TWI788118B - 電動車充電系統及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
電動車充電系統，包括多個充電樁以及一後台管理伺服器通訊連接此多個充電樁，每一充電樁具有一影像擷取單元用以擷取對應停車位上車輛的影像，以及主控制單元用以對影像執行一影像辨識流程，以從影像中擷取此車輛的一車牌號碼以及一車型，以根據車牌號碼以及車型產生一判別信號來決定是否將充電樁從一休眠狀態切換成一待機狀態來對該車輛進行充電。
Description
本發明涉及電動車充電系統及其操作方法，尤其是一種具辨識功能的電動車充電系統及其操作方法。
傳統汽車一般使用燃油等不可再生能源作為燃料，並且排出大量廢氣，不利於建立資源永續和環境友善社會。相對傳統汽車，電動車使用電力驅動，電力屬於可再生能源，並且電力驅動不會排放任何廢氣，因此電動車的前景被廣泛看好。伴隨著對電動車的充電管理系統也日趨重要。因此，提供一種高效率的充電系統，是非常有必要的。
本案的一實施態樣係提供一種電動車充電系統，包括：複數個充電樁，分別設置在複數停車位上，其中每一該些充電樁更包括一影像擷取單元、一主控制單元以及一充電槍提供對應停車位上的車輛進行充電；以及一後台管理伺服器，通過一通訊網路和該複數充電樁連接，其中每一該些個充電樁上的該影像擷取單元用以擷取該對應停車位上該車輛的一影像，其中該主控制單元用以對該影像執行一影像辨識流程，以從該影像中擷取該車輛的一車牌號碼以及一車型，以根據該車牌號碼以及該車型產生一判別信號來決定是否將該充電樁從一休眠狀態切換成一待機狀態來對該車輛進行充電，以及在充電完成後，根據該車牌號碼以及該車型收取一充電費用。
在一些實施例中，充電槍上更包括一警示元件用以在該充電槍提供該對應停車位上的車輛進行充電時發出一警示信號。
在一些實施例中，每一該些充電樁更包括一延長充電管，用以耦接該充電槍，以延長該充電槍的一充電範圍。
在一些實施例中，當該主控制單元不能對該影像執行該影像辨識流程時，由該後台管理伺服器對該影像執行該影像辨識流程。
在一些實施例中，每一該些充電樁更包括一語音警示單元耦接該主控制單元，當該主控制單元根據該判別信號將該充電樁維持在該休眠狀態時，該主控制單元更控制該語音警示單元產生一警示訊息。
在一些實施例中，每一該些充電樁更包括一狀態指示單元耦接該主控制單元，該主控制單元切換該狀態指示單元以分別指示該充電樁是在該休眠狀態或是在該待機狀態。
在一些實施例中，當該充電樁從該休眠狀態切換成該待機狀態後，該影像擷取單元會持續擷取該車輛的一連續影像，該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍充電的對象是否為該車輛。
在一些實施例中，當該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍不是對該車輛充電，該主控制單元停止該充電槍充電。
在一些實施例中，在該休眠狀態時，該充電槍被鎖定在一充電槍插口中，以及在該待機狀態時，該充電槍被解除鎖定。
本案的另一實施態樣係提供一種電動車充電方法，包括：使用設置在一充電樁上的一影像擷取單元擷取該充電樁對應一停車位上一車輛的一影像；傳送該影像給一後台管理伺服器，其中該充電樁透過一通訊網路將該影像給該後台管理伺服器；使用設置在該充電樁上的一主控制單元執行一影像辨識流程，從該影像中擷取該車輛的一車牌號碼以及一車型；以及產生一判別信號，其中該主控制單元根據該車牌號碼以及該車型產生該判別信號來決定是否將該充電樁從一休眠狀態切換成一待機狀態來對該車輛進行充電。
本發明通過在充電樁上設置一影像擷取裝置，用以擷取充電車輛影像，以辨識車牌號碼以及車型。除了可藉辨識結果，自動判斷是否開啟充電流程以及進行後續之收費外，更可於充電過程中，進行監控，從而避免所充電之車輛非辨識出之車輛，以及充電槍被惡意移至其他車輛中進行充電。
以下將以實施方式對上述的說明作詳細的描述，並對本發明的技術方案提供更進一步的解釋。
以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。
本文之用語只為描述特定實施例，而無意為本案之限制。單數形式如“一”、“這” 、“此” 、“本”以及“該”，如本文所用，同樣也包含複數形式。
