CN114379416A - 基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车领域，并且更具体地涉及用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法、用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统、实施该方法的计算机设备、计算机存储介质及包括该系统的换电站。按照本发明的一个方面的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法包括下列步骤：获取车辆底盘的图像，所述图像包括车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；处理所述获取的车辆底盘的图像；利用编码单元对所述处理的车辆底盘的图像进行编码以获得目标编码信息；以及将所述目标编码信息与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作。

Description

基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法和系统

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，并且更具体地涉及用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法、用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统、实施该方法的计算机设备、计算机存储介质及包括该系统的换电站。

背景技术

目前，电动汽车主要有整车充电和电池更换两种能源补给模式。在整车充电模式中，交流慢充导致充电时间长且受到停车场地的限制，直流快充虽然通过大功率使得充电时间缩短，但对电网冲击较大，同时还会降低电池的使用寿命。在电池更换模式中，换电站可以通过与电网交互而实现有序充电，提高电力设备的综合利用效率，从而既能够快速对电动汽车进行能源补给，减少用户等待时间，又不会降低电池的使用寿命。因此，电池更换模式在我国城市的公共交通流域具有很高的推广价值和经济意义。

随着换电站的智能化程度越来越高，换电站已经在很多场景中基本实现了自动化和智能化。由于电动汽车中的动力电池一般安装在大概底盘位置处，为了方便换电设备进行换电操作，在换电过程中首先需要将车辆提升至一定的高度。为此，换电站通常设置有车辆升举装置，其在提升车辆的过程中使得车辆底盘承受了巨大压力。

然而，目前的换电站对于进入换电站内的车辆底盘是否具备换电条件缺乏检测能力，进而导致在车辆底盘可能不适于被车辆升举装置提升的情况下（例如，车辆底盘存在脚踏板、灯光等用户加装件以及冰雪、砂石等环境异物等），换电站提升车辆进行换电操作而造成对车辆以及换电站内设施的损坏。

发明内容

为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。

按照本发明的第一方面，提供一种用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，所述方法包括由换电站执行的以下步骤：获取车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；处理所述获取的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；利用编码单元对所述处理的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息；以及将所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息分别与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作，其中控制车辆换电操作包括启用换电操作、不启用换电操作、通知换电车辆不启用换电操作、将换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩、将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

根据本发明一实施例所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中所述车辆底盘的一个或多个第一区域用于支撑车辆进行换电操作，以及所述车辆底盘的一个或多个第二区域用于支撑电池进行换电操作。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中获取车辆底盘的图像包括：以第一曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像；以及以第二曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中处理所述获取的车辆底盘的图像包括：提取所述获取的车辆底盘的图像的多个感兴趣区域；以及将所述多个感兴趣区域的图像参数调整成统一量度。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中所述图像参数包括以下中的一个或多个：分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中所述编码单元包括深度卷积神经网络驱动的自动编码器。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中所述预设编码信息通过以下方式确定：利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中基于比较结果控制车辆换电操作还包括：确定所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；确定所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；将所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于所述阈值距离而启用换电操作。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中基于比较结果控制车辆换电操作还包括：响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于所述阈值距离而不启用换电操作；通知换电车辆不启用换电操作；响应于所述确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩；以及响应于所述确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其中所述距离通过以下中的一个或多个来表示：欧式空间距离、角距离和汉明距离。

按照本发明的第二方面，提供一种用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，所述系统包括：图像获取单元，其配置成获取车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；图像处理单元，其配置成处理所述获取的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；编码单元，其配置成对所述处理的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息；以及控制单元，其配置成将所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息分别与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作，其中控制车辆换电操作包括启用换电操作、不启用换电操作、通知换电车辆不启用换电操作、将换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩、将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

根据本发明一实施例所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述车辆底盘的一个或多个第一区域用于支撑车辆进行换电操作，以及所述车辆底盘的一个或多个第二区域用于支撑电池进行换电操作。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述图像获取单元进一步配置成：以第一曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像；以及以第二曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述处理单元进一步配置成：提取所述获取的车辆底盘的图像的多个感兴趣区域；以及将所述多个感兴趣区域的图像参数调整成统一量度。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述图像参数包括以下中的一个或多个：分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述编码单元包括深度卷积神经网络驱动的自动编码器。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述预设编码信息通过以下方式确定：利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述控制单元进一步配置成：确定所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；确定所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；将所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于所述阈值距离而启用换电操作。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述控制单元进一步配置成：响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于所述阈值距离而不启用换电操作；通知换电车辆不启用换电操作；响应于所述确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩；以及响应于所述确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其中所述距离通过以下中的一个或多个来表示：欧式空间距离、角距离和汉明距离。

