CN116760207A - 一种多设备无线充电桌面面板装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种多设备无线充电桌面面板装置，包括：支架，其具有充电面板；若干个无线充电模块，若干个无线充电模块可移动地设置在充电面板的内侧；驱动模块，其分别与若干个无线充电模块联动；成像模块，其用于对充电面板成像，并获取待充电设备的图像信息；处理控制模块，其分别与驱动模块、成像模块信号连接，用于根据成像模块的成像图像，识别待充电设备的类型并确定待充电设备在充电面板中的位置信息，控制驱动模块，进而带动无线充电模块移动至待充电设备处。本公开可识别待充电设备的位置，并通过驱动模块带动无线充电模块移动至待充电设备处进行充电，更便于无线充电过程，简化用户操作，提升无线充电装置的智能化程度。

Description

一种多设备无线充电桌面面板装置
技术领域
本公开涉及无线充电的技术领域，具体涉及一种多设备无线充电桌面面板装置。
背景技术
无线充电，是当前如手机、平板等设备普遍具有的功能，无线充电的主要原理是利用空间磁场将电能传递到终端的电池上，可以在没有物理连接的情况下为设备充电，使得充电过程更加便捷。
传统的无线充电器仅能为单个设备充电，不能满足多设备同时充电的需求，基于此技术问题进行检索，中国专利申请【CN113300434 A】公开了一种用于桌面多设备的无线充电系统，该无线充电系统包括无线充电板和至少两个移动设备；所述无线充电板包括设备感应模块、充电接收模块、位置采集模块和初始化模块。该无线充电系统可满足多设备同时充电的需求，但由于其充电位置为固定的，且无线充电的感应范围有限，需要将设备放入到指定区域内才能进行充电，且在实际使用过程中，通常还需要反复调整设备的位置，使设备与无线充电模块之间建立稳定的连接，给无线充电过程带来不便。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种多设备无线充电桌面面板装置。本公开可识别待充电设备的位置，并通过驱动模块带动无线充电模块移动至待充电设备处进行充电，更便于无线充电过程，简化用户操作，提升无线充电装置的智能化程度。
本公开所述的一种多设备无线充电桌面面板装置，包括：
支架，其具有用于放置待充电设备的充电面板；
若干个无线充电模块，若干个所述无线充电模块相互独立且可移动地设置在所述充电面板的内侧，以使所述无线充电模块可移动至所述充电面板的不同位置；
驱动模块，其分别与若干个所述无线充电模块联动，用于带动每个所述无线充电模块单独运动；
成像模块，其用于对所述充电面板成像，并获取待充电设备的图像信息；
处理控制模块，其分别与所述驱动模块、所述成像模块信号连接，用于根据所述成像模块的成像图像，识别待充电设备的类型并确定待充电设备在充电面板中的位置信息，控制所述驱动模块，进而带动所述无线充电模块移动至待充电设备处，为待充电设备充电。
优选地，所述成像模块包括平面阵列摄像机，所述平面阵列摄像机设置在所述充电面板的上方。
优选地，所述处理控制模块根据所述成像模块的成像图像，控制所述驱动模块包括：
所述处理控制模块接收所述成像模块的成像图像，通过中值滤波法对所述成像图像进行降噪处理获得降噪图像；
采用固定值阈值分割法对所述降噪图像进行图像分割，提取待充电设备的设备图像；
对所得设备图像进行边缘特征提取，获得待充电设备的轮廓，并提取待充电设备的外围轮廓；
根据所得待充电设备的外围轮廓，识别待充电设备的类型，并确定待充电设备在充电面板中的位置信息；
根据所得待充电设备的类型及位置信息，控制所述驱动模块带动所述无线充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
优选地，所述固定值阈值分割法采用双阈值分割法，所述双阈值分割法公式为：
其中，f(x,y)表示图像在(x,y)像素上的灰度值，g(x,y)表示阈值化的灰度值，max表示最大灰度值取255，0表示最小灰度值，low和high分别表示低分割阈值和高分割阈值。
