[發明專利]一種充換電站和電池運輸設備換電定位方法

在審

• 申請號: 202211541034.2
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN116011486A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 申啟鄉;李浩;張正;方文兵;傅業旺;李春賀;李海成
• 申請（專利權）人: 安徽巨一科技股份有限公司
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00;B60S5/06;B60L53/30;B60L53/80;G06K7/10;G06T7/70;G06T1/00
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 葉洋軍

1.一種電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用圖像采集器采集標定圖像，計算標定圖像在世界坐標系中的坐標和朝向，根據所述標定圖像的坐標和朝向獲得電池運輸設備在世界坐標系中的坐標和朝向，據此對電池運輸設備進行運動定位，使運送至新電池的電池運輸設備行駛至待裝電車輛下；

S2、在電池運輸設備將新電池運送至待裝電車輛下方時，進行一次圖像視覺采集，通過第一圖像視覺算法得到當前位置距離最佳裝電位置的平移向量，并根據該平移向量將電池運輸設備精確定位至最佳裝電位置；

S3、在電池運輸設備的最佳裝電位置，進而二次圖像視覺采集，通過第二視覺圖像算法判定車端連接器與包端連接頭、以及液冷端頭的吻合。

2.根據權利要求1所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，在步驟S1中，以攝像頭的光心為原點，正前方為Z軸正方向，正上方為Y軸正方向，正右方為X軸正方向，建立空間直角坐標系，所述標定圖像左右邊沿為兩條與Y軸平行的線段。

3.根據權利要求2所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，在步驟S1中，攝像頭上下視角為θ，在Z坐標為z的地方，其視野高度為2*z*tan(θ/2)，長度為L的線段相對于視野高度的比例為L/(2*z*tan(θ/2))，據此計算得到所述標定圖像在世界坐標系中的坐標和朝向。

4.根據權利要求1所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，在步驟S2的第一圖像視覺算法中，以里程計讀數作為輔助信息，利用三角法計算特征點在當前機器人坐標系中的坐標位置，其中，三維坐標計算在延遲一個時間步的基礎上進行。

5.根據權利要求4所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，根據特征點在當前攝像頭坐標系中的三維坐標以及它在地圖中的世界坐標，來估計攝像頭在世界坐標系中的位姿。

6.根據權利要求4所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，所述平移向量的計算方法如下：(1)獲得圖像It和It+1，其中圖像It和It+1為攝像頭在t和t+1時刻獲得的圖像；(2)對獲得圖像進行畸變處理；(3)通過FAST算法對圖像It進行特征檢測，通過KLT算法跟蹤這些特征到圖像It+1中，如果跟蹤特征有所丟失，即特征數小于設定閾值，則重新進行特征檢測；(4)通過帶RANSAC的5點算法來估計兩幅圖像的本質矩陣；(5)通過計算的本質矩陣進行估計R，T，其中R為矩陣的階數，T是矩陣轉置；(6)對尺度信息進行估計，最終確定旋轉矩陣和平移向量。

7.根據權利要求1所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，所述圖像采集器為二維碼采集器。

8.根據權利要求1所述的電池運輸設備換電定位方法，其特征在于，所述標定圖像為二維碼圖像。

9.一種充換電站，包括電池運輸設備、電池更換操作平臺和電池存儲架，其特征在于，所述電池運輸設備往復在電池更換操作平臺和電池存儲架之間，所述電池運輸設備采用根據權利要求1-8任一項所述的電池運輸設備換電定位方法進行運動定位。

10.根據權利要求9所述的充換電站，其特征在于，所述電池運輸設備為1個或多個RGV小車。