CN114801861A - 换电设备的视觉定位方法及系统 - Google Patents

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CN114801861A CN202210509424.5A CN202210509424A CN114801861A CN 114801861 A CN114801861 A CN 114801861A CN 202210509424 A CN202210509424 A CN 202210509424A CN 114801861 A CN114801861 A CN 114801861A
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Aulton New Energy Automotive Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种换电设备的视觉定位方法及系统，换电设备用于从电动汽车上取下亏电电池后并安装满电电池，换电设备上设置有拍摄装置，电动汽车的底部包括电池容纳部；方法包括：控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方；通过拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片；控制拍摄装置调整第一焦距至第二焦距；通过拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片。本发明通过拍摄的不同焦距的照片，实现定位、锁止及解锁的自动调节，不仅可以实现换电设备高效、精确的定位、锁止及解锁的判定，也使得换电设备一体化、高效地进行调节，大大地节约了换电时间。

Description

换电设备的视觉定位方法及系统
本发明是申请日为2020年01月02日、申请号为202010003033.7、名称为“换电设备的视觉定位方法及系统”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及视觉检测领域，特别涉及一种换电设备的视觉定位方法及系统。
背景技术
电动汽车行业在不断努力下，近几年展现出良好的发展势头。对于电动汽车来说，有充电与换电池这两种方式。
现有技术中，公开号为CN106427514A的中国发明专利申请公开了一种“锁止装置及电动汽车”，该锁止装置包含设置在电池包两侧的锁轴、以及设置在电动汽车上锁基座，一旦锁轴插入锁基座内，锁基座将锁死锁轴，从而实现电池包的固定。公开号为CN106740725A的中国发明专利申请公开了一种“用于更换电动汽车电池的换电平台、换电移动平台和快换系统”，用于对上述锁止装置相配合进行电池包的拆装。当电动汽车停放在固定位置后，换电平台举升、并对锁止装置进行解锁即可从电动汽车上取下亏电电池而后将满电电池装入电动汽车上。在换电设备(即换电平台)装入满电电池的过程中，关键是要将电池与电动汽车的电池容纳部对准，才能够实现将电池安装成功。而现有技术中，往往会出现换电设备的定位不准确问题，此时需要通过人工进行进一步调整，导致换电耗时，效率低；而且，极易出现电池安装不到位的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备在更换电池时定位、锁止及解锁耗时与效率低的缺陷，提供一种换电设备的视觉定位方法及系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供了一种换电设备的视觉定位方法，所述换电设备用于从电动汽车上取下亏电电池后并安装满电电池，所述换电设备上设置有拍摄装置，所述电动汽车的底部包括电池容纳部；
所述视觉定位方法包括：
控制所述换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方；
通过所述拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片；
控制所述拍摄装置调整所述第一焦距至第二焦距；
通过所述拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片。
本发明通过控制拍摄装置调整焦距来分别拍摄汽车底部定位判定照片及锁状态判定照片，从而可以拍摄到更加清晰的定位判定照片及锁状态判定照片，进一步通过拍摄的不同焦距的照片实现定位、锁止及解锁高效准确的自动判定与调节，大大节约了换电时间。
较佳地，
通过所述拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片的步骤后还包括；
定位判定步骤：判断所述定位判定照片中定位判定对象与所述定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，若否，则判断为定位错误；
通过所述拍摄装置在所述第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片的步骤后还包括：
锁止判定步骤：判断所述锁状态判定照片中锁止判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，若否，则判断为锁止错误；或