优选地，采用Canny算法对所得设备图像进行边缘特征提取，获得待充电设备的轮廓，并使用findContours函数提取待充电设备的外围轮廓。
优选地，根据所得待充电设备的外围轮廓，识别待充电设备的类型，包括：
构建若干种充电设备的类型模板，抽取类型模板的外围轮廓并计算类型模板外围轮廓的特征值，记为模板特征值；
基于待充电设备的外围轮廓，计算待充电设备外围轮廓的特征值，记为设备特征值；
将所得设备特征值与所述模板特征值按如下公式进行匹配：
其中，表示模板特征值，/>表示设备特征值，I(A,B)表示该模板特征值与设备特征值的差异系数。
优选地，采用最小外接矩形法确定待充电设备在充电面板中的位置信息。
优选地，基于所得待充电设备的类型，选取无线充电模块为待充电设备充电，包括：
定义与该待充电设备相适配、且状态为空闲的无线充电模块为可用充电模块；
当所述可用充电模块的数量为零时，选取充电功率小于所述可用充电模块、且与待充电设备直线间距最小的无线充电模块，控制所述驱动模块带动该无线充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电；
当所述可用充电模块的数量为一个时，控制所述驱动模块带动该可用充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电；
当所述可用充电模块的数量为至少两个时，选取其中与待充电设备直线间距最小的可用充电模块，控制所述驱动模块带动该可用充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
优选地，在每个所述无线充电模块上均设有位移传感器，所述位移传感器与所述处理控制模块信号连接，所述处理控制模块根据所述位移传感器的传感信号，计算每个所述无线充电模块在充电面板中的位置信息。
优选地，所述驱动模块包括X向移动组件和若干组Y向移动组件，所述Y向移动组件的数量与所述无线充电模块的数量相匹配，若干所述无线充电模块一一对应设置在所述Y向移动组件上，所述Y向移动组件用于带动所述无线充电模块做Y向滑动；
若干组所述Y向移动组件均可滑动地设置在所述X向移动组件上，所述X向移动组件用于带动所述Y向移动组件做X向滑动，进而使每个所述无线充电模块均具有X向和Y向的滑动自由度。
本公开所述的一种多设备无线充电桌面面板装置，其优点在于，本公开通过设置驱动模块、成像模块和处理控制模块，在将待充电设备放置在充电面板的任意位置后，通过成像模块对充电面板成像，通过处理控制模块对成像图像进行分析计算，获取待充电设备的类型及位置信息，基于此控制驱动模块带动其中一个无线充电模块移动至待充电设备处，为待充电设备充电。本公开将无线充电模块设置为可移动的，并根据成像模块的成像图像控制驱动模块带动无线充电模块移动至待充电设备处进行充电，用户在使用过程中只需将待充电设备放置在充电面板上即可实现自动无线充电，简化了用户操作，提升了无线充电装置的智能化程度及用户的使用体验。
附图说明
图1是本实施例所述一种多设备无线充电桌面面板装置的结构框图；
图2是本实施例所述一种多设备无线充电桌面面板装置的结构示意图；
图3是本实施例所述无线充电模块支架的结构示意图；
图4是本实施例所述待充电设备提取的外围轮廓图。
附图标记说明：1-支架，2-无线充电模块，21-安装架，3-驱动模块，31-X向移动组件，32-Y向移动组件，4-成像模块，5-处理控制模块。
具体实施方式
如图1-图3所示，本公开所述的一种多设备无线充电桌面面板装置，包括：
支架1，支架1呈方形框架结构，中部中空嵌设有用于放置充电设备的充电面板，充电面板可以采用厚度为1～2mm的薄塑料板，以使下述无线充电模块2可透过充电面板，为充电面板上的设备充电。
若干个无线充电模块2，若干个无线充电模块2相互独立且可移动地设置在充电面板的内侧，以使无线充电模块2可移动至充电面板的不同位置，具体的，本实施例中，无线充电模块2的数量设置为三个，其移动方向为沿着支架1的长度方向及宽度方向，以支架1的其一顶点作为平面直角坐标系的原点，则可定义无线充电模块2的移动方向为X方向和Y方向。无线充电模块2包括发射单元，发射单元与电源电连接，电源电能经过驱动信号放大器、谐振功率放大器放大后，通过发射线圈向外发出，与设备自带的接收单元产生电磁感应，进而为设备无线充电。更具体的，发射单元可选用IP6808芯片。发射单元所采用的电源可以为蓄电池，在装置不使用时通过有线连接补充电能，当需要使用时通过蓄电池提供电能为设备无线充电，使用蓄电池供电的优点在于可避免无线充电模块2移动过程受连接线限制干扰。
