CN220009711U - 一种重卡换电3d视觉定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重卡换电3D视觉定位系统，用于重卡换电站中，所述3D视觉定位系统包括3D相机、3D智能图像处理系统、换电显示终端，所述3D相机位于上料位的正上方，具有矩形视野范围，所述换电显示终端与3D相机无线连接、用于实时显示3D相机采集的图像以引导驾驶员停车，并在停车到位时触发拍照信号，所述3D相机根据拍照信号来拍摄照片，所述3D智能图像处理系统根据照片来识别电池的位置信息并发送给换电机器人。本实用新型采用视觉引导的方式，让司机开着卡车移动到换电区域内，再由视觉相机拍下电池位置信息来精定位，由换电机器人从卡车上部拆装电池。整个换电操作灵活性高、成本降低。

Description

一种重卡换电3D视觉定位系统

技术领域

本实用新型涉及换电领域，尤其涉及一种重卡换电3D视觉定位系统。

背景技术

新能源汽车进站后，先用机械结构将车身夹紧固定在某一特定位置上，再通过举升机构将整辆车举起到换电高度，最后由AGV小车从汽车正下方拆装电池。

上述换电技术只能针对于常用的体积小重量轻的新能源桥车进行自动换电，对于体积大重量过重的卡车采用此方法换电的话，在安全和成本上都存在重大问题。针对重卡，通常设计了从卡车上部吊装拆装电池的方式来增加设备的安全性和可靠性。

中国专利文献CN218085113U披露了一种重卡侧换式换电站，其采用吊装侧换的方式更换电池。在使用过程中，重卡车辆首先需要停靠在换电站的指定位置上，然后换电机器人再行驶到换电位置上，为顺利停车，停车位置偏差不能过大，否则影响正常换电、增加换电调整时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种重卡换电3D视觉定位系统，为重卡换电提供视觉导引和定位，以使重卡换电操作流畅。

为此，本实用新型提供了一种重卡换电3D视觉定位系统，用于重卡换电站中，所述重卡换电站包括用于存放若干电池的物料系统、换电机器人，所述3D视觉定位系统包括3D相机、3D智能图像处理系统、换电显示终端，所述3D相机位于上料位的正上方，具有矩形视野范围，所述换电显示终端与3D相机无线连接、用于实时显示3D相机采集的图像以引导驾驶员停车，并在停车到位时触发拍照信号，所述3D相机根据拍照信号来拍摄照片，所述3D智能图像处理系统根据照片来识别电池的位置信息并发送给换电机器人。

进一步地，上述3D相机为Mech-Eye Laser-L型3D相机。

进一步地，上述3D相机安装在收叠支架上，其中，所述收叠支架在使用时展开。

进一步地，上述换电显示终端设有电池识别模块、电池到位计算模块、语音模块，当所述电池识别模块根据图像识别到电池且所述电池位置计算模块计算出电池位于相机视野中心区域时语音播报停车到位信息。

进一步地，上述换电显示终端上设有触发按键，用于触发拍照信号。

本实用新型采用视觉引导的方式，让司机开着卡车移动到换电区域内，再由视觉相机拍下电池的位置信息来精定位，由换电机器人从卡车上部吊装拆装电池。如此重卡换电过程灵活性高、成本降低，换电整个流程操作流畅。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的重卡换电3D视觉定位系统的结构框图；

图2是本实用新型的重卡换电3D视觉定位系统中3D相机的工作原理示意图；

图3是本实用新型的重卡换电3D视觉定位系统中换电显示终端的结构框图；

图4是本实用新型的重卡换电3D视觉定位系统用于重卡换电的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提出对于卡车，不用机械结构来强行定位，而是采用视觉引导的方式，让司机开着卡车移动到换电区域内，再由视觉相机拍下偏移的角度和距离来精定位，由换电机器人从卡车上部吊装拆装电池。

每个工作站主要由视觉系统、换电机器人、物料系统三部分组成，其中换电机器人和物料系统可参见中国专利文献CN218085113U，其全部内容结合于此供参考。

如图1所示，视觉系统包括3D相机2、3D智能图像处理系统3和换电显示终端4。

如图2所示，视觉系统采用一台由梅卡曼德(北京)机器人科技有限公司提供的Mech-Eye Laser-L型3D相机，该3D相机2固定安装在上料位正上方。优选地该3D相机固定安装在收叠支架上，该收叠支架在使用时展开。拍摄时，Mech-Eye Laser_L相机底面距离工件表面1500mm，此时，相机可以提供1500mm*1200mm的矩形视野范围。