解锁判定步骤：判断所述锁状态判定照片中解锁判定对象与所述锁状态判定照片的二边界目标的距离是否在第三预设范围内，若否，则判断为解锁错误。
本发明中，通过定位判定步骤、锁止判定步骤及解锁判定步骤进一步提高了定位判定、锁止及解锁判定的判定准确度。
较佳地，还包括：
当判断为定位错误时，调整所述换电设备的位置、角度或倾斜度，并重新执行所述定位判定步骤直至判断为定位正确。
本发明中，通过不同的方式调整换电设备直至定位判定正确，节约了定位判定的调整时间，提高了定位调整效率。
较佳地，还包括：
当调整次数超过第一预设次数时，判断为定位失败。
本发明中，通过对定位时调整次数的限制进一步提高了换电设备的定位效率。
较佳地，还包括：
当判断为锁止错误时，调整所述换电设备的位置，并重新执行所述锁止判定步骤直至判断为锁止正确。
本发明中，通过调整换电设备的位置直至锁止判定正确，节约了锁止判定的调整时间，提高了锁止调整效率，也避免了电池安装不到位的情况发生。
较佳地，还包括：
当调整次数超过第二预设次数时，判断为锁止失败。
本发明中，通过对锁止时调整次数的限制进一步提高了换电设备的锁止效率。
较佳地，还包括：
当判断为解锁错误时，朝向车头方向移动所述换电设备，并重新执行所述解锁判定步骤直至判断为解锁正确。
本发明中，通过朝向车头移动换电设备的位置直至解锁判定正确，节约了解锁判定的调整时间，提高了解锁调整效率。
较佳地，
所述控制所述拍摄装置调整所述第一焦距至第二焦距的步骤前还包括：
控制所述换电设备向电动汽车安装满电电池或从所述电动汽车上取下亏电电池。
较佳地，
所述拍摄装置为变焦相机；
通过所述拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片的步骤中，所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm；
通过所述拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片的步骤中，所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本发明中，通过将拍摄装置设置为变焦相机及设置第一焦距及第二焦距的焦距范围，可以通过变焦相机实现定位与电池拆装前后的拍摄焦距的自动调节，进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度。
较佳地，
所述拍摄装置包括第一相机及第二相机；
通过所述拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片的步骤包括：
控制所述第一相机在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片；
控制所述拍摄装置调整所述第一焦距至第二焦距的步骤包括：
控制所述第一相机停止工作并启动所述第二相机；
通过所述拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片的步骤包括：
控制所述第二相机在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片。
本发明中，通过设置两个变焦相机以及与每个变焦相机分别对应的不同焦距范围及在电池安装或解锁后将第一相机自动更换至第二相机，可以实现拍摄焦距的自动调节。
较佳地，
控制所述第一相机在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片的步骤中，所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm；
控制所述第二相机在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片的步骤中，所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本发明中，通过设置第一焦距及第二焦距的不同焦距范围进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄的清晰度，使得无论在定位判定时还是锁止判定时，都能实现对目标拍摄区域的清晰拍摄。
较佳地，
所述第一边界目标为拍摄的所述定位判定照片的边界，所述第二边界目标为拍摄的所述锁状态判定照片的边界。
本发明中，通过将照片的边界设置为边界目标的方式而提供了更清晰、更易于检测到的定位判定、锁止判定及解锁判定的参照物，一方面进一步提高了换电设备的定位、锁止及解锁效率，另一方面也大大减少了定位、锁止及解锁耗时。
本发明还提供了一种换电设备的视觉定位系统，所述换电设备用于从电动汽车上取下亏电电池后并安装满电电池，所述换电设备上设置有拍摄装置，所述电动汽车的底部包括电池容纳部；
所述视觉定位系统包括：换电设备驱动模块、定位拍摄模块、焦距调整模块及锁状态拍摄模块；
所述换电设备驱动模块用于控制所述换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方；