根据本发明的第三方面，提供一种计算机设备，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并且可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以实现根据本发明第一方面所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法的步骤。

根据本发明的第四方面，提供一种计算机存储介质，其包括指令，所述指令在运行时执行根据本发明第一方面所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法的步骤。

根据本发明的第五方面，提供一种换电站，其包括根据本发明第二方面所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统。

根据本发明的一个或多个实施例的由换电站执行的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方案能够主动对进入换电站内的待换电车辆的底盘是否具备换电条件进行检测，从而在车辆底盘不具备换电条件时暂停换电操作或者取消换电流程，并且基于检测结果为车辆底盘不具备换电条件的待换电车辆提供对应的解决方案，以及在车辆底盘具备换电条件时启动换电操作。由此，通过在换电站与车辆之间建立的通信连接而无需用户确认，实现了对不同车底盘状况车辆的有效换电管理，降低了车辆或换电站内设施损坏的风险，且在提升了换电效率与用户体验的同时降低了换电站的人力成本。

附图说明

从结合附图的以下详细描述中，将会使本发明的上述和其他目的及有点更加完整清楚。

图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的与换电操作相关联的车辆底盘区域的示意图。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法2000的流程图。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统300的框图。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的计算机设备的框图。

具体实施方式

需要说明的是，本文中的术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述对象在时间、空间、大小等方面的顺序。此外，除非另外特别指明，本文中的术语“包括”、“具备”以及类似表述意在表示不排他的包含。

本文中的术语“车辆”或者其他类似的术语意在表示具有至少由电池、功率变换设备以及驱动电机组成的驱动系统的任何适当的车辆，例如，混合动力汽车、电动车、插电式混动电动车等等。混合动力汽车是一种具有两个或更多个功率源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。本文中的术语“换电站”指为车辆提供电池更换服务的场所，该场所通过电池更换操作而为车辆提供电能。

在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的各个示例性实施例。

在为车辆更换电池的过程中，一般首先需要将车辆抬升至一定的高度，使得车辆底盘充分展露以便于进行换电操作。换电站在对车辆执行换电操作时主要包括两个操作：抬升车辆底盘和更换电池。因此，与换电操作相关联的车辆底盘区域可以包括用于抬升车辆底盘的区域和用于更换电池的区域，以下将借助于图1的图示详细说明。

图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的与换电操作相关联的车辆底盘区域的示意图100。如图1中所示，与换电操作相关联的车辆底盘区域可以包括用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110以及用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120。示例性地，图1中图示了2个用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110以及7个用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120。需要说明的是，图1中所示的用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110和用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120的位置和数量仅是示意性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以更改其位置和数量的选择。

进一步如图1所示，用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110例如位于车辆底盘的长边侧并处于两个轮胎位置之间。对于用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110，在启用换电操作前需要检测是否有不适于进行换电操作的状况。例如，出于用户的个人喜好，用户可能会在一个或多个第一区域110加装个人配件，诸如装饰物、改装套件、功能配件（诸如脚踏板、灯光）等，从而导致在利用换电站内的机械设备抬升车辆时可能会损坏用户加装的配件、车辆底盘以及换电站内的机械设备。

进一步如图1所示，用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120例如位于车辆底盘的中间区域，其主要包括用于在车辆底盘抬升后对电池进行更换操作的位置。对于用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120，在启用换电操作前也需要检测是否有不适于进行换电操作的状况。例如，可能因为车辆本身所经历的外界环境（例如，驶过堆积雨水或冰雪的路面、泥泞路段、砂砾较多的路段等），导致一个或多个第二区域120粘附了冰雪、泥土、砂砾等外界环境带来的异物，这可能导致在换电操作中无法准确定位电池安装位置（例如，螺钉位置），或者在更换电池的过程中损坏电池、安装失败、损坏换电站内的机械设备等。需要说明的是，用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120一般为孔状结构或者特殊形状的插槽，因此在对一个或多个第二区域120进行图像采集的过程中优选地使用特定的曝光参数体现特征。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法2000的流程图。

