[发明专利]自动充电系统及方法

权利要求书

1.一种自动充电系统，其特征在于，包括：

机械臂，所述机械臂包括一活动端和一固定端，所述机械臂的活动端设置有一充电接头，且所述机械臂的活动端相对于所述机械臂的固定端可移动；

充电接口位姿识别模块，设置于所述机械臂的活动端，所述充电接口位姿识别模块用于识别车辆的充电接口的空间位姿；

充电装置，所述充电装置通过充电线缆与所述充电接头电连接，所述充电装置用于当所述充电接头插入所述充电接口中时，为车辆充电；

控制器，用于执行如下充电步骤：

获取所述充电接口位姿识别模块识别到的充电接口的空间位姿；

根据所述充电接口的空间位姿控制所述机械臂的活动端移动，以使得所述充电接头插入所述充电接口；

控制所述充电装置为所述车辆充电。

2.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述充电接头的端面设置有一个或多个力传感器，所述力传感器采集所述充电接头的端面处的力数据，并将采集的力数据发送至所述控制器，所述控制器根据所述力数据，判断所述充电接头是否插入所述充电接口和/或调整所述充电接头在所述充电接口中的插入姿态。

3.根据权利要求2所述的自动充电系统，其特征在于，所述充电接头的端面设置有多个力传感器，所述控制器比较各个所述力传感器的力数据与预设力限值，如果存在力数据大于预设力限值的过压力传感器，则设定调整方向为从过压力传感器指向力数据小于预设压力限值的力传感器，并控制所述机械臂的活动端沿所述调整方向移动。

4.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述充电接口位姿识别模块中预存所述充电接口的特征区域的特征信息；所述充电接口位姿识别模块包括两个摄像头，所述充电接口位姿识别模块获取所述两个摄像头采集的图像，识别采集的图像中的充电接口的特征区域，并计算所述充电接口的特征区域的六维空间坐标，所述六维空间坐标包括所述特征区域分别在x轴、y轴、z轴方向的线位移和所述特征区域分别相对于x轴、y轴、z轴方向的角位移。

5.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述充电接口位姿识别模块中预存所述充电接口的特征区域的标准图像；所述充电接口位姿识别模块包括一个摄像头，所述充电接口位姿识别模块获取所述摄像头采集的图像，将所述摄像头采集的图像与预存的充电接口的特征区域标准图像进行对比，确定所述充电接口的空间位姿。

6.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述充电接口位姿识别模块中预存所述充电接口的特征区域的特征信息；所述充电接口位姿识别模块包括一个摄像头，所述充电接口位姿识别模块获取所述摄像头于两个位置分别采集的图像，根据两次采集的图像和两个位置之间的位置关系，计算所述充电接口的六维空间坐标，所述六维空间坐标包括所述充电接口的特征区域分别在x轴、y轴、z轴方向的线位移和所述特征区域的平面分别相对于x轴、y轴、z轴方向的角位移。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的自动充电系统，其特征在于，所述机械臂的活动端还设置有一闪光灯，所述摄像头的采光率低于预设采光率阈值时，所述控制器开启所述闪光灯，或所述摄像头开启图像采集时，开启所述闪光灯。

8.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述控制器根据如下步骤控制所述机械臂的活动端移动：

控制所述机械臂的活动端执行初始化运动；

计算并比较所述机械臂的活动端在初始化运动之前和之后，充电接口的空间位姿，根据比较结果选择下一步运动方向；

根据下一步运动方向控制所述机械臂的活动端移动；

当满足预设方向调整条件时，计算当前充电接口的空间位姿；

比较当前充电接口的空间位姿和前一次计算的充电接口的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向。

9.根据权利要求8所述的自动充电系统，其特征在于，所述初始化运动包括控制所述机械臂的活动端沿一预设参考方向移动预设间隔时间或移动预设间隔距离；

所述控制器根据如下步骤更新下一步运动方向：

所述机械臂的活动端的运动过程中，每隔预设间隔时间或预设间隔距离，所述充电接口位姿识别模块重新识别充电接口的空间位姿；

比较当前充电接口的空间位姿和前一次识别的充电接口的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向。