所述定位拍摄模块用于通过所述拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片；
所述焦距调整模块用于控制所述拍摄装置调整所述第一焦距至第二焦距；
所述锁状态拍摄模块用于通过所述拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片。
本发明通过焦距调整模块控制拍摄装置调整焦距来分别拍摄汽车底部定位判定照片及锁状态判定照片，从而可以拍摄到更加清晰的定位判定照片及锁状态判定照片，进一步通过定位拍摄模块及锁止拍摄模块拍摄的不同焦距的照片实现定位、锁止及解锁高效准确的自动判定与调节，大大节约了换电时间。
较佳地，还包括定位判定模块、锁止判定模块及解锁判定模块；
所述定位判定模块用于判断所述定位判定照片中定位判定对象与所述定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，若否，则判断为定位错误；
所述锁止判定模块用于判断所述锁状态判定照片中锁止判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，若否，则判断为锁止错误；
所述解锁判定模块用于判断所述锁状态判定照片中解锁判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第三预设范围内，若否，则判断为解锁错误。
本发明中，通过定位判定模块的定位判定、锁止判定模块的锁止判定及解锁判定模块的解锁判定进一步提高了定位判定、锁止判定及解锁判定的清晰度。
较佳地，所述定位判定模块还用于当判断为定位错误时，调整所述换电设备的位置、角度或倾斜度，并重新判断所述定位判定照片中定位判定对象与所述定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，直至判断为定位正确。
本发明中，定位判定模块通过不同的方式调整换电设备直至定位判定正确，节约了定位判定的调整时间，提高了定位调整效率。
较佳地，所述定位判定模块还用于当调整次数超过第一预设次数时，判断为定位失败。
本发明中，定位判定模块通过对定位时调整次数的限制进一步提高了换电设备的定位效率。
较佳地，所述锁止判定模块还用于当判断为锁止错误时，调整所述换电设备的位置，并重新判断所述锁状态判定照片中锁止判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，直至判断为锁止正确。
本发明中，锁止判定模块通过调整换电设备的位置直至锁止判定正确，节约了锁止判定的调整时间，提高了锁止调整效率，也避免了电池安装不到位的情况发生。
较佳地，所述锁止判定模块还用于当调整次数超过第二预设次数时，判断为锁止失败。
本发明中，锁止判定模块通过对锁止时调整次数的限制进一步提高了换电设备的锁止效率。
较佳地，所述解锁判定模块还用于当判断为锁止错误时，朝向车头方向移动所述换电设备的位置，并重新判断所述锁状态判定照片中解锁判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第三预设范围内，直至判断为解锁正确。
本发明中，解锁判定模块通过调整换电设备的位置直至解锁判定正确，节约了解锁判定的调整时间，提高了解锁效率，便于将电池从车辆上取下。较佳地：还包括：
电池拆装模块，用于控制所述换电设备向电动汽车安装满电电池或从所述电动汽车上取下亏电电池；
所述焦距调整模块还用于在调整焦距后调用所述电池拆装模块。
较佳地，
所述拍摄装置为变焦相机；
所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm，所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本发明中，通过将拍摄装置设置为变焦相机及设置第一焦距及第二焦距的焦距范围，可以通过变焦相机实现定位与电池拆装前后的拍摄焦距的自动调节，进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度。
较佳地，
所述拍摄装置包括第一相机及第二相机；
所述定位拍摄模块用于控制所述第一相机在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片；
所述焦距调整模块用于控制所述第一相机停止工作并启动所述第二相机；
所述锁状态拍摄模块用于控制所述第二相机在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以得到锁状态判定照片。
本发明中，通过设置两个变焦相机以及与每个变焦相机分别对应的不同焦距范围及在电池安装与解锁后将第一相机自动更换至第二相机，可以实现拍摄焦距的自动调节。
较佳地，
所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm，所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本发明中，通过设置第一焦距及第二焦距的不同焦距范围进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度，使得无论在定位判定时、锁止判定时还是解锁判定时，都能实现对目标拍摄区域的清晰拍摄。
