动驾驶车辆101、充电桩201和调度系统301，其中自动驾驶车辆101包括底盘(图中未画出)、充电接口(图中未画出)、动力模块102、电池组103、电池监测模块104、第一通信模块105、定位导航模块106和第一中央处理模块107，动力模块102、电池组103、电池监测模块104、第一通信模块105、定位导航模块106和第一中央处理模块107集成在底盘上，充电接口用于与充电桩的充电接口对接，第一中央处理模107块用于控制动力模块102、电池组103、电池监测模块104、第一通信模块105和定位导航模块106，第一通信模块105用于与第二通信模块202和/或第三通信模块302通信，定位导航模块106用于自动驾驶车辆101的路径规划，第一中央处理模块107包括第一处理单元(图中未画出)和第一存储单元(图中未画出)，第一处理单元执行存储在第一存储单元中的指令以实现如下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若电量低于阈值，发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据充电桩的坐标规划路径，向充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

充电桩201包括充电接口(图中未画出)、第二通信模块202、视觉模块203和第二中央处理模块204，充电接口用于与自动驾驶车辆101的充电接口对接，第二中央处理模块204用于控制第二通信模块202和视觉模块203，第二通信模块202用于与第一通信模块105和/或第三通信模块302通信，视觉模块203用于采集充电区域的图像，第二中央处理模块204包括第二处理单元(图中未画出)和第二存储单元(图中未画出)，第二处理单元执行存储在第二存储单元中的指令以实现如下步骤：

S5：接收到待充电信息后，获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆与充电桩的对接。

调度系统301包括第三通信模块302和第三中央处理模块303，第三中央处理模块303用于控制第三通信模块302与第一通信模块105和/或第二通信模块202通信并处理数据，第三中央处理模块303包括第三处理单元(图中未画出)和第三存储单元(图中未画出)，第三处理单元执行存储在第三存储单元中的指令以实现如下步骤：

S2：接收到充电请求信息后，发送充电桩的坐标。

自动驾驶车辆充电系统工作时，首先电池监测模块104监测电池组103的状态，电池监测模块104获取电池组103的状态信息，电池组103的状态信息包括电池组103的电量和电池组103的温度，若电量低于阈值(该阈值根据不同的任务类型而动态设定)，第一中央处理模块107控制第一通信模块105向调度系统301发送充电请求信息，充电请求信息包括自动驾驶车辆101的当前坐标；调度系统301接收到充电请求信息后，第三中央处理模块303控制第三通信模块302向自动驾驶车辆101发送充电桩201的坐标；自动驾驶车辆101接受到调度系统301发送的充电桩201的坐标后，第一中央处理模块107保存当前的任务进程，定位导航模块106根据充电桩201的坐标规划路径，在动力模块102的驱动下向充电桩201移动；自动驾驶车辆101根据规划路径判断是否进入充电区域，若自动驾驶车辆101进入充电区域且电池组103的温度处于设定区间(该设定区间根据自动驾驶车辆101的工作季节不同和/或工况不同来确定)，第一中央处理模块107控制第一通信模块105向充电桩201发送待充电信息，若自动驾驶车辆101未进入充电区域，则定位导航模块106对路径进行修正以引导自动驾驶车辆101进入充电区域；充电桩201接收到待充电信息后，第二中央处理模块204控制视觉模块203获取充电区域的图像，根据图像完成自动驾驶车辆101与充电桩201的对接，对接过程为第二中央处理模块204根据充电区域的图像计算自动驾驶车辆101的充电接口与充电桩201之间的距离和/或角度，然后将数据通过第二通信模块202发送给自动驾驶车辆101，第一中央处理模块107根据上述数据控制定位导航模块106或动力模块102修正自动驾驶车辆101的位姿，以使自动驾驶车辆101的充电接口与充电桩201的充电接口顺利对接以进行充电。

作为其他实施方式，上述工作过程中，调度系统301接收到充电请求信息后，第三中央处理模块303控制第三通信模块302向部署在不同位置的各个充电桩发送位置请求信息，第三中央处理模块303根据自动驾驶车辆101的当前坐标选择距离与之最近的充电桩201，第三中央处理模块303控制第三通信模块302向自动驾驶车辆101发送充电桩201的坐标

作为其他实施方式，自动驾驶车辆101还包括电池温度调节模块，电池温度调节模块用于调节电池组103的温度，第一中央处理模块107用于控制电池温度调节模块，若电池组103的温度高于设定区间，电池温度调节模块对电池组103进行降温；若电池组103的温度低于设定区间，电池温度调节模块对电池组103进行温度补偿。通过降温和温度补偿，使电池组在充电前温度保持在一个安全的范围，提升了电池组的充电效率并且有利于延长电池组的使用寿命，有效防止了因电池组温度异常导致的电力储备不足。