關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件或裝置相互直接作實體接觸，或是相互間接作實體接觸，亦可指二或多個元件或裝置相互操作或動作。
關於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。
關於本文中所使用之『及/或』，係包括所述事物的任一或全部組合。
關於本文中所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案之描述上額外的引導。
第1圖所示為根據本案一實施例的電動車充電系統概略圖。本案電動車充電系統10包括複數充電樁100以及一後台管理伺服器200。複數充電樁100通過一通訊網路300連接後台管理伺服器200。在一實施例中，通訊網路300可以透過任意的通訊手段來完成，例如互聯網、區域網路、廣域網路、蜂巢式網路(或稱行動網路)、近場通訊、紅外線通訊、藍芽、無線保真(WiFi)、或有線傳輸等。在一實施例中，每一充電樁100可對對應停車位上的車子進行攝影，並透過通訊網路300將攝影的影像上傳至後台管理伺服器200進行儲存。在一實施例中，本案充電樁100和後台管理伺服器200均可執行一影像辨識流程，辨識充電樁100所擷取影像中車子的車牌號碼以及車型，以根據辨識結果決定是否啟動對應充電樁100來對對應停車位上的車子進行充電，以及在完成充電後，根據車牌號碼以及車型進行收費。在一實施例中，後台管理伺服器200執行影像辨識流程，係作為充電樁100之備援用途。也就是說，在充電樁100擷取影像後，會先由充電樁100內之主控制單元(如後述)進行辨識，僅在主控制單元辨識不出或無法辨識時，後台管理伺服器200才會啟動影像辨識流程，進行影像辨識，並將辨識結果回傳充電樁100進行後續操作。在一實施例中，後台管理伺服器200可提供一應用程式供使用手持式裝置下載進行註冊和登錄，當用戶登錄應用程式，進行相應充電操作後，後台管理伺服器200更可透過此應用程式提供註冊者即時的充電資料。
第2圖所示為根據本案一實施例的充電樁外部設置概略圖示。第3圖所示為根據本案一實施例充電樁以及後台管理伺服器的概略圖示，請參閱第2圖和第3圖。在一實施例中，本案的充電樁100包括一設置於一底座101上的樁體110以及一充電槍120。其中充電槍120和樁體110間透過一充電電纜121連接。在樁體110上設置有一充電槍插口111，以在充電槍120未對一電動車進行充電時，充電槍120可插入充電槍插口111中並鎖定於充電槍插口111中。在一實施例中，底座101可為一路邊停車位的路面，或是一停車場的地面。也就是說，本案充電樁100可設置在路邊或一停車場中對應電動車停車位的位置上，以供停在此電動車停車位上的電動車充電之用。在一實施例中，後台管理伺服器200具有一處理單元201以及一儲存單元202。
在一實施例中，樁體110外表面上還設置有一顯示單元112、一影像擷取單元113、一語音警示單元114以及一狀態指示單元115。在一實施例中，語音警示單元114可為一喇叭，狀態指示單元115可為一發光元件，例如發光二極體元件。其中，顯示單元112、影像擷取單元113、語音警示單元114以及狀態指示單元115均和設置於樁體110內部的主控制單元116耦接，主控制單元116用以控制充電樁100的運作，以及進行影像辨識。此外，樁體110內部更設置一通訊單元117以及一電量表118。樁體110可通過通訊單元117耦接通訊網路300以和一後台管理伺服器200通訊連接。電量表118用以在充電槍120充電過程中量測充電槍120提供的即時電量。
在一實施例中，影像擷取單元113用以擷取停在充電樁100對應停車位上車子的外觀影像，主控制單元116擷取影像擷取單元113所拍攝的車子外觀影像，並傳送給主控制單元116，以及通過通訊單元117傳送給遠端的後台管理伺服器200進行儲存。在一實施例中，為控制影像擷取單元113在確切時機對車子的外觀影像進行拍攝，本案影像擷取單元113上更可設置一近接感應器，當停車位上的車子在接近影像擷取單元113一定距離內時才觸發影像擷取單元113進行影像擷取。