较佳地，
所述第一边界目标为拍摄的所述定位判定照片的边界，所述第二边界目标为拍摄的所述锁状态判定照片的边界。
本发明中，通过将照片的边界设置为边界目标的方式而提供了更清晰、更易于检测到的定位判定、锁止判定及解锁判定的参照物，一方面进一步提高了换电设备的定位、锁止及解锁效率，另一方面也大大减少了定位、锁止及解锁耗时。
本发明的积极进步效果在于：本发明通过控制拍摄装置调整焦距拍摄汽车底部得到对应的定位判定照片及锁状态判定照片，从而可以拍摄到更加清楚的定位判定照片及锁状态判定照片，也进一步可以通过拍摄的不同焦距的照片，实现定位与锁止或解锁的自动调节，不仅可以实现换电设备高效、精确的自动化定位、锁止判定及解锁判定，也使得换电设备一体化、高效地进行调节，大大地节约了换电时间。
附图说明
图1为本发明实施例1的换电设备的视觉定位方法的流程图。
图2为本发明实施例2的换电设备的视觉定位方法的流程图。
图3为本发明实施例2的换电设备的锁止判定照片的示意图。
图4为本发明实施例2的换电设备的锁止判定照片的示意图。
图5为本发明实施例4的换电设备的视觉定位系统的模块示意图。
图6为本发明实施例5的换电设备的视觉定位系统的模块示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下述实施例以公开号为“CN106427514A”和“CN106740725A”的锁止装置和换电设备为例进行视觉定位方法的说明。
实施例1
本实施例提供了一种换电设备的视觉定位方法，如图1所示，该视觉定位方法包括：
步骤101、控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方。
步骤102、通过拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片。
步骤103、控制换电设备从电动汽车上取下亏电电池或将安装满电电池安装到电动汽车上。
在该步骤中，若换电设备执行的是取下亏电电池操作，则拍摄到的锁状态判定照片用于进行解锁判定，因此，可将此时的锁状态判定照片成为解锁判定照片；若换电设备执行的是安装满电电池操作，则拍摄到的锁状态判定照片用于进行锁止判定，因此，可将此时的锁状态判定照片成为锁止判定照片。
步骤104、控制拍摄装置调整第一焦距至第二焦距。
步骤105、通过拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以形成锁状态判定照片。
其中，换电设备上设置有拍摄装置，该拍摄装置的拍摄镜头朝向为正上方。
其中，电动汽车的底部包括电池容纳部，第一目标拍摄区域位于电池容纳部，锁连杆位于电池容纳部内，并且第二目标拍摄区域位于锁连杆上。
其中，步骤103可以通过下面的方式实现从电动汽车上取下亏电电池或安装满电电池的过程：
换电设备包括可移动的驱动行走部、能够托举电池升降的举升装置，以及安装在举升装置上用于取下电动汽车上的亏电电池或将满电电池安装至电动汽车上的电池安装部。其中，换电设备还包括解锁机构与托盘，解锁机构包括设置在托盘上的顶杆。
拆卸电池时，通过油缸或气缸向上举升托盘，让顶杆对电动汽车上的亏电电池解锁，从车上拆卸下来的亏电电池落在托盘上，托盘下降后换电设备将亏电电池转运至码垛机上，码垛机将亏电电池放入电池仓内等待充电。
安装电池时，换电设备已从码垛机上接收满电电池，该满电电池承载在托盘内。举升装置将托盘向上举升，使电池两侧的锁轴进入锁基座的开口内，然后向着车头方向水平移动托盘，使得电池两侧的锁轴与锁基座处于锁紧状态，从而完成电池安装。
本实施例通过控制拍摄装置调整焦距来分别拍摄汽车底部定位判定照片及锁状态判定照片，从而可以拍摄到更加清晰的定位判定照片及锁状态判定照片，进一步通过拍摄的不同焦距的照片实现定位、解锁及锁止高效准确的自动判定与调节，大大节约了换电时间。
实施例2
本实施例提供了一种换电设备的视觉定位方法，如图2所示，该视觉定位方法包括：
步骤201、控制换电设备移动至电动汽车的底部与电池容纳部下方对应的位置。
步骤202、通过变焦相机在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片。
步骤203、判断定位判定照片中定位判定对象与定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，若在，则执行步骤205，若不在，则执行步骤204。
步骤204、调整换电设备的位置、角度或倾斜度，并执行步骤202。
步骤205、确定定位正确，并控制换电设备将满电电池安装到电动汽车的电池容纳部中。
步骤206、控制变焦相机调整第一焦距至第二焦距。
步骤207、通过拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以形成锁止判定照片。
步骤208、判断锁止判定照片中锁止判定对象与锁止判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，若在，则执行步骤210，若不在，则执行步骤209。
