[发明专利]一种康迪电动汽车的电池定位换电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车换电领域，特指康迪电动汽车的电池定位换电方法。

背景技术

与传统燃油汽车相比，电动汽车的能量存储和补充方式发生了根本改变，直接导致充换电相关的技术和服务成为影响电动汽车发展的重要因素。

目前，电动汽车能源供给模式包括给电动汽车进行常规充电、快速充电和更换电池几种。常规充电方式适合在晚上不行驶的车辆，特别是一些私家车，汽车可以在谷电时间段内进行充电。然而，当遇上特殊情况，如出租车、公交车和一部分社会车辆，就需要通过快速充电或电池更换来实现电量的补充。快速充电模式，需要150～400A较大的充电电流，充电设备的性能和充电的安全性必须达到更高的要求。电池寿命会受到影响，电池和充电设备的成本较高，与此成正比的是更高的充电费用。

电池更换模式的换电技术的核心是快速安全的车载电池自动更换技术，通过自动或半自动化的机械设备，为需要更换的电池组换电。充电电池组被放置在充电架上，一辆电动汽车的电池更换时间一般为6-15分钟。目前海口、厦门、北京、杭州等地已有建成的换电站。工作人员把更换电池的设备接在电池舱的电池上，把车上没电的电池拆下，换上已经充满电的电池。纯电动汽车充换电站目前采取机械自动为主、人工手动为辅两种模式更换电池。

目前需要实现电动汽车充换电过程的自动化，即换电工位可以无需人工干预，通过视觉装置对电动汽车电池进行定位，通过机器人和夹具装置完成对电池的取放动作，实现电动汽车的电池更换流程，不仅可提高换电操作的安全性，缩短换电操作的时间，同时也可大大简化换电服务流程，提高换电站的服务质量。

发明内容

本发明要解决的问题在于针对康迪电动汽车自动换电的要求，提供一种通过机器视觉定位、利用机器人及夹具装置实现电动汽车电池更换方法。实现快速精确定位，精准顺畅地完成系统整个换电动作，同时提高换电过程的效率。

本发明使用如下技术方案来实现：

(1)康迪电动汽车车身的确定：

通过图像获取设备获得采样的图像，根据校正后的图像计算获取空间点的深度信息，利用视差自动检测出康迪电动汽车车身所在位置。根据车辆三维重建信息获取车身姿势并进行位置归一化处理。能够根据当前车型参数，判断是否有影响识别的非法人员入侵情况，如果有入侵，则返回异常值，进行清场提示。能够适应雨天地面积水等情况，排除车辆镜像对识别的影响。

(2)康迪电动汽车电池及电池舱的识别：

使用一个图像描述康迪电动汽车车轮，计算车轮模板的所有相关位姿与获取图像各个位置之间的相似度。利用电动汽车车轮模板匹配，自动检测出康迪电动汽车车轮所在位置。为提高鲁棒性，系统可对车轮位置进行检测以确认车辆车型。该步骤不是定位过程所必须的，但适当设置阈值可提升系统的强壮性。并可有效缩小电池检索区域。

系统在车身定位、车轮定位中其一正确的前提下，划定电池搜索区域进行定位电池操作。利用电动汽车电池模板匹配，自动检测出康迪电动汽车在取电池状态下电池所在位置。利用电动汽车无电池状态的模板匹配，自动检测出康迪电动汽车在放电池状态下电池舱所在位置。

(3)康迪电动汽车电池及电池舱三维坐标的确定：

在定位出图像中电池的二维坐标后，计算康迪电动汽车电池的三维空间坐标。返回三维坐标及旋转量。机器人根据返回的信息来取电池，为进一步增强系统的可靠性，通过夹具端传感器进行识别正确性确认，确保换取电池过程顺利进行。在确定康迪电动汽车电池的坐标后，取出电池。

在定位出图像中电池舱的二维坐标后，计算康迪电动汽车电池舱的三维空间坐标。机器人根据返回的电池舱坐标及旋转信息进行放电池操作。

(4)康迪电动汽车电池的取放：

完成电池定位后，将定位坐标及旋转量传递给机器人。机器人带动夹具装置完成康迪电动汽车电池的取放过程。通过夹具上方传感器、前方传感器、侧面传感器进行测距实现换电过程的闭环反馈，返回电池的偏差距离与偏转角度，在将满电量电池放进电池舱时，根据传感器测距数据，进行补正。

本发明的有益效果在于：

康迪电动汽车电池视觉定位方法，能够适应外部条件的变化和电池表面出现污损等情况，实现电池和电池舱的精确定位。通过机器人与机械夹具装置快速地完成对康迪电动汽车电池的换电动作，康迪电动汽车在45秒内完成换电流程，节约整个换电过程的时间。

附图说明

图1是康迪电动汽车的换电定位流程图。

具体实施方式