在一實施例中，主控制單元116會執行一影像辨識流程來對車子外觀影像進行影像處理、字元分割、字元識別，以辨別出此車子的車輛訊息，例如車牌號碼以及車型等，並將辨識結果以及車子外觀影像透過通訊網路300傳送至後台管理伺服器200以儲存在儲存單元202中。在一實施例中，主控制單元116，可由中央處理器、微處理器、微控制器、數位信號處理器、特殊應用積體電路來實現。
在一實施例中，當主控制單元116在辨別出此車子的車牌號碼以及車型後，更可據此車牌號碼以及車型進一步判斷此對應停車位上的車子是否為一電動車，以據此決定是否將電動樁100之狀態從休眠狀態切換為待機狀態。在一實施例中，若主控制單元116判斷出此停車位上的車子非電動車，亦即違規佔用電動車停車位，會控制語音警示單元114產生一警示訊息提示車主，同時維持電動樁100之休眠狀態，並以狀態指示單元115指示此電動樁100為休眠狀態。在其他實施例中，主控制單元116會控制顯示單元112同時顯示一停車規範以及警示訊息給車主參考。在另一實施例中，若停車位僅供註冊會員進行充電，主控制單元116會據此車牌號碼以及車型進一步判斷對應停車位上的車子是否為註冊會員的電動車，若非會員所有的電動車，主控制單元116控制語音警示單元114產生一警示訊息提示車主，同時維持電動樁100在休眠狀態，並以狀態指示單元115指示此電動樁100為休眠狀態。在一實施例中，當電動樁100在休眠狀態下時，充電槍120會被鎖定在充電槍插口111，例如透過一習知鎖定機構將充電槍120鎖在充電槍插口111中，以避免充電槍120被不當拔出發生危險。
在另一實施例中，當主控制單元116判斷出對應停車位上的車子為電動車時，主控制單元116會解除電動樁100之休眠狀態，切換成待機狀態，以及控制狀態指示單元115顯示電動樁100為一可充電待機狀態。例如，控制狀態指示單元115顯示綠燈，來通知車主可拿取充電槍120進行充電。在一實施例中，當主控制單元116解除電動樁100之休眠狀態後，鎖定機構同時解除充電槍120鎖定狀態。車主即可拿取充電槍120進行充電。在一實施例中，於充電過程中，主控制單元116可控制狀態指示單元115顯示一正在充電狀態，例如控制狀態指示單元115顯示慢速閃爍綠燈，來通知車主正在充電。此外，在另一實施例中，影像擷取單元113在車輛之充電過程中，會持續擷取影像，由主控制單元116持續進行影像辨識，以確認充電槍120是對對應停車位上之車輛進行充電，以及在充電過程中一直是位在對應停車位車輛的充電座上，以避免被盜用。一旦，主控制單元116發現充電槍120不是對對應停車位上之車輛進行充電，或是於充電過程中被不當移動至其他車輛時，主控制單元116會立即停止充電樁100之充電流程，同時假若車主為註冊會員主控制單元116會透過應用程式通知車主，車主亦可利用應用程式隨時停止充電流程。而車主若非註冊會員則以簡訊進行通知。
在一實施例中，當車主於充電過程中將充電槍120從車輛上之充電座移開後，或是電量表118量測充電槍120提供的即時電量已持續一段時間，例如10分鐘，為零時，本案主控制單元116會判斷充電流程結束並停止充電。並將充電結束訊號通過通訊單元117傳送給遠端的後台管理伺服器200，由處理單元201進行後續之結帳流程。在一實施例中，處理單元201會根據儲存於儲存單元202中的車牌號碼以及車型進行車主收費。也就是說，在車牌號碼以及車型與充電車輛均符合時，才啟動收費。在一實施例中，若車主為註冊會員並同時綁定支付方式，處理單元201會比對車主註冊資料中之車牌號碼以及車型，若符合則進行自動扣費，並將繳交結果通知使用者。而若車主非註冊會員，主控制單元116可將充電費用顯示在顯示單元112上，同時一併顯示車牌號碼以及車型供車主進行確認，以及繳費。在一實施例中，本案之收費方式可依照停車時間以及充電時間進行拆分，也就是說，可分別根據停車時間收取停車費，以及根據充電時間收取充電費用，便於停車費以及電費收取。在一實施例中，充電費用可根據所使用之充電度數進行收取。
在一實施例中，顯示單元112可為一觸控顯示單元，提供車主者在顯示單元112上輸入所需求之充電參數，主控制單元116即可根據所輸入的充電參數控制充電槍120進行充電。在一實施例中，車主所輸入之充電參數，例如為，充電電量或充電金額或預約的充電時間等。主控制單元116在充電到達此些設定充電參數後，停止充電流程。而在充電過程中，主控制單元116更可擷取設置在樁體110內部電量表118所量測的即時電量進行計算，以在顯示單元112上顯示即時的充電電壓、充電電流、充電電量以及費用等狀態信息。