步骤209、调整换电设备的位置，并执行步骤207。
步骤210、确定锁止正确。
本实施例中，为了提高了换电设备的定位效率，在步骤204中如果调整次数超过第一预设次数，则判断为定位失败，在判断为定位失败后可以重新执行步骤202以再次进行定位判定照片的拍摄，如果没有超过第一预设次数，则继续进行定位调整。
本实施例中，本实施例中，为了提高了换电设备的锁止效率，在步骤209 中如果调整次数超过第二预设次数，则判断为锁止失败，在判断为锁止失败后可以重新执行步骤207以再次进行锁状态判定照片的拍摄，如果没有超过第二预设次数，则继续进行锁止调整。
其中，换电设备上设置有变焦相机，该变焦相机的拍摄镜头朝向为正上方。
其中，电动汽车的底部包括电池容纳部，第一目标拍摄区域位于电池容纳部，锁连杆位于电池容纳部内，并且第二目标拍摄区域位于锁连杆上。
其中，第一焦距的焦距范围为330mm～380mm，第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
其中，步骤205中，实现了满电电池的安装。在安装满电电池之前，还需要从车辆上取下亏电电池，取下亏电电池的过程需重复步骤201至210，仅步骤205为前述的解锁亏电电池操作，此时，步骤206拍摄得到的即时解锁判定照片，步骤207-210则是判断解锁是否正确，当解锁失败时调整换电设备位置重复进行判断，直至解锁正确。
本实施例中，可以通过换电设备中的行走驱动部驱动整个设备在取下亏电电池和安装满电电池过程中的移动从而达到步骤204及步骤209中的调整换电设备的作用。具体的驱动方式可以是现有的卷扬驱动、齿条齿轮驱动、滚轮驱动或轨道驱动等任意可实现换电设备移动的方式。
为了更好的理解本实施例，下面举一个具体实例对本实施例中每一步骤做具体说明。
首先，将变焦相机设置在换电设备上，让变焦相机的镜头朝着正上方，让其可以无遮挡地拍摄到电动汽车底部，而后，执行步骤201、控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方。而后，执行步骤202，在350 毫米焦距拍摄电动汽车底部的电池容纳部以得到定位判定照片，如设置电池容纳部的A点为参考点，穿过A点与x轴(x轴及y轴位于与电动汽车底面平行的坐标系中，x轴方向为拍摄的照片的水平方向)平行的第一参考线为定位判定时的参考线，在执行步骤203时，拍摄的定位判定照片中定位判定对象，即第一参考线，与第一边界目标(本实施例中的第一边界目标为相片自身的与x轴平行的边界)的距离为50毫米，但是，预设范围的距离是40 毫米，因此，会执行下一步204、调整换电设备的位置、角度或倾斜度，如可以控制换电设备朝y轴的方向移动后再执行步骤202进行定位判定照片的再次拍摄，在另一个实施例中，也可以不再次拍摄定位照片，而是朝y轴方向移动50-40＝10毫米(可以自由设置误差范围，如移动8毫米、或者9毫米)的距离，后直接执行步骤205。
应当理解，本实施例中换电设备朝y轴的移动方向需要根据实际情况去进行设置，如本实施例中第一边界目标若为照片与x轴平行的下边界，则需要控制换电设备朝沿y轴的正方向移动，相反，若本实施例中第一边界目标为照片与x轴平行的上边界，则需要控制换电设备朝沿y轴的负方向移动。
应当理解，本实施例只列举了换电设备的位置怎样沿y轴调整，换电设备的位置沿x轴怎样调整，在于定位判定对象不同以及第一边界目标不同，如选取穿过A点与y轴平行的参考线为定位判定对象，第一边界目标为照片自身的与y轴平行的边界为该边界。这里便不再赘述。
下一步，执行步骤205、控制换电设备将由码垛机上接收的满电电池并安装到电动汽车上。对于单辆汽车来说，锁止状态下，锁连杆位置是唯一的，与未锁止状态下的连杆位置差别至少在3厘米以上。而且电动汽车的品牌、型号不同也会导致锁止的位置不准，需要进一步判定。由于此时，电池已装入电动汽车，换电设备相对于电动汽车底部的距离比在进行定位判定照片拍摄时的距离近，因此，如果采用同样状态的拍摄装置进行拍摄，会导致拍照不清楚。因此，在电池装入后，执行步骤206、将焦距调整为短焦距，即控制变焦相机调整将焦距350毫米调整至50毫米。再执行步骤207，即拍摄锁止判定照片。
图3及图4出示了本实施例中的锁止判定照片示意图，如图3所示，30 为第一次拍摄的锁止判定照片，303为照片中拍摄出的锁连杆，301表示锁止判定对象，本实施例中锁止判定对象为锁连杆的边界线，302为第二边界目标，本实施例中为照片的右边界。本实施例中，设定的锁止预设范围为1-2 毫米，但图3中的锁止判定照片中的锁止判定对象301与第二边界目标302 间的距离为0.5毫米，因此不满足锁止预设范围，因此，控制换电设备超x轴正方向移动，进行第二次拍摄，拍摄后的照片如图4所示，40为第二次拍摄的锁止判定照片，此时锁止判定对象301与第二边界目标302间的距离为 1.5毫米，因此，满足要求，确认换电设备位置正确。应当理解，实际情况中并不一定两次拍摄就可将换电设备位置调准，这里只是做一个举例性说明。
应当理解，本实施例只列举了换电设备的位置怎样沿x轴调整，沿y轴怎样调整，在于锁止判定对象不同以及第二边界目标不同，这里便不再赘述。