如图2中所示，在步骤S2002中，获取车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。例如，参考以上图1所示，可以获取用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110的图像以及用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120的图像。示例性地，可以在车辆驶入换电站的预定换电区域后启动对车辆底盘的图像获取过程。

在一个实施例中，可以利用设置在预定换电区域内的摄像头采集车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。示例性地，可以对车辆底盘的一个或多个第一区域和一个或多个第二区域进行多次目的的曝光，以采集具有不同侧重的图像信息的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。需要说明的是，本发明并不排除其他的图像获取方法，例如利用传感器成像技术，通过使用设置在预定换电区域内的传感器对一个或多个第一区域110和一个或多个第二区域120进行感测，并利用感测数据生成第一区域110和第二区域120的图像。通过对车辆底盘的特定区域（例如，一个或多个第一区域和一个或多个第二区域）进行采集并进行后续处理和编码等操作，能够节省换电站的其他处理设备的计算资源并提高处理速度。

在一个实施例中，如以上参考图1所描述的，针对车辆底盘的第一区域110和第二区域120而言需要检测的车辆底盘状况可能存在不同。例如，第二区域120的数量可能多于第一区域110的数量，且第二区域120的面积可能小于第一区域110的面积。优选地，可以分别执行对第一区域110的图像获取操作和对第二区域120的图像获取操作，以提高获取图像的准确性。示例性地，在对车辆底盘执行图像获取操作时，由于第二区域120相比于第一区域110处于车辆底盘更中心的位置，因此可以利用第一曝光度执行对第一区域110的图像获取操作，以及利用大于第一曝光度的第二曝光度执行对第二区域120的图像获取操作。通过利用不同的曝光度对第一区域110和第二区域120分别执行多次图像获取操作，可以减轻换电站的开放性可能导致的光污染，进一步提高获取图像的准确性。

在步骤S2004中，处理获取的车辆底盘的图像。需要说明的是，通过步骤S2002获取的车辆底盘图像可能包括与涉及换电操作的区域无关的区域的图像，且多个所获取的图像可能在图像参数上没有统一的量度，这对换电站的计算设备的存储和处理能力造成一定的浪费。本步骤的主要目的在于通过处理获取的车辆底盘的图像而使得能够减少由车辆底盘图像存储、传输、编码等后续操作对换电站的计算设备的存储和处理能力的消耗。

在一个实施例中，在步骤S2004中，处理获取的车辆底盘的图像可以包括对图像进行感兴趣区域（ROI）提取。示例性地，参考以上图1可以看出，第一区域110基本呈现为长条状的矩形，而第二区域120基本呈现为圆孔状，并且两者在尺寸上差异较大。此外，所获取的车辆底盘的图像可能包括第一区域110和第二区域120以外的区域的图像，因此需要对图像进行ROI提取，以去除第一区域110和第二区域120以外的区域的图像部分，使得后续处理的图像的尺寸减小。进一步地，还可以例如将第一区域110的图像分割成与第二区域120的图像尺寸基本相同的子图像，以便于后续步骤中对图像进行编码和比较。

在一个实施例中，在步骤S2004中，处理获取的车辆底盘图像可以包括对图像进行参数调整操作。例如，在对所获取的图像进行ROI提取之后，还可以将ROI处理后的多个图像的图像参数调整成统一量度，以便于后续步骤中对图像进行编码和比较。示例性地，图像参数可以包括但不限于分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸等。由此，可以进一步提高后续处理（特别是编码）的效率，并且节省换电站的计算设备的计算资源。

在步骤S2006中，利用编码单元对处理的车辆底盘的图像进行编码以获得目标编码信息。示例性地，本文中的编码单元可以使用例如符号编码、预测编码、变换编码、子带编码、小波变换编码、分维编码等图像编码方法来对处理的车辆底盘的图像进行编码以获得目标编码信息，其中目标编码信息可以表示为矩阵、张量等形式。优选地，编码单元可以实现为深度卷积神经网络驱动的自动编码器（例如，基于CNN的AutoEncoder），该自动编码器可以通过适于进行换电操作的车辆底盘的多个第一区域和第二区域的图像样本进行训练。可选地，获得的目标编码信息可以根据实际应用场景进行明确定义和规划。

在步骤S2008中，将在步骤S2006中获取的目标编码信息与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作。可选地，预设编码信息可以通过以下方式确定：利用编码单元对适于进行换电操作的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及利用编码单元对适于进行换电操作的车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