驱动模块3，其分别与若干个无线充电模块2联动，用于带动每个无线充电模块2在支架1上单独运动，具体的，驱动模块3用于带动无线充电模块2沿着支架1的X方向或Y方向滑动。
成像模块4，其用于对充电面板成像，以在将待充电设备放置在充电面板上时，可获取待充电设备的图像信息。
处理控制模块5，其分别与驱动模块3、成像模块4信号连接，用于根据成像模块4的成像图像，识别待充电设备的类型并确定待充电设备在充电面板中的位置信息，控制驱动模块3，进而带动无线充电模块2移动至待充电设备处，为待充电设备充电。
具体的，处理模块模块包括具有数据处理功能的上位机，如电脑，其可搭载图像处理系统以对成像模块4的成像图像进行处理，获得待充电设备的位置(坐标)数据，还包括运动控制器，如STM32系列控制器，其作用是接收上位机发出的坐标数据，将其转换为脉冲信号，并进一步转化为PWM信号以控制驱动模块3，最终带动无线充电模块2运动。
进一步的，本实施例中，成像模块4具体包括平面阵列摄像机，如海康MV-CA013-20平面阵列摄像机，具有1280x1024分辨率，通信端口为Gige接口，镜头为MVL-HF1628M-6MP，具有高清晰度和高对比度。将摄像机安装在充电面板正上方，完成对待充电设备的影像的采集。
采用PC作为主机，利用Gige网络接口，接收来自成像模块4的影像资料，以C为开发语言，以微软Visual 2017软件为平台，实现了图形处理的工作，具体如下：
由于成像图像像素中含有噪声干扰，因此首先通过中值滤波法对成像图像进行降噪处理，中值滤波法是一种通过对相邻像素点的中值进行滤波的方法，能有效地消除环境噪声和脉冲噪声，并且可以很好地保持图像的边缘信息，适用于本实施例中。
采用中值滤波法滤波处理后的图像可以直接获得每个像素的灰度值，基于此，采用固定值阈值分割法对图像进行分割处理可有效减小计算量，加快图像处理速度。
通过选取合适的阈值，可以实现对待充电设备图像的有效分离，但实际试验过程中，由于常见的待充电设备如手机、平板等的壳体常采用金属材料制成，其成像图像中存在明显的表面反射问题，导致局部过曝，因此在进行图像分割时，需使用双阈值分割法，具体公式如下：
其中，f(x,y)表示图像在(x,y)像素上的灰度值，g(x,y)表示阈值化的灰度值，max表示最大灰度值取255，0表示最小灰度值，low和high分别表示低分割阈值和高分割阈值，可根据具体的分割效果进行设置。
通过固定值阈值分割法从成像图像中分割出待充电设备的图像，由于分割后图像边缘灰度变化很大，因此需要使用边沿检测算法进行边缘特征提取以形成连续边缘，本实施例中，采用Canny算法对图像进行边缘特征提取，具体步骤如下：
对图像做高斯平滑处理；
计算图像的梯度幅度和方向，梯度公式如下所示：
方向公式如下所示：
其中，fs(x，y)表示高斯平滑处理后的图像，在假定代表水平和垂直的4个基本方向d1至d4的情况下，对梯度图像执行不最大值的抑制。在dk方向上，如果一个数值比dk方向的一个或两个相邻的数值要小，那么该数值被抑制，如果该数值被保持，那么对于全部(x,y)，重复该处理可以获得一个不显著的抑制图像；
采用双重阈值处理和连通的方法，对不最大抑制的图像进行边缘检测，以减小隔离或伪边界。Canny算子具有完整的边缘检测功能，并且对微小的边缘具有良好的检测效果，并且具有运算快速、应用成熟的优点。但边缘的宽度不同，也会出现细小的断续的边缘。因此，Canny需要将边缘连接起来。当检测结束时，与Open CV中的find Contours功能相结合，寻找Canny的返回边缘，并将其与draw Contours相结合，可得如图4所示的待充电设备外围轮廓，使得待充电设备的边缘变得更明显。