本实施例中，通过在第一焦距将定位判定对象与第一边界目标距离调整至定位预设范围、在第二焦距将锁止判定对象与第二边界目标的距离调整至锁止预设范围，可以使换电设备的定位以及锁止位置更准确，也进一步节约了换电时间、提升了换电效率。同理，也可以使换电设备的解锁位置更准确，节约换电时间，提高换电效率。
本实施例中，通过将拍摄装置设置为变焦相机，通过设置第一焦距及第二焦距的焦距范围，从而可以通过变焦相机实现定位与电池拆装前后的拍摄焦距的自动调节，进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于将实施例2中的变焦相机替换为第一相机及第二相机，其中，第一相机设置的焦距范围为330mm～ 380mm，第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本实施例中，通过设置两个变焦相机以及与每个变焦相机分别对应的不同焦距范围，通过在电池安装或解锁后将第一相机自动更换至第二相机，从而可以实现焦距的自动调节。
本实施例中，通过设置第一焦距及第二焦距的不同焦距范围进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度，使得无论在定位判定时、锁止判定时还是解锁判定时，都能实现对目标拍摄区域的清晰拍摄。
实施例4
本实施例提供了一种换电设备的视觉定位系统，如图5所示，视觉定位系统包括：换电设备驱动模块401、定位拍摄模块402、焦距调整模块403 及锁状态拍摄模块404。
换电设备驱动模块401用于控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方，并调用定位拍摄模块402。
定位拍摄模块402用于通过拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片。
焦距调整模块403用于控制拍摄装置调整第一焦距至第二焦距，并调用锁止拍摄模块404。
锁状态拍摄模块404用于控制拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以形成锁状态判定照片。
其中，换电设备上设置有拍摄装置，该拍摄装置的拍摄镜头朝向为正上方。
其中，电动汽车的底部包括电池容纳部，第一目标拍摄区域位于电池容纳部，锁连杆位于电池容纳部内，并且第二目标拍摄区域位于锁连杆上。
其中，换电设备用于从电动汽车上取下亏电电池或将安装满电电池安装到电动汽车上，其中，若换电设备执行的是取下亏电电池操作，则锁状态拍摄模块404拍摄到的锁状态判定照片用于进行解锁判定，因此，可将此时的锁状态判定照片成为解锁判定照片；若换电设备执行的是安装满电电池操作，则锁状态拍摄模块404拍摄到的锁状态判定照片用于进行锁止判定，因此，可将此时的锁状态判定照片成为锁止判定照片。其中，换电设备可以通过下面的方式实现从电动汽车上取下亏电电池后并安装满电电池：
换电设备包括可移动的驱动行走部、能够托举电池升降的举升装置，以及安装在举升装置上用于取下电动汽车上的亏电电池或将满电电池安装至电动汽车上的电池安装部。其中，换电设备还包括解锁机构与托盘，解锁机构包括设置在托盘上的顶杆。
拆卸电池时，通过油缸或气缸向上举升托盘，让顶杆对电动汽车上的亏电电池解锁，从车上拆卸下来的亏电电池落在托盘上，托盘下降后换电设备将亏电电池转运至码垛机上，码垛机将亏电电池放入电池仓内等待充电。
安装电池时，换电设备已从码垛机上接收满电电池，该满电电池承载在托盘内。举升装置将托盘向上举升，使电池两侧的锁轴进入锁基座的开口内，然后向着车头方向水平移动托盘，使得电池两侧的锁轴与锁基座处于锁紧状态，从而完成电池安装。本实施例通过焦距调整模块控制拍摄装置调整焦距来分别拍摄汽车底部定位判定照片及锁状态判定照片，从而可以拍摄到更加清晰的定位判定照片及锁状态判定照片，进一步通过定位拍摄模块及锁状态拍摄模块拍摄的不同焦距的照片实现定位、解锁及锁止高效准确的自动判定与调节，大大节约了换电时间。
实施例5
本实施例提供了一种换电设备的视觉定位系统，包括换电设备驱动模块 501、定位拍摄模块502、焦距调整模块503、锁止拍摄模块504、定位判定模块505、电池装卸模块506、锁止判定模块507及解锁判定模块508。
换电设备驱动模块501用于控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方，并调用定位拍摄模块502。
定位拍摄模块502用于通过拍摄装置在第一焦距拍摄第一目标拍摄区域以得到定位判定照片。
定位判定模块505用于判断定位判定照片中定位判定对象与定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，若不在，则判断为定位错误，并调整换电设备的位置后调用定位拍摄模块502，若在，则调用电池装卸模块506。
电池装卸模块506用于控制换电设备将满电电池安装到电动汽车的电池容纳部中，并调用焦距调整模块503。
焦距调整模块503用于控制拍摄装置调整第一焦距至第二焦距，并调用锁止拍摄模块504还用于调用锁止判定模块507。
锁止拍摄模块504用于控制拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以形成锁止判定照片。
