基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置

文档序号:1946427 发布日期:2021-12-10 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置 (New energy automobile battery replacement method and device based on vision-guided battery positioning ) 是由 吴如伟 李祥林 李圩 万琳 范冬林 于 2021-09-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置,涉及汽车电池换电技术领域。本发明包括采用摄像设备拍摄电池位置图像并传递至换电控制器;换电控制器根据电池位置图像上的中心标识光点与中心光点分析获取机械臂调整参数并传递机械臂调整参数至机械臂控制器。本发明机械臂控制器根据机械臂调整参数移动机械臂使得中心标识光点与中心光点重合后,换电控制器根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合;最后驱动机械臂向电池本体运动使得夹臂匹配在夹手槽口内并夹出汽车电池本体,提高换电效率,便捷实用。(The invention discloses a new energy automobile battery replacement method and device based on vision-guided battery positioning, and relates to the technical field of automobile battery replacement. The method comprises the steps of shooting a battery position image by adopting a camera device and transmitting the battery position image to a battery replacement controller; and the battery replacement controller analyzes and obtains the mechanical arm adjustment parameters according to the central identification light spot and the central light spot on the battery position image and transmits the mechanical arm adjustment parameters to the mechanical arm controller. According to the invention, after the mechanical arm controller moves the mechanical arm according to the mechanical arm adjustment parameter to enable the central identification light spot to coincide with the central light spot, the electricity changing controller controls the clamping arm assembly according to the clamping arm adjustment parameter to enable the two clamping arm identification light spots to coincide with the corresponding positions of the two clamping arm notches respectively; at last, the mechanical arm is driven to move towards the battery body, so that the clamping arm is matched in the opening of the clamping hand slot and clamps out the automobile battery body, the battery replacement efficiency is improved, and the battery replacement device is convenient and practical.)

基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置

技术领域

本发明属于汽车电池换电技术领域,特别是涉及一种基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置。

背景技术

为提高更换效率、节省人力,现有技术通过智能机器人控制机械手更换兴能源汽车的汽车电池。

现有专利:三目摄像头协同新能源汽车电池定位的装置(申请号:)提供了包括汽车电池本体以及安装在汽车电池本体上的电池定位组件;汽车电池本体安装在汽车侧面开设的电池安装槽内;电池安装槽开口端一侧铰接密封门;电池定位组件包括中心灯以及限位机构;汽车电池本体的电池壳左右两侧面对称开设夹手槽口;限位机构包括矩形滑板、弹簧以及挡板;电池壳一端面中心处开设矩形中心槽;矩形滑板滑动安装在矩形中心槽内;矩形滑板与矩形中心槽底面通过两弹簧连接;电池安装槽左右两侧壁对称安装挡板;矩形滑板侧面中心位置安装中心灯。当打开密封门时,中心灯点亮,既能提高拍摄时的光照强度,又能起到汽车电池本体标准定位点(也即中心点)的作用,以便夹持汽车电池本体。

如何根据中心灯提供的标准定位点以及两夹手槽口实现便捷夹持,是汽车电池更换的难点;为解决上述问题,本发明提供一种基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于提供基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法和装置,通过根据机械臂调整参数移动机械臂使得中心标识光点与中心光点重合后,换电控制器根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合,解决了现有的汽车换电不便的问题。

为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

本发明为基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法,包括如下步骤:

步骤一:换电控制器控制打开中心激光笔并发射激光至汽车电池本体上形成中心标识光点,同时控制打开两个夹臂激光笔并发射激光至汽车电池本体上形成两夹臂标识光点;

步骤二:采用摄像设备拍摄电池位置图像并传递至换电控制器;

步骤三:换电控制器根据电池位置图像上的中心标识光点与中心光点分析获取机械臂调整参数并传递机械臂调整参数至机械臂控制器;

步骤四:所述机械臂控制器根据机械臂调整参数移动机械臂使得中心标识光点与中心光点重合;

步骤五:换电控制器根据电池位置图像上的两夹臂标识光点以及夹手槽口位置分析获取夹臂调整参数;

步骤六:换电控制器根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合;

步骤七:机械臂控制器驱动机械臂向电池本体运动使得夹臂匹配在夹手槽口内并夹出汽车电池本体。

作为一种优选的技术方案,步骤一之前还包括拍摄前对正,具体如下:

A00:换电控制器控制距离传感器A测得左侧距离D1以及距离传感器B测得右侧距离D2;

A01:换电控制器判断左侧距离D1是否等于右侧距离D2;若是,则执行步骤一;若否,则执行A02;

A02:换电控制器根据左侧距离D1以及右侧距离D2分析获取对正调整参数并传递对正调整参数至机械臂控制器;