在一實施例中，後台管理伺服器200處理單元201可在充電樁100內之主控制單元116無進行影像辨識或辨識不出時，執行一影像辨識流程來對車子外觀影像進行影像處理、字元分割、字元識別，以辨別出此車子的車輛訊息，例如車牌號碼以及車型等，並將辨識結果以及車子外觀影像共同儲存於一儲存單元202中，同時透過通訊網路300將據此車牌號碼以及車型判定結果，例如，對應停車位上的車子是否為一電動車、車主是否為註冊會員等訊息回傳給主控制單元116。依此，主控制單元116即可據此判定結果，執行前述之對應處理，例如將電動樁100之狀態維持在休眠狀態，或是切換為待機狀態，以及控制狀態指示單元115進行對應指示，或是控制語音警示單元114產生一警示訊息等。其控制方式，如前所述，在此不在贅述。在一實施例中，處理單元201，可由中央處理器、微處理器、微控制器、數位信號處理器、特殊應用積體電路來實現。儲存單元202可以是任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟(Hard Disk Drive，HDD)、固態硬碟(Solid State Drive，SSD)或類似元件或上述元件的組合。
在一實施例中，由於充電過程冗長，因此，車主常利用夜晚進行充電，在充電過程中，充電槍120會凸出於車體外，尤其是路邊停車位上的充電，凸出的充電槍120若橫跨出停車位外占用道路，對用路人會造成危險。因此，本案充電槍120上更設置有一警示裝置122，在一實施例中，警示裝置122為一發光元件，可進行閃爍或持續發光對用路人進行提醒警示。
在一實施例中，由於路邊停車方向需順行行車方向，而電動車充電座之位置，不一定是設計在緊貼充電樁110之側面上，有可能是設置在緊貼道路之側面。因此，本案充電樁110更包括一延長充電管123，例如為一軟管或一L型管，用以耦接充電槍120，以延長充電範圍，藉以提供車主更方便之充電服務。且藉由耦接軟管或L型管，充電槍120不需插在電動車的充電座位置上，因此可讓充電槍120維持在一個不占用道路之位置上，避免對用路人造成危險。
第4圖所示為根據本案一實施例的電動車充電方法流程圖，請同時參閱第1圖至第4圖，。首先於步驟401，擷取一充電樁對應一停車位上一車輛的一影像。在一實施例中，使用設置在一充電樁100上的一影像擷取單元113擷取充電樁100對應一停車位上一車輛的一影像。於步驟402，傳送該影像給一後台管理伺服器進行儲存。在一實施例中，充電樁100透過一通訊網路300和後台管理伺服器200通訊連接，因此充電樁100可透過通訊網路300將影像擷取單元113擷取的影像傳送給後台管理伺服器200進行儲存。於步驟403，執行一影像辨識流程。在一實施例中，充電樁100上的主控制單元116會對此影像執行一影像辨識流程，藉以從影像中擷取停在對應停車位上車輛的一車牌號碼以及一車型。於步驟404，產生一判別信號。在一實施例中，充電樁100上的主控制單元116根據辨識出的車牌號碼以及車型產生判別信號，來決定是否將充電樁100從一休眠狀態切換成一待機狀態來對該車輛進行充電。
綜上所述，本案藉由在充電樁上設置一影像擷取裝置，用以擷取充電車輛影像，以辨識車牌號碼以及車型。除了可藉辨識結果，自動判斷是否開啟充電流程以及進行後續之收費外，更可於充電過程中，進行監控，從而避免所充電之車輛非辨識出之車輛，以及充電槍被惡意移至其他車輛中進行充電。
雖然本案以實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:電動車充電系統
100:充電樁
101:底座
110:樁體
111:充電槍插口
112:顯示單元
113:影像擷取單元
114:語音警示單元
115:狀態指示單元
116:主控制單元
117:通訊單元
118:電量表
120:充電槍
121:充電電纜
122:警示裝置
123:延長充電管
200:後台管理伺服器
201:處理單元
202:儲存單元
300:通訊網路
401-404:步驟
此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，這些附圖示出了符合本發明的實施例，並與說明書一起用於說明本發明實施例的技術方案。