锁止判定模块507用于判断锁止判定照片中锁止判定对象与锁止判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，若不在，则判断为锁止错误，并调整换电设备的位置后调用锁止拍摄模块504，若在，则确认换电设备的位置正确。
本实施例中，为了提高了换电设备的定位效率，定位判定模块505如果调整次数超过第一预设次数，则判断为定位失败，在判断为定位失败后可以重新执行步骤202以再次进行定位判定照片的拍摄，如果没有超过第一预设次数，则继续进行定位调整。
本实施例中，为了提高了换电设备的锁止效率，锁止判定模块507如果调整次数超过第二预设次数，则判断为锁止失败，在判断为锁止失败后可以重新执行步骤207以再次进行锁止判定照片的拍摄，如果没有超过第二预设次数，则继续进行锁止调整。
本实施例中的拍摄装置为变焦相机。
其中，换电设备上设置有变焦相机，该变焦相机的拍摄镜头朝向为正上方。
其中，电动汽车的底部包括电池容纳部，第一目标拍摄区域位于电池容纳部，锁连杆位于电池容纳部内，并且第二目标拍摄区域位于锁连杆上。
其中，第一焦距的焦距范围为330mm～380mm，第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
其中，为了实现满电电池的安装，电池装卸模块506还用于在安装满电电池之前，从车辆上取下亏电电池，本实施例中的视觉定位系统还可以包括：解锁拍摄模块，用于控制拍摄装置在第二焦距拍摄第二目标拍摄区域以形成解锁判定照片，并调用解锁判定模块508，该模块用于判断解锁判定照片中解锁判定对象与解锁判定照片的第二边界目标的距离是否在第三预设范围内，若是，则确认解锁正确，并调用电池装卸模块506以实现满电电池的安装，若否，则判断为解锁错误，调整换电设备的位置后，继续调用解锁拍摄模块直至解锁判定模块508判断为解锁正确。
本实施例中，可以通过换电设备中的行走驱动部驱动整个设备在取下亏电电池和安装满电电池过程中的移动从而达到锁止判定模块507及解锁判定模块508中的调整换电设备的作用。具体的驱动方式可以是现有的卷扬驱动、齿条齿轮驱动、滚轮驱动或轨道驱动等任意可实现换电设备移动的方式。为了更好的理解本实施例，下面举一个具体实例对本实施例中每一步骤做具体说明。
首先，将变焦相机设置在换电设备上，让变焦相机的镜头朝着正上方，让其可以无遮挡地拍摄到电动汽车底部，而后，通过换电设备驱动模块501 控制换电设备移动至电动汽车的底部的电池容纳部下方。而后，调用定位拍摄模块502，在350毫米焦距拍摄电动汽车底部的电池容纳部以得到定位判定照片，如设置电池容纳部的A点为参考点，穿过A点与x轴(x轴及y 轴位于与电动汽车底面平行的坐标系中，x轴方向为拍摄的照片的水平方向) 平行的第一参考线为定位判定时的参考线，在调用焦距调整模块503时，拍摄的定位判定照片中定位判定对象，即第一参考线，与第一边界目标(本实施例中的第一边界目标为相片自身的与x轴平行的边界)的距离为50毫米，但是，预设范围的距离是40毫米，因此，会调用锁止拍摄模块504、调整换电设备的位置、角度或倾斜度，如可以控制换电设备朝y轴的方向移动后再执行步骤202进行定位判定照片的再次拍摄，在另一个实施例中，也可以不再次拍摄定位照片，而是朝y轴方向移动50-40＝10毫米(可以自由设置误差范围，如移动8毫米、或者9毫米)的距离，后直接调用定位判定模块505。
应当理解，本实施例中换电设备朝y轴的移动方向需要根据实际情况去进行设置，如本实施例中第一边界目标若为照片与x轴平行的下边界，则需要控制换电设备朝沿y轴的正方向移动，相反，若本实施例中第一边界目标为照片与x轴平行的上边界，则需要控制换电设备朝沿y轴的负方向移动。
应当理解，本实施例只列举了换电设备的位置怎样沿y轴调整，换电设备的位置沿x轴怎样调整，在于定位判定对象不同以及第一边界目标不同，如选取穿过A点与y轴平行的参考线为定位判定对象，第一边界目标为照片自身的与y轴平行的边界为该边界。这里便不再赘述。
下一步，电池安装模块505将电动汽车上的亏电电池取下并运送给码垛机，同时将码垛机上接收的满电电池安装到电动汽车上。对于单辆汽车来说，锁止状态下，锁连杆位置是唯一的，与未锁止状态下的连杆位置差别至少在 3厘米以上。而且电动汽车的品牌、型号不同也会导致锁止的位置不准，需要进一步判定。由于此时，电池已装入电动汽车，换电设备相对于电动汽车底部的距离比在进行定位判定照片拍摄时的距离近，因此，如果采用同样状态的拍摄装置进行拍摄，会导致拍照不清楚。因此，在电池装入后，调用焦距调整模块503，将焦距调整为短焦距，即控制变焦相机调整将焦距350毫米调整至50毫米。再调用锁止判定模块507，即拍摄锁止判定照片。
图3及图4出示了本实施例中的锁止判定照片示意图，如图3所示，30 为图3及图4出示了本实施例中的锁止判定照片示意图，如图3所示，30 为第一次拍摄的锁止判定照片，303为照片中拍摄出的锁连杆，301表示锁止判定对象，本实施例中锁止判定对象为锁连杆的边界线，302为第二边界目标，本实施例中为照片的右边界。本实施例中，设定的锁止预设范围为1-2 毫米，但图3中的锁止判定照片中的锁止判定对象301与第二边界目标302 间的距离为0.5毫米，因此不满足锁止预设范围，因此，控制换电设备超x 轴正方向移动，进行第二次拍摄，拍摄后的照片如图4所示，40为第二次拍摄的锁止判定照片，此时锁止判定对象301与第二边界目标302间的距离为1.5毫米，因此，满足要求，确认换电设备位置正确。应当理解，实际情况中并不一定两次拍摄就可将换电设备位置调准，这里只是做一个举例性说明。