在上述通过Canny算子进行轮廓提取，并使用find Contours函数将其检索类型设定为RETR_EXTERNAL，从而提取待充电设备的外围轮廓。
在此基础上，需要识别待充电设备的类型，以为其选用适配的无线充电模块2，具体如下：
构建各类型充电设备的模板，记为类型模板，如分别获取手机、平板等不同类型设备的图像，通过上述边缘提取、轮廓提取的方式获取其外轮廓并计算类型模板的特征值，记为设备特征值；
在使用本装置时，基于上述提取的待充电设备的外围轮廓，计算待充电设备外围轮廓的特征值，记为设备特征值，将所得设备特征值与模板特征值按如下公式进行匹配：
其中，表示模板特征值，/>表示设备特征值，I(A,B)表示该模板特征值与设备特征值的差异系数。
在具体的实施例中，模板特征值和设备特征值可以为外围轮廓的面积或周长，外围轮廓的面积或周长均可通过Open CV计算获得。由于不同类型的充电设备的大小存在较为明显的差异，以轮廓面积为例，通过获取各类型设备的外围轮廓的面积作为模板特征值，在进行待充电设备识别时，提取待充电设备的外围轮廓并计算外围轮廓的轮廓面积作为设备特征值，采用上述公式将模板特征值与设备特征值进行匹配，获得模板特征值与设备特征值的差异系数，记为I(A,B)，差异系数I(A,B)的值越小，表示模板特征值与设备特征值越接近，即表示待充电设备与该类型模板所对应的设备类型的匹配度越高，在具体的实施例中，通过录入各类常见的设备的类型模板，提取外围轮廓获取模板特征值，将各个模板特征值归类存储，当进行待充电设备识别时，将待充电设备外围轮廓的特征值与存储的各个模板特征值进行匹配计算，得出待充电设备外围轮廓与各个模板特征值的差异系数，将各个差异系数由小到大进行排序，差异系数最小的类型模板与待充电设备的匹配度最高，将待充电设备识别为该类型模板所对应的设备类型。
上述过程可识别待充电设备的类型，以便于后续根据待充电设备的类型，选用适配的无线充电模块2。
在识别待充电设备的类型后，需要获取待充电设备的位置信息，主要获取待充电设备中心在充电面板的坐标信息，本实施例中，采用最小外接矩形法(min imum bound ingrectangle,MBR)来确定待充电设备在充电面板中的位置信息，具体如下：
先求出待充电设备的初始位置，利用重心理论求出各列的中心，并以拟合作为水平轴，通过上下移动求出待充电设备的上、下边界，求出各线的中心，并以拟合作为竖轴，然后再向左、向右移动，以求出一个外接矩形；将两轴相交的中心位置作为旋转中心，将外接矩形的旋转角度设定为逆时针旋转，并与外接矩形的面积相比较，得出最小的外接矩形。外接矩形围绕水平轴旋转的角θ是横向轴与逆时针接触的第一个矩形侧表面的夹角，由此判定待充电设备的姿势是长边还是短边。一般采用长边作为参考，可以使用四个矩形的顶点R0，R1，R2，R3，并进一步得到待充电设备的中心坐标C(x,y)，x和y分别由以下公式计算获得：
其中，Ri(x)表示第i个顶点x轴的数值，Ri(y)表示第i个顶点y轴的数值，由此可以通过最小外接矩形法计算出待充电设备的中心坐标。
进一步的，处理控制模块5基于上述获取的待充电设备的类型及位置信息，控制驱动模块3，进而驱动对应的无线充电模块2移动至待充电设备处，为待充电设备充电，具体控制策略如下：
基于所得待充电设备的类型，选取与该类型的充电设备相适配的无线充电模块2，如手机和平板可能对应不同的充电功率，需要使用不同的无线充电模块2，不同型号、不同规格的手机也有相适配的无线充电模块2，因此本装置在配置无线充电模块2时，可以配置多种类型、多种规格的无线充电模块2，以适配于各类的充电设备，为每个无线充电模块2配置标签，表示其适用的充电设备类型，如将三个无线充电模块2分别编号为模块A、模块B和模块C，模块A和模块B适用于智能手机充电，模块C适用于平板电脑充电，则为模块A和模块B分别配置标签为“手机”，为模块C配置标签为“平板”。
在将待充电设备放置到充电面板上后，通过上述过程识别该待充电设备的类型，根据待充电设备的类型，选取与该类型的充电设备相适配的无线充电模块2，同时还需判断该无线充电模块2处于使用状态还是空闲状态，如：