第1圖所示為根據本案一實施例的電動車充電系統概略圖。
第2圖所示為根據本案一實施例的充電樁外部設置概略圖示。
第3圖所示為根據本案一實施例充電樁以及後台管理伺服器的概略圖示。
第4圖所示為根據本案一實施例的電動車充電方法流程圖。
10:電動車充電系統
100:充電樁
200:後台管理伺服器
300:通訊網路
Claims (8)
- 一種電動車充電系統，包括：複數個充電樁，分別設置在複數停車位上，其中每一該複數個充電樁更包括一影像擷取單元、一主控制單元以及一充電槍提供對應停車位上的車輛進行充電；以及一後台管理伺服器，通過一通訊網路和該複數個充電樁連接，其中每一該複數個充電樁上的該影像擷取單元用以擷取該對應停車位上該車輛的一影像，其中該主控制單元用以對該影像執行一影像辨識流程，以從該影像中擷取該車輛的一車牌號碼以及一車型，以根據該車牌號碼以及該車型產生一判別信號來決定是否將一對應充電樁從一休眠狀態切換成一待機狀態來對該車輛進行充電，以及在充電完成後，根據該車牌號碼以及該車型收取一充電費用，其中，該主控制單元透過該通訊網路將該車牌號碼、該車型以及該影像傳送給該後台管理伺服器進行儲存，其中當該對應充電樁從該休眠狀態切換成該待機狀態後，該影像擷取單元會持續擷取該車輛的一連續影像，該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍充電的對象是否為該車輛，其中當該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍不是對該車輛充電，該主控制單元停止該充電槍充電。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中該充電槍上更包括一警示裝置用以在該充電槍提供該對應停車位上的車輛進行充電時發出一警示信號。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中每一該複數個充電樁更包括一延長充電管，用以耦接該充電槍，以延長該充電槍的一充電範圍。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中當該主控制單元不能對該影像執行該影像辨識流程時，由該後台管理伺服器對該影像執行該影像辨識流程。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中每一該複數個充電樁更包括一語音警示單元耦接該主控制單元，當該主控制單元根據該判別信號將該對應充電樁維持在該休眠狀態時，該主控制單元更控制該語音警示單元產生一警示訊息。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中每一該複數個充電樁更包括一狀態指示單元耦接該主控制單元，該主控制單元切換該狀態指示單元以分別指示該對應充電樁是在該休眠狀態或是在該待機狀態。
- 如請求項1所述的電動車充電系統，其中在該休眠狀態時，該充電槍被鎖定在一充電槍插口中，以及在該待機狀態時，該充電槍被解除鎖定。
- 一種電動車充電方法，包括：使用設置在一充電樁上的一影像擷取單元擷取該充電樁對應一停車位上一車輛的一影像；傳送該影像給一後台管理伺服器，其中該充電樁透過一通訊網路將該影像給該後台管理伺服器；使用設置在該充電樁上的一主控制單元執行一影像辨識流程，以從該影像中擷取該車輛的一車牌號碼以及一車型；以及產生一判別信號，其中該主控制單元根據該車牌號碼以及該車型產生該判別信號來決定是否將該充電樁從一休眠狀態切換成一待機狀態來提供一充電槍對該車輛進行充電，其中當該充電樁從該休眠狀態切換成該待機狀態後，該影像擷取單元會持續擷取該車輛的一連續影像，該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍充電的對象是否為該車輛，其中當該主控制單元根據該連續影像判別該充電槍不是對該車輛充電，該主控制單元停止該充電槍充電。
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2021
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