在一个实施例中，在步骤S2008中，将目标编码信息与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作可以包括：确定车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；确定车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；将所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于阈值距离的情况下启动换电站的机械设备来进行换电操作。示例性地，上述距离可以通过欧式空间距离、角距离和汉明距离等来表示。

在一个实施例中，在步骤S2008中，将目标编码信息与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作还可以包括：在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于阈值距离的情况下不启用换电操作；通知换电车辆不启用换电操作；在所确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离的情况下将所述换电车辆引导到其他适配的换电站和/或充电桩；以及在所确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离的情况下将所述换电车辆引导到站外辅助设施（例如，底盘清理设备）。示例性地，在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于阈值距离的情况下，可以取消换电流程并取决于是第一一个或多个距离还是第二一个或多个距离大于等于阈值距离而通过换电站的通信设备通知车辆及驾乘人员取消换电流程的原因。

作为示例，参考以上图1中所示，车辆底盘的第一区域110的图像的目标编码信息与对应于该第一区域110的图像的预设编码信息之间的第一距离与阈值距离的比较结果可以指示该第一区域110是否存在不适于进行换电操作的状况。例如，出于用户的个人喜好，用户可能会在第一区域110内加装个人配件，诸如装饰物、改装套件、功能配件（诸如脚踏板、灯光）等。因此，当车辆底盘的第一区域110的图像的目标编码信息与对应于该第一区域110的图像的预设编码信息之间的第一距离大于等于阈值距离时，可以将车辆及驾乘人员引导到其他可适用的换电站或充电桩。

作为示例，参考以上图1中所示，车辆底盘的第二区域120的图像的目标编码信息与对应于该第二区域120的图像的预设编码信息之间的第二距离与阈值距离的比较结果可以指示该第二区域120是否存在不适于进行换电操作的状况。例如，可能因为车辆本身所经历的外界环境（例如，驶过堆积雨水或冰雪的路面、泥泞路段、砂砾较多的路段等），导致第二区域120粘附了冰雪、泥土、砂砾等外界环境带来的异物。因此，当车辆底盘的第二区域120的图像的目标编码信息与对应于该第二区域120的图像的预设编码信息之间的第二距离大于等于阈值距离时，可以将车辆及驾乘人员引导到站外辅助设施（例如，底盘清理设备）或通知驾乘人员对异物进行手动清理，待清理完毕可引导车辆重新启用换电流程。

根据本发明的一个方面提出的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法能够主动对进入换电站内的待换电车辆的底盘是否具备换电条件进行检测，从而在车辆底盘不具备换电条件时暂停换电操作或者取消换电流程，并且基于检测结果为车辆底盘不具备换电条件的待换电车辆提供对应的解决方案，以及在车辆底盘具备换电条件时启动换电操作。由此，实现了对不同车底盘状况车辆的有效换电管理，降低了车辆或换电站内设施损坏的风险，且在提升了换电效率与用户体验的同时降低了换电站的人力成本。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统300的框图。如图3中所示，系统300包括图像获取单元310、图像处理单元320、编码单元330和控制单元340。

图像获取单元310可以配置成获取车辆底盘的图像。例如，参考以上图1所示，获取的车辆底盘的图像可以包括用于支撑车辆进行换电操作的一个或多个第一区域110的图像以及用于支撑电池进行换电操作的一个或多个第二区域120的图像。示例性地，可以在检测到车辆驶入换电站的预定换电区域后启动图像获取单元310。

在一个实施例中，图像获取单元310可以实现为设置在预定换电区域内的摄像头。示例性地，图像获取单元310可以配置成对车辆底盘进行多次目的的曝光，以采集具有不同侧重的图像信息的车辆底盘的图像。

在一个实施例中，如以上参考图1，图像获取单元310可以配置成分别执行对第一区域110的图像获取操作和对第二区域120的图像获取操作，以提高获取图像的准确性。示例性地，在对车辆底盘执行图像获取操作时，由于第二区域120相比于第一区域110处于车辆底盘更中心的位置，因此图像获取单元310可以配置成利用第一曝光度执行对第一区域110的图像获取操作，以及利用大于第一曝光度的第二曝光度执行对第二区域120的图像获取操作。通过利用不同的曝光度对第一区域110和第二区域120分别执行图像获取操作，可以进一步提高获取图像的准确性。

