[發明專利]自動充電系統及方法

在審

• 申請號: 201710978979.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107618396A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 曹光宇;金勇;喻杰;狄士春
• 申請（專利權）人: 環球車享汽車租賃有限公司;享奕自動化科技（上海）有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 上海隆天律師事務所31282
• 代理人: 臧云霄,夏彬

1.一種自動充電系統，其特征在于，包括：

機械臂，所述機械臂包括一活動端和一固定端，所述機械臂的活動端設置有一充電接頭，且所述機械臂的活動端相對于所述機械臂的固定端可移動；

充電接口位姿識別模塊，設置于所述機械臂的活動端，所述充電接口位姿識別模塊用于識別車輛的充電接口的空間位姿；

充電裝置，所述充電裝置通過充電線纜與所述充電接頭電連接，所述充電裝置用于當所述充電接頭插入所述充電接口中時，為車輛充電；

控制器，用于執行如下充電步驟：

獲取所述充電接口位姿識別模塊識別到的充電接口的空間位姿；

根據所述充電接口的空間位姿控制所述機械臂的活動端移動，以使得所述充電接頭插入所述充電接口；

控制所述充電裝置為所述車輛充電。

2.根據權利要求1所述的自動充電系統，其特征在于，所述充電接頭的端面設置有一個或多個力傳感器，所述力傳感器采集所述充電接頭的端面處的力數據，并將采集的力數據發送至所述控制器，所述控制器根據所述力數據，判斷所述充電接頭是否插入所述充電接口和/或調整所述充電接頭在所述充電接口中的插入姿態。

3.根據權利要求2所述的自動充電系統，其特征在于，所述充電接頭的端面設置有多個力傳感器，所述控制器比較各個所述力傳感器的力數據與預設力限值，如果存在力數據大于預設力限值的過壓力傳感器，則設定調整方向為從過壓力傳感器指向力數據小于預設壓力限值的力傳感器，并控制所述機械臂的活動端沿所述調整方向移動。

4.根據權利要求1所述的自動充電系統，其特征在于，所述充電接口位姿識別模塊中預存所述充電接口的特征區域的特征信息；所述充電接口位姿識別模塊包括兩個攝像頭，所述充電接口位姿識別模塊獲取所述兩個攝像頭采集的圖像，識別采集的圖像中的充電接口的特征區域，并計算所述充電接口的特征區域的六維空間坐標，所述六維空間坐標包括所述特征區域分別在x軸、y軸、z軸方向的線位移和所述特征區域分別相對于x軸、y軸、z軸方向的角位移。

5.根據權利要求1所述的自動充電系統，其特征在于，所述充電接口位姿識別模塊中預存所述充電接口的特征區域的標準圖像；所述充電接口位姿識別模塊包括一個攝像頭，所述充電接口位姿識別模塊獲取所述攝像頭采集的圖像，將所述攝像頭采集的圖像與預存的充電接口的特征區域標準圖像進行對比，確定所述充電接口的空間位姿。

6.根據權利要求1所述的自動充電系統，其特征在于，所述充電接口位姿識別模塊中預存所述充電接口的特征區域的特征信息；所述充電接口位姿識別模塊包括一個攝像頭，所述充電接口位姿識別模塊獲取所述攝像頭于兩個位置分別采集的圖像，根據兩次采集的圖像和兩個位置之間的位置關系，計算所述充電接口的六維空間坐標，所述六維空間坐標包括所述充電接口的特征區域分別在x軸、y軸、z軸方向的線位移和所述特征區域的平面分別相對于x軸、y軸、z軸方向的角位移。

7.根據權利要求4至6中任一項所述的自動充電系統，其特征在于，所述機械臂的活動端還設置有一閃光燈，所述攝像頭的采光率低于預設采光率閾值時，所述控制器開啟所述閃光燈，或所述攝像頭開啟圖像采集時，開啟所述閃光燈。

8.根據權利要求1所述的自動充電系統，其特征在于，所述控制器根據如下步驟控制所述機械臂的活動端移動：

控制所述機械臂的活動端執行初始化運動；

計算并比較所述機械臂的活動端在初始化運動之前和之后，充電接口的空間位姿，根據比較結果選擇下一步運動方向；

根據下一步運動方向控制所述機械臂的活動端移動；

當滿足預設方向調整條件時，計算當前充電接口的空間位姿；

比較當前充電接口的空間位姿和前一次計算的充電接口的空間位姿，根據比較結果更新下一步運動方向。

9.根據權利要求8所述的自動充電系統，其特征在于，所述初始化運動包括控制所述機械臂的活動端沿一預設參考方向移動預設間隔時間或移動預設間隔距離；

所述控制器根據如下步驟更新下一步運動方向：

所述機械臂的活動端的運動過程中，每隔預設間隔時間或預設間隔距離，所述充電接口位姿識別模塊重新識別充電接口的空間位姿；

比較當前充電接口的空間位姿和前一次識別的充電接口的空間位姿，根據比較結果更新下一步運動方向。