应当理解，本实施例只列举了换电设备的位置怎样沿x轴调整，沿y轴怎样调整，在于锁止判定对象不同以及第二边界目标不同，这里便不再赘述。
本实施例中，通过定位判断模块在第一焦距将定位参考目标与第一边界目标距离调整至定位预设范围、锁止判断模块在第二焦距将锁止参考目标与第二边界目标的距离调整至锁止预设范围，可以使换电设备的定位以及锁止位置更准确，也进一步节约了换电时间、提升了换电效率。同理，也可以使换电设备的解锁位置更准确，节约换电时间，提高换电效率。本实施例中，通过将拍摄装置设置为变焦相机，通过设置第一焦距及第二焦距的焦距范围，从而可以通过变焦相机实现定位与电池拆装前后的拍摄焦距的自动调节，进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度。
实施例6
本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于将实施例2中的变焦相机替换为第一相机及第二相机，其中，第一相机设置的焦距范围为330mm～ 380mm，第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
本实施例中，通过设置两个变焦相机以及与每个变焦相机分别对应的不同焦距范围，通过在电池安装或解锁后将第一相机自动更换至第二相机，从而可以实现焦距的自动调节。
本实施例中，通过设置第一焦距及第二焦距的不同焦距范围进一步提高了对第一目标拍摄区域及第二目标拍摄区域的拍摄清晰度，使得无论在定位判定时、锁止判定时还是解锁判定时，都能实现对目标拍摄区域的清晰拍摄。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种换电设备，所述换电设备用于从电动汽车上取下亏电电池后并安装满电电池，其特征在于，所述换电设备上设置有拍摄装置，所述电动汽车的底部包括电池容纳部；
所述拍摄装置用于在所述换电设备移动至所述电动汽车的底部的电池容纳部下方时，以第一焦距拍摄第一目标拍摄区域得到定位判定照片，并进行定位判定；
所述拍摄装置还用于在从所述电动汽车上取下亏电电池或向电动汽车安装满电电池时，以第二焦距拍摄第二目标拍摄区域得到锁状态判定照片，并进行锁止判定或解锁判定。
2.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，
所述定位判定的步骤包括：判断所述定位判定照片中定位判定对象与所述定位判定照片的第一边界目标的距离是否在第一预设范围内，若否，则判断为定位错误；或，
所述锁止判定的步骤包括：判断所述锁状态判定照片中锁止判定对象与所述锁状态判定照片的第二边界目标的距离是否在第二预设范围内，若否，则判断为锁止错误；或，
所述解锁判定的步骤包括：判断所述锁状态判定照片中解锁判定对象与所述锁状态判定照片的二边界目标的距离是否在第三预设范围内，若否，则判断为解锁错误。
3.如权利要求2所述的换电设备，其特征在于，所述定位判定的步骤还包括：
当判断为定位错误时，调整所述换电设备的位置、角度或倾斜度，并重新执行所述定位判定步骤直至判断为定位正确。
4.如权利要求2所述的换电设备，其特征在于，所述锁止判定的步骤还包括：
当判断为锁止错误时，调整所述换电设备的位置，并重新执行所述锁止判定步骤直至判断为锁止正确。
5.如权利要求2所述的换电设备，其特征在于，所述解锁判定的步骤还包括：
当判断为解锁错误时，朝向车头方向移动所述换电设备，并重新执行所述解锁判定步骤直至判断为解锁正确。
6.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述拍摄装置还用于在所述换电设备从所述电动汽车上取下亏电电池或向电动汽车安装满电电池时由第一焦距调整至第二焦距。
7.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，
所述拍摄装置为变焦相机；
所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm；
所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
8.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，
所述拍摄装置包括第一相机及第二相机；
所述第一相机用于在所述换电设备移动至所述电动汽车的底部的电池容纳部下方时以第一焦距拍摄第一目标拍摄区域得到定位判定照片，所述第一焦距的焦距范围为330mm～380mm；
所述第二相机用于在从所述电动汽车上取下亏电电池时或向电动汽车安装满电电池时以第二焦距拍摄第二目标拍摄区域得到锁状态判定照片，所述第二焦距的焦距范围为45mm～55mm。
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