图像处理单元320可以配置成处理获取的车辆底盘的图像。在一个实施例中，图像处理单元320可以配置成对图像进行感兴趣区域（ROI）提取。示例性地，参考以上图1可以看出，第一区域110基本呈现为长条状的矩形，而第二区域120基本呈现为圆孔状，并且两者在尺寸上差异较大。此外，所获取的车辆底盘的图像可能包括第一区域110和第二区域120以外的区域的图像，因此需要对图像进行ROI提取，以去除第一区域110和第二区域120以外的区域的图像部分，使得后续处理的图像的尺寸减小。进一步地，图像处理单元320可以配置成例如将第一区域110的图像分割成与第二区域120的图像尺寸基本相同的子图像，以便于后续步骤中对图像进行编码和比较。

在一个实施例中，图像处理单元320可以配置成对图像进行参数调整操作。例如，在对所获取的图像进行ROI提取之后，图像处理单元320还可以配置成将ROI处理后的多个图像的图像参数调整成统一量度，以便于后续步骤中对图像进行编码和比较。示例性地，图像参数可以包括但不限于分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸等。由此，可以进一步提高后续处理（特别是编码）的效率，并且节省换电站的计算设备的计算资源。

编码单元330可以配置成对处理的车辆底盘的图像进行编码以获得目标编码信息。示例性地，编码单元330可以使用例如符号编码、预测编码、变换编码、子带编码、小波变换编码、分维编码等图像编码方法来对处理的车辆底盘的图像进行编码以获得目标编码信息，其中目标编码信息可以表示为矩阵、张量等形式。优选地，编码单元330可以实现为深度卷积神经网络驱动的自动编码器（例如，基于CNN的AutoEncoder），该自动编码器可以通过适于进行换电操作的车辆底盘的多个第一区域和第二区域的图像样本进行训练。

控制单元340可以配置成将目标编码信息与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作。可选地，预设编码信息可以通过以下方式确定：利用编码单元对适于进行换电操作的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及利用编码单元对适于进行换电操作的车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

在一个实施例中，控制单元340可以配置成：确定车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；确定车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；将所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于阈值距离的情况下启动换电站的机械设备来进行换电操作。示例性地，上述距离可以通过欧式空间距离、角距离和汉明距离等来表示。

在一个实施例中，控制单元340还可以配置成：在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于阈值距离的情况下不启用换电操作；通知换电车辆不启用换电操作；在所确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离的情况下将所述换电车辆引导到其他适配的换电站和/或充电桩；以及在所确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离的情况下将所述换电车辆引导到站外辅助设施（例如，底盘清理设备）。示例性地，在所确定的第一一个或多个距离和所确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于阈值距离的情况下，控制单元340可以配置成取消换电流程并取决于是第一一个或多个距离还是第二一个或多个距离大于等于阈值距离而指示换电站的通信设备通知车辆及驾乘人员取消换电流程的原因。

根据本发明的一个方面提出的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统能够主动对进入换电站内的待换电车辆的底盘是否具备换电条件进行检测，从而在车辆底盘不具备换电条件时暂停换电操作或者取消换电流程，并且基于检测结果为车辆底盘不具备换电条件的待换电车辆提供对应的解决方案，以及在车辆底盘具备换电条件时启动换电操作。由此，实现了对不同车底盘状况车辆的有效换电管理，降低了车辆或换电站内设施损坏的风险，且在提升了换电效率与用户体验的同时降低了换电站的人力成本。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的计算机设备的框图。如图4中所示，计算机设备400包括存储器410、处理器420和存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序430。处理器420执行所述计算机程序430时实现如上所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法的各个步骤。

另外，本发明也可以被实施为一种计算机存储介质，在其中存储有用于使计算机执行按照本发明的一个方面的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法的程序。

作为计算机存储介质，可以采用盘类（例如，磁盘、光盘等）、卡类（例如，存储卡、光卡等）、半导体存储器类（例如，ROM、非易失性存储器等）、带类（例如，磁带、盒式磁带等）等各种方式的计算机存储介质。

另外，如上所述，本发明也可以被实施为一种换电站，其可以包括按照本发明的一个方面的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统。

在可适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现由本发明提供的各种实施例。而且，在可适用的情况下，在不脱离本发明的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在可适用的情况下，在不脱离本发明的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分成包括软件、硬件或两者的子部件。另外，在可适用的情况下，预期的是，软件部件可以被实现为硬件部件，以及反之亦然。