若该待充电设备的类型为平板电脑，此时适配于该类型充电设备的无线充电模块2仅有一个，判断该无线充电模块2的所处状态：
当其为使用状态时，判断可用充电模块的数量为零，此时选取充电功率小于可用充电模块的无线充电模块2为该设备暂时充电，由于充电功率小于适配功率，其充电速度虽然较慢，但不会出现过功率损坏设备的风险，直至监测到适配的可用充电模块的状态转为空闲时，可切换充电模块，将可用充电模块移动至待充电设备处，为待充电设备快速充电。
当该无线充电模块2为空闲状态时，则判断可用充电模块的数量为一个，控制驱动模块3带动该无线充电模块2移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
若该待充电设备的类型为手机，则适配于该类型充电设备的无线充电模块2数量有两个，当两个无线充电模块2均为空闲状态时，判断可用充电模块的数量为两个，为了快速响应及减少无线充电模块2的移动行程，应选取其中与待充电设备直线间距最小的可用充电模块，控制驱动模块3带动该可用充电模块移动至与待充电设备相对应的位置。
在具体的实施例中，基于上述获取待充电设备的中心坐标信息，可以在同一坐标系下，获取各无线充电模块2的坐标信息，通过待充电设备的中心坐标信息和各无线充电模块2的坐标信息来求取待充电设备与各无线充电模块2之间的直线间距，进而选取出适配的无线充电模块2中与待充电设备直线间距最小的一组，将其移动至与待充电设备相对应的位置进行充电，以简化控制过程，最小化无线充电模块2的移动行程，提高响应速度。
进一步的，上述步骤需要获取各无线充电模块2的位置信息，在装置运行过程中，也需要对各无线充电模块2的位置信息进行监测，本实施例中，在每个无线充电模块2上均设有位移传感器，位移传感器与处理控制模块5信号连接，处理控制模块5根据位移传感器的传感信号，计算每个无线充电模块2在充电面板中的位置信息，具体的，在充电面板中建立平面直角坐标系，定义平面直角坐标系的X轴正方向和Y轴正方向，位移传感器可对应设置两组，用于分别监测无线充电模块2在X方向和Y方向上的位移量，在坐标系原点处令位移传感器清零，当驱动模块3带动无线充电模块2沿X方向或Y方向移动时，位移传感器监测位移变化量，将无线充电模块2在X方向和Y方向上的位移变化量转化为该无线充电模块2的坐标信息，由此可获得各无线充电模块2在充电面板上的位置坐标，进而计算其与待充电设备之间的直线间距。
进一步的，本实施例中，驱动模块3包括X向移动组件31和若干组Y向移动组件32，Y向移动组件32的数量与无线充电模块2的数量相匹配，若干无线充电模块2一一对应设置在Y向移动组件32上，通过每组Y向移动组件32可单独带动单个的无线充电模块2移动。
若干组Y向移动组件32均可滑动地设置在X向移动组件31上，X向移动组件31用于带动Y向移动组件32做X向滑动，进而使得每个无线充电模块2均具有X向和Y向的滑动自由度。
具体的，两向行走平台为常用的行走平台，驱动模块3可选用集成化的两向行走平台，如图2所示的，X向移动组件31包括沿X方向延伸设置在支架1上的直线导轨、步进电机、同步带轮和若干传动齿轮，三组Y向移动组件32均可滑动地设置在直线导轨上，使得三组Y向移动组件32均可沿X向滑动，同步带轮的数量为对应的三组，分别与三组Y向移动组件32通过螺栓连接，使得每组同步带轮可单独带动与之相连的Y向移动组件32做X向移动。步进电机对应设置三个，通过传动齿轮分别与三组同步带轮传动连接，由此可通过三个步进电机分别带动三组Y向移动组件32沿直线导轨做X向移动。
Y向移动组件32的结构与X向移动组件31相似，包括沿Y向延伸布置的光轴用于导向，还包括步进电机、同步带轮和传动齿轮，步进电机通过传动齿轮与同步带轮联动，同步带与无线充电模块2的安装架21通过螺栓连接，无线充电模块2的发射单元设置在安装架21上，可通过步进电机带动安装架21沿Y向移动，进而带动发射单元沿Y向移动。
由上述结构，可使无线充电模块2具有X向和Y向的两向移动自由度，可通过驱动模块3带动无线充电模块2在X方向和Y方向上滑动，调节无线充电模块2的位置。
在其他可选的实施例中，X向移动组件31和Y向移动组件32还可以采用导轨滑块，配合滚珠丝杆的结构来实现对直线往复运动的驱动控制，本实施例不对此进行限制。