换电显示终端4与3D相机2无线连接、用于实时显示3D相机2采集的图像以引导驾驶员停车，并在停车到位时触发拍照信号，3D相机2根据拍照信号来拍摄高清的照片，3D智能图像处理系统3根据照片来识别电池的位置信息(位姿坐标)并发送给换电机器人。

3D智能图像处理系统不仅可以判断出XY水平面的偏移角度和距离，还能判断出垂直方向上Z轴的高度信息，反馈给PLC控制系统，来及时调整换电机器人的拆装空间坐标点。

在一实施例中，再如图1所示，当驾驶员肉眼判断电池位于相机视野中心区域、正确停车时，换电显示终端上设有触发按键，通过手动操作该触发按键以触发拍照信号。

在另一实施例中，如图3所示，换电显示终端4设有电池识别模块41、停车到位计算模块42、语音模块43、以及触发模块44，当电池识别模块41根据图像识别到电池且停车到位计算模块42据此计算出电池位于相机视野中心区域时语音模块43播报停车到位信息。

该电池识别模块41可采用深度学习方式来训练电池识别模型，通过该电池识别模型获得电池的矩形框坐标。停车到位计算模块42将电池的矩形框51四边与相机视野区域的矩形框21的距离进行计算，当四边距离都大于零，则认为电池位于相机视野中心，若有一个等于零则认为电池未完全进入相机视野，其中相机视野区域也是一个矩形框，其像素坐标为已知。

触发模块44在播报停车到位信息延迟t秒(例如10秒)后电池像素位置仍不改变时自动触发拍照信号。

如图4所示，本实用新型中3D视觉引导换电机器人取料、放料的流程如下：

1、卡车运送电池组输送到位，在待抓取工位定位。

2、司机通过监控显示图像肉眼判断电池组是否处于相机视野内。

3、电池组不在视野内，司机根据监控图像显示进行卡车移动，直至电池组移动到相机视野中心。PLC给到相机拍照信号，识别电池组的位置信息。

4、换电机器人根据视觉系统反馈给PLC的电池组的位置信息对卡车上电池组进行抓取作业。

5、换电机器人根据PLC给定信息把电池组放置到指定位置，并把放置完成信号发送给PLC。

6、根据电池组的位置信息再将满电电池吊入重卡上，换电机器人回退原位，结束。

本实用新型采用3D视觉定位系统的优点有：

1、可以不需要用机械结构来强制固定卡车位置，通过视觉引导卡车停在换电区域即可，这样做的好处在于灵活性高、成本降低，不需要将卡车举升到高位，安全性提高；

2、扩展性高，对于不同车型的卡车电池包高度不一致时，3D视觉系统不仅可以判断出XY水平面的偏移角度和距离，还能判断出垂直方向上Z轴的高度信息，反馈给PLC系统，来及时调整换电机器人的拆装空间坐标点。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种重卡换电3D视觉定位系统，用于重卡换电站中，所述重卡换电站包括用于存放若干电池的物料系统、换电机器人，其特征在于，所述3D视觉定位系统包括3D相机、3D智能图像处理系统、换电显示终端，所述3D相机位于上料位的正上方，具有矩形视野范围，所述换电显示终端与3D相机无线连接、用于实时显示3D相机采集的图像以引导驾驶员停车，并在停车到位时触发拍照信号，所述3D相机根据拍照信号来拍摄照片，所述3D智能图像处理系统根据照片来识别电池的位置信息并发送给换电机器人。

2.根据权利要求1所述的重卡换电3D视觉定位系统，其特征在于，所述3D相机为Mech-Eye Laser-L型3D相机。

3.根据权利要求1所述的重卡换电3D视觉定位系统，其特征在于，所述3D相机安装在收叠支架上，其中，所述收叠支架在使用时展开。

4.根据权利要求1所述的重卡换电3D视觉定位系统，其特征在于，所述换电显示终端设有电池识别模块、停车到位计算模块、语音模块、以及触发模块，其中，当所述电池识别模块根据图像识别到电池且所述停车到位计算模块计算出电池位于相机视野中心区域时语音播报停车到位信息。

5.根据权利要求1所述的重卡换电3D视觉定位系统，其特征在于，所述换电显示终端上设有触发按键，用于触发拍照信号。