根据本发明的软件（诸如程序代码和/或数据）可以被存储在一个或多个计算机存储介质上。还预期的是，可以使用联网的和/或以其他方式的一个或多个通用或专用计算机和/或计算机系统来实现本文中标识的软件。在可适用的情况下，本文中描述的各个步骤的顺序可以被改变、被组合成复合步骤和/或被分成子步骤以提供本文中描述的特征。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本发明及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

Claims (23)

1.一种用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法，其特征在于，所述方法包括由换电站执行的以下步骤：

获取车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；

处理所述获取的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；

利用编码单元对所述处理的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息；以及

将所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息分别与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作，

其中控制车辆换电操作包括启用换电操作、不启用换电操作、通知换电车辆不启用换电操作、将换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩、将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆底盘的一个或多个第一区域用于支撑车辆进行换电操作，以及所述车辆底盘的一个或多个第二区域用于支撑电池进行换电操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其中获取车辆底盘的图像包括：

以第一曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像；以及

以第二曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述获取的车辆底盘的图像包括：

提取所述获取的车辆底盘的图像的多个感兴趣区域；以及

将所述多个感兴趣区域的图像参数调整成统一量度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像参数包括以下中的一个或多个：分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述编码单元包括深度卷积神经网络驱动的自动编码器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述预设编码信息通过以下方式确定：

利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及

利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中基于比较结果控制车辆换电操作还包括：

确定所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；

确定所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；

将所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及

响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于所述阈值距离而启用换电操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其中基于比较结果控制车辆换电操作还包括：

响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于所述阈值距离而不启用换电操作；

通知换电车辆不启用换电操作；

响应于所述确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩；以及

响应于所述确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述距离通过以下中的一个或多个来表示：欧式空间距离、角距离和汉明距离。

11.一种用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统，其特征在于，所述系统包括：

图像获取单元，其配置成获取车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；

图像处理单元，其配置成处理所述获取的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像；

编码单元，其配置成对所述处理的车辆底盘的一个或多个第一区域的图像以及车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息；以及

控制单元，其配置成将所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的目标编码信息和所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的目标编码信息分别与预设编码信息进行比较并基于比较结果控制车辆换电操作，

其中控制车辆换电操作包括启用换电操作、不启用换电操作、通知换电车辆不启用换电操作、将换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩、将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述车辆底盘的一个或多个第一区域用于支撑车辆进行换电操作，以及所述车辆底盘的一个或多个第二区域用于支撑电池进行换电操作。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述图像获取单元进一步配置成：

以第一曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像；以及

以第二曝光度获取所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像。

14.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理单元进一步配置成：

提取所述获取的车辆底盘的图像的多个感兴趣区域；以及

将所述多个感兴趣区域的图像参数调整成统一量度。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述图像参数包括以下中的一个或多个：分辨率、曝光度、明暗度、对比度和尺寸。

16.根据权利要求11所述的系统，其中所述编码单元包括深度卷积神经网络驱动的自动编码器。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述预设编码信息通过以下方式确定：

利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息；以及

利用所述编码单元对适于进行换电操作的所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像进行编码以获得对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息。

18.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制单元进一步配置成：

确定所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第一区域的图像的预设编码信息之间的第一一个或多个距离；

确定所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的所述目标编码信息与对应于所述车辆底盘的一个或多个第二区域的图像的预设编码信息之间的第二一个或多个距离；

将所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离与阈值距离比较；以及

响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的每一个距离小于所述阈值距离而启用换电操作。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制单元进一步配置成：

响应于所述确定的第一一个或多个距离和所述确定的第二一个或多个距离中的一个距离大于等于所述阈值距离而不启用换电操作；

通知换电车辆不启用换电操作；

响应于所述确定的第一一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到适配的换电站和/或充电桩；以及

响应于所述确定的第二一个或多个距离中的一个大于等于所述阈值距离而将所述换电车辆引导到站外辅助设施。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述距离通过以下中的一个或多个来表示：欧式空间距离、角距离和汉明距离。

21.一种计算机设备，其包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并且可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序以实现：

根据权利要求1-10中的任一项所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法。

22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括指令，所述指令在运行时执行根据权利要求1-10中的任一项所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的方法。

23.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括根据权利要求11-20中的任一项所述的用于基于车辆底盘检测来控制换电操作的系统。

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