以下将结合上述内容，完整地阐述本实施例的多设备无线充电桌面面板装置的工作过程：
将待充电设备放置到充电面板上，成像模块4对充电面板成像，进而获取成像图像输入到处理控制模块5中，处理控制模块5对成像图像进行处理，依次提取待充电设备图像及其外轮廓，根据外轮廓特征值识别该待充电设备的类型，并确定该待充电设备的中心位置坐标。
基于识别的待充电设备类型及中心位置坐标，处理控制模块5选取相适配且距离最近的可用充电模块，通过驱动模块3带动该可用充电模块，将其移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
本公开通过设置驱动模块3、成像模块4和处理控制模块5，在将待充电设备放置在充电面板的任意位置后，通过成像模块4对充电面板成像，通过处理控制模块5对成像图像进行分析计算，获取待充电设备的类型及位置信息，基于此控制驱动模块3带动其中一个无线充电模块2移动至待充电设备处，为待充电设备充电。本公开将无线充电模块2设置为可移动的，并根据成像模块4的成像图像控制驱动模块3带动无线充电模块2移动至待充电设备处进行充电，用户在使用过程中只需将待充电设备放置在充电面板上即可实现自动无线充电，简化了用户操作，提升了无线充电装置的智能化程度及用户的使用体验。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，包括：
支架，其具有用于放置待充电设备的充电面板；
若干个无线充电模块，若干个所述无线充电模块相互独立且可移动地设置在所述充电面板的内侧，以使所述无线充电模块可移动至所述充电面板的不同位置；
驱动模块，其分别与若干个所述无线充电模块联动，用于带动每个所述无线充电模块单独运动；
成像模块，其用于对所述充电面板成像，并获取待充电设备的图像信息；
处理控制模块，其分别与所述驱动模块、所述成像模块信号连接，用于根据所述成像模块的成像图像，识别待充电设备的类型并确定待充电设备在充电面板中的位置信息，控制所述驱动模块，进而带动所述无线充电模块移动至待充电设备处，为待充电设备充电。
2.根据权利要求1所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，所述成像模块包括平面阵列摄像机，所述平面阵列摄像机设置在所述充电面板的上方。
3.根据权利要求1或2所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，所述处理控制模块根据所述成像模块的成像图像，控制所述驱动模块包括：
所述处理控制模块接收所述成像模块的成像图像，通过中值滤波法对所述成像图像进行降噪处理获得降噪图像；
采用固定值阈值分割法对所述降噪图像进行图像分割，提取待充电设备的设备图像；
对所得设备图像进行边缘特征提取，获得待充电设备的轮廓，并提取待充电设备的外围轮廓；
根据所得待充电设备的外围轮廓，识别待充电设备的类型，并确定待充电设备在充电面板中的位置信息；
根据所得待充电设备的类型及位置信息，控制所述驱动模块带动所述无线充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
4.根据权利要求3所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，所述固定值阈值分割法采用双阈值分割法，所述双阈值分割法公式为：
其中，f(x,y)表示图像在(x,y)像素上的灰度值，g(x,y)表示阈值化的灰度值，max表示最大灰度值取255，0表示最小灰度值，low和high分别表示低分割阈值和高分割阈值。
5.根据权利要求4所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，采用Canny算法对所得设备图像进行边缘特征提取，获得待充电设备的轮廓，并使用findContours函数提取待充电设备的外围轮廓。