A03:机械臂控制器控制转动机械臂使得左侧距离D1与右侧距离D2相等。

作为一种优选的技术方案,A00之前还包括如下过程:

B00:打开密封门使得电池安装槽内的汽车电池本体露出;

B01:机械臂控制器控制机械臂移动至汽车电池本体附近,并通过换电控制器控制打开中心激光笔并发射激光形成中心标识光点;

B02:换电控制器控制摄像设备拍摄验证图像;

B03:换电控制器判断验证图像内是否存在中心标识光点落入汽车电池本体上;若是,则执行A00;若否,则执行A04;

B04:换电控制器根据验证图像内的中心标识光点以及汽车电池本体的相对位置分析获取落入调整参数至机械臂控制器;

B05:机械臂控制器根据落入调整参数控制移动机械臂并执行B03。

作为一种优选的技术方案,在B00之前包括如下过程:

监控摄像机拍摄到新能源汽车进入到换电区域进口后,传递指引信号至智能引导系统;智能引导系统控制语音播放器播放引导指示语音进行引导;

车辆从换电区域进口行驶到换电指定区域过程中,监控摄像机实时拍摄车辆移动图像并传递至智能引导系统;智能引导系统根据车辆移动图像分析获取引导指示语音,并控制语音播放器播放引导指示语音进行引导。

基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电装置,包括机械臂、夹臂结构以及调整组件;

所述夹臂结构包括横梁、左滑动齿条以及右滑动齿条;所述横梁左右两端开设相互平行的水平滑槽且两水平滑槽上下分布;两所述水平滑槽分别滑动安装左滑动齿条和右滑动齿条;所述左滑动齿条一端安装L型左夹臂;所述右滑动齿条一端安装L型右夹臂;

所述调整组件包括伺服电机、微型电机、中心激光笔、夹臂激光笔、摄像设备以及换电控制器;所述换电控制器分别与伺服电机、微型电机、中心激光笔、夹臂激光笔以及摄像设备电连接;所述伺服电机内嵌安装在机械臂末端;所述伺服电机的输出端连接横梁;所述横梁内开设与两水平滑槽均连通的安装槽孔;所述安装槽孔侧面安装微型电机且所述微型电机的输出端连接齿轮;所述齿轮分别与左滑动齿条以及右滑动齿条啮合连接;

所述中心激光笔安装在横梁前侧面中心位置;两所述夹臂激光笔分别安装在L型左夹臂以及L型右夹臂末端;两所述夹臂激光笔关于中心激光笔对称;所述摄像设备安装在机械臂末端上侧;所述换电控制器安装在机械臂上侧。

作为一种优选的技术方案,所述调整组件还包括安装在横梁前侧面内嵌安装的距离传感器A以及距离传感器B;所述距离传感器A以及距离传感器B关于中心激光笔对称。

本发明具有以下有益效果:

1、本发明机械臂控制器根据机械臂调整参数移动机械臂使得中心标识光点与中心光点重合后,换电控制器根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合;最后驱动机械臂向电池本体运动使得夹臂匹配在夹手槽口内并夹出汽车电池本体,提高换电效率,便捷实用。

2、本发明在拍摄前,测得左侧距离D1以及右侧距离D2;换电控制器判断左侧距离D1不等于右侧距离D2后,控制转动机械臂使得左侧距离D1与右侧距离D2相等;保证正对汽车电池,实现拍摄的电池位置图像标正,便于识别位置。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法的流程图;

图2为本发明中拍摄前对正的流程图;

图3为本发明中A00之前进行的预处理过程的流程图;

图4为本发明中基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电装置的结构示意图;

图5为图4的俯视图;

图6为图5中A-A的剖视图;

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1-机械臂,21-横梁,22-左滑动齿条,221-L型左夹臂,23-右滑动齿条,231-L型右夹臂,31-伺服电机,32-微型电机,321-齿轮,33-中心激光笔,34-夹臂激光笔,35-距离传感器A,36-距离传感器B,4-摄像设备,5-换电控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示,本发明为基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电方法,包括如下步骤:

步骤一:换电控制器5控制打开中心激光笔33并发射激光至汽车电池本体上形成中心标识光点,同时控制打开两个夹臂激光笔34并发射激光至汽车电池本体上形成两夹臂标识光点;

步骤二:采用摄像设备4拍摄电池位置图像并传递至换电控制器5;

步骤三:换电控制器5根据电池位置图像上的中心标识光点与中心光点分析获取机械臂调整参数并传递机械臂调整参数至机械臂控制器;

步骤四:机械臂控制器根据机械臂调整参数移动机械臂1使得中心标识光点与中心光点重合;