作为其他实施方式，上述工作过程中，当自动驾驶车辆101充电完成后，第一中央处理模块107根据存储的任务进程回到当前坐标(自动驾驶车辆101在充电前，其在任务节点中的坐标)或由定位导航模块106重新规划路径以继续执行任务。

本发明还提供了一种充电桩，该充电桩的实施例包含在上述一种自动驾驶车辆充电系统的实施例中，在此不再赘述。

上述实施例仅以一种具体的实施方式说明本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种自动驾驶车辆充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，所述状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若所述电量低于阈值，发送充电请求信息，所述充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S2：接收到所述充电请求信息后，发送充电桩的坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据所述充电桩的坐标规划路径，向所述充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且所述电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

S5：接收到所述待充电信息后，获取所述充电区域的图像，根据所述图像完成所述自动驾驶车辆与所述充电桩的对接。

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆充电方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S6：充电完成后，根据所述任务进程回到所述当前坐标或重新规划路径以继续执行任务。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动驾驶车辆充电方法，其特征在于，步骤S2具体为：

接收到所述充电请求信息后，根据所述当前坐标选择距离最近的充电桩，发送充电桩的坐标。

4.根据权利要求3所述的一种自动驾驶车辆充电方法，其特征在于，步骤S4还包括：

若所述电池组的温度高于所述设定区间，对所述电池组进行降温；若所述电池组的温度低于所述设定区间，对所述电池组进行温度补偿。

5.一种自动驾驶车辆充电系统，其特征在于：包括自动驾驶车辆、充电桩和调度系统，所述自动驾驶车辆包括底盘、充电接口、动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块、定位导航模块和第一中央处理模块，所述充电接口、动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块、定位导航模块和第一中央处理模块集成在所述底盘上，所述充电接口用于与充电桩的充电接口对接，所述第一中央处理模块用于控制所述动力模块、电池组、电池监测模块、第一通信模块和定位导航模块，所述第一中央处理模块包括第一处理单元和第一存储单元，所述第一处理单元执行存储在所述第一存储单元中的指令以实现如下步骤：

S1：监测电池组的状态信息，所述状态信息包括电池组的电量和电池组的温度，若所述电量低于阈值，发送充电请求信息，所述充电请求信息包括自动驾驶车辆的当前坐标；

S3：保存当前的任务进程，根据所述充电桩的坐标规划路径，向所述充电桩移动；

S4：判断是否进入充电区域，若进入充电区域且所述电池组的温度处于设定区间，发送待充电信息；

所述充电桩包括充电接口、第二通信模块、视觉模块和第二中央处理模块，所述充电接口用于与自动驾驶车辆的充电接口对接，所述第二中央处理模块用于控制所述第二通信模块和视觉模块，所述第二中央处理模块包括第二处理单元和第二存储单元，所述第二处理单元执行存储在所述第二存储单元中的指令以实现如下步骤：

S5：接收到所述待充电信息后，获取所述充电区域的图像，根据所述图像完成所述自动驾驶车辆与所述充电桩的对接。

所述调度系统包括第三通信模块和第三中央处理模块，所述第三中央处理模块用于控制所述第三通信模块与所述第一通信模块和所述第二通信模块通信并处理数据，所述第三中央处理模块包括第三处理单元和第三存储单元，所述第三处理单元执行存储在所述第三存储单元中的指令以实现如下步骤：

S2：接收到所述充电请求信息后，发送充电桩的坐标。

6.根据权利要求5所述的一种自动驾驶车辆充电系统，其特征在于：所述第一处理单元执行存储在所述第一存储单元中的指令以实现如下步骤：

S6：充电完成后，根据所述任务进程回到所述当前坐标或重新规划路径以继续执行任务。

7.根据权利要求5或6所述的一种自动驾驶车辆充电系统，其特征在于：所述自动驾驶车辆还包括电池温度调节模块，所述电池温度调节模块用于调节所述电池组的温度，所述第一中央处理模块用于控制所述电池温度调节模块，步骤S4还包括：

若所述电池组的温度高于所述设定区间，对所述电池组进行降温；若所述电池组的温度低于所述设定区间，对所述电池组进行温度补偿。

8.根据权利要求7所述的一种自动驾驶车辆充电系统，其特征在于：步骤S2具体为：

接收到所述充电请求信息后，根据所述当前坐标选择距离最近的充电桩，发送充电桩的坐标。

9.一种充电桩，包括充电接口、通信模块、视觉模块和中央处理模块，所述充电接口用于与自动驾驶车辆的充电接口对接，所述中央处理模块用于控制所述通信模块和视觉模块，所述中央处理模块包括处理单元和存储单元，其特征在于：所述处理单元执行存储在所述存储单元中的指令以实现如下步骤：

S5：接收到所述待充电信息后，获取所述充电区域的图像，根据所述图像完成所述自动驾驶车辆与所述充电桩的对接。

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