6.根据权利要求5所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，根据所得待充电设备的外围轮廓，识别待充电设备的类型，包括：
构建若干种充电设备的类型模板，抽取类型模板的外围轮廓并计算类型模板外围轮廓的特征值，记为模板特征值；
基于待充电设备的外围轮廓，计算待充电设备外围轮廓的特征值，记为设备特征值；
将所得设备特征值与所述模板特征值按如下公式进行匹配：
其中，表示模板特征值，/>表示设备特征值，I(A,B)表示该模板特征值与设备特征值的差异系数。
7.根据权利要求6所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，采用最小外接矩形法确定待充电设备在充电面板中的位置信息。
8.根据权利要求7所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，基于所得待充电设备的类型，选取无线充电模块为待充电设备充电，包括：
定义与该待充电设备相适配、且状态为空闲的无线充电模块为可用充电模块；
当所述可用充电模块的数量为零时，选取充电功率小于所述可用充电模块、且与待充电设备直线间距最小的无线充电模块，控制所述驱动模块带动该无线充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电；
当所述可用充电模块的数量为一个时，控制所述驱动模块带动该可用充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电；
当所述可用充电模块的数量为至少两个时，选取其中与待充电设备直线间距最小的可用充电模块，控制所述驱动模块带动该可用充电模块移动至与待充电设备相对应的位置，为待充电设备充电。
9.根据权利要求8所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，在每个所述无线充电模块上均设有位移传感器，所述位移传感器与所述处理控制模块信号连接，所述处理控制模块根据所述位移传感器的传感信号，计算每个所述无线充电模块在充电面板中的位置信息。
10.根据权利要求1所述多设备无线充电桌面面板装置，其特征在于，所述驱动模块包括X向移动组件和若干组Y向移动组件，所述Y向移动组件的数量与所述无线充电模块的数量相匹配，若干所述无线充电模块一一对应设置在所述Y向移动组件上，所述Y向移动组件用于带动所述无线充电模块做Y向滑动；
若干组所述Y向移动组件均可滑动地设置在所述X向移动组件上，所述X向移动组件用于带动所述Y向移动组件做X向滑动，进而使每个所述无线充电模块均具有X向和Y向的滑动自由度。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108932721A (zh) * 2018-06-28 2018-12-04 上海电力学院 一种用于巡检机器人的红外图像分割与融合方法
CN109035276A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 北京中科慧眼科技有限公司 一种图像边缘提取方法、装置及自动驾驶系统
CN110212615A (zh) * 2019-06-28 2019-09-06 Oppo广东移动通信有限公司 无线充电底座及无线充电底座控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109035276A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 北京中科慧眼科技有限公司 一种图像边缘提取方法、装置及自动驾驶系统
CN108932721A (zh) * 2018-06-28 2018-12-04 上海电力学院 一种用于巡检机器人的红外图像分割与融合方法
CN110212615A (zh) * 2019-06-28 2019-09-06 Oppo广东移动通信有限公司 无线充电底座及无线充电底座控制方法

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