步骤五:换电控制器根据电池位置图像上的两夹臂标识光点以及夹手槽口位置分析获取夹臂调整参数;

步骤六:换电控制器5根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合;

步骤七:机械臂控制器驱动机械臂1向电池本体运动使得夹臂匹配在夹手槽口内并夹出汽车电池本体。

请参阅图2所示,步骤一之前还包括拍摄前对正,具体如下:

A00:换电控制器5控制距离传感器A测得左侧距离D1以及距离传感器B测得右侧距离D2;

A01:换电控制器5判断左侧距离D1是否等于右侧距离D2;若是,则执行步骤一;若否,则执行A02;

A02:换电控制器5根据左侧距离D1以及右侧距离D2分析获取对正调整参数并传递对正调整参数至机械臂控制器;

A03:机械臂控制器控制转动机械臂1使得左侧距离D1与右侧距离D2相等。

请参阅图3所示,A00之前还包括如下过程:

B00:打开密封门使得电池安装槽内的汽车电池本体露出;

B01:机械臂控制器控制机械臂1移动至汽车电池本体附近,并通过换电控制器控制打开中心激光笔33并发射激光形成中心标识光点;

B02:换电控制器5控制摄像设备4拍摄验证图像;

B03:换电控制器5判断验证图像内是否存在中心标识光点落入汽车电池本体上;若是,则执行A00;若否,则执行A04;

B04:换电控制器5根据验证图像内的中心标识光点以及汽车电池本体的相对位置分析获取落入调整参数至机械臂控制器;

B05:机械臂控制器根据落入调整参数控制移动机械臂1并执行B03。

此外,在B00之前包括如下过程:

监控摄像机拍摄到新能源汽车进入到换电区域进口后,传递指引信号至智能引导系统;智能引导系统控制语音播放器播放引导指示语音进行引导;

车辆从换电区域进口行驶到换电指定区域过程中,监控摄像机实时拍摄车辆移动图像并传递至智能引导系统;智能引导系统根据车辆移动图像分析获取引导指示语音,并控制语音播放器播放引导指示语音进行引导。

本实施例实际使用时,通过摄像设备4拍摄电池位置图像,换电控制器5根据电池位置图像上的中心标识光点与中心光点分析获取机械臂调整参数并传递机械臂调整参数至机械臂控制器;机械臂控制器根据机械臂调整参数移动机械臂1使得中心标识光点与中心光点重合后,换电控制器5根据夹臂调整参数控制夹臂组件使得两夹臂标识光点分别与对应的两夹手槽口位置重合;最后驱动机械臂1向电池本体运动使得夹臂匹配在夹手槽口内并夹出汽车电池本体,提高换电效率,便捷实用。

实施例二:

请参阅图4至图6所示,基于视觉引导电池定位的新能源汽车换电装置,包括机械臂1、夹臂结构以及调整组件;夹臂结构包括横梁21、左滑动齿条22以及右滑动齿条23;横梁21左右两端开设相互平行的水平滑槽且两水平滑槽上下分布;两水平滑槽分别滑动安装左滑动齿条22和右滑动齿条23;左滑动齿条22一端安装L型左夹臂221;右滑动齿条23一端安装L型右夹臂231。

调整组件包括伺服电机31、微型电机32、中心激光笔33、夹臂激光笔34、摄像设备4以及换电控制器5;换电控制器5分别与伺服电机31、微型电机32、中心激光笔33、夹臂激光笔34以及摄像设备4电连接;伺服电机31内嵌安装在机械臂1末端;伺服电机31的输出端连接横梁21;横梁21内开设与两水平滑槽均连通的安装槽孔;安装槽孔侧面安装微型电机32且微型电机32的输出端连接齿轮321;齿轮321分别与左滑动齿条22以及右滑动齿条23啮合连接。

中心激光笔33安装在横梁21前侧面中心位置;两夹臂激光笔34分别安装在L型左夹臂221以及L型右夹臂231末端;两夹臂激光笔34关于中心激光笔33对称;摄像设备4安装在机械臂1末端上侧;换电控制器5安装在机械臂1上侧。此外,调整组件还包括安装在横梁21前侧面内嵌安装的距离传感器A35以及距离传感器B36;距离传感器A35以及距离传感器B36关于中心激光笔33对称。

本实施例实际使用时,在拍摄前,测得左侧距离D1以及右侧距离D2;换电控制器5判断左侧距离D1不等于右侧距离D2后,控制转动机械臂1使得左侧距离D1与右侧距离D2相等;保证正对汽车电池,实现拍摄的电池位置图像标正,便于识别位置。

值得注意的是,上述系统实施例中,所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。

另外,本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

14页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种车辆蓄电池馈电启动控制方法、装置及电动汽车

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类