[发明专利]用于充电机器人的充电插座组合定位装置和使用方法

说明书

本发明公开了一种用于充电机器人的充电插座组合定位装置和使用方法，其中组合定位装置由硬件和软件两部分组成；硬件部分包括安装板、工业相机、激光测距仪、光照度传感器、无影光源、光源控制器、数据采集卡和工业控制计算机；软件部分包括图像采集模块、模板创建模块、模板匹配模块、距离采集模块、校准模块、定位坐标计算模块、定位结果输出模块。通过示教设置后，可以在各个充电工位对待充电电动公交车的充电插座进行组合定位并向上位控制器输出位置坐标，上位控制器引导机器人完成将充电枪插入充电插座。本发明精度高，硬件组成简单，算法容易，易于实现，能适应光照度变化，有利于实现充电作业自动化，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及机器人定位技术领域，具体地说，尤其是一种用于充电机器人的充电插座组合定位装置和使用方法。

背景技术

电动汽车具有零排放、噪音低和使用成本低等优点，在政府政策的大力支持下率先进入公共交通领域，并逐渐取代燃油公交车。由于动力电池的能量密度比汽柴油低，电动汽车的单次续航里程无法达到燃油车的续航水平，运营结束后需要及时为动力电池充电补充电能。目前，电动公交车的标准充电方式是整车直流传导充电，充电站的直流充电桩完成交直流变换，人工将充电枪插入电动公交车的充电插座后，启动充电过程，充电完成后，再由人工拔出充电枪。为了保证足够的充电速度，充电电流达数百安培，充电枪电缆需要较大截面积才能满足电气要求，电缆的重量和扭曲力都比较大；此外，为了保证充电枪与充电插座的电极可靠连接，减小接触电阻，充电枪和充电插座结构设计的插拔力达到数百牛顿，因此，人工充电作业劳动强度大、操作困难。

近年来，随着电动公交车的推广应用，电动公交车的路线和数量越来越多，充电站需要配备更多的充电操作工才能维持运营。然而，当今劳动力资源逐渐短缺，人工成本大幅提升，电动公交车运营企业面临的成本压力越来越大，因此，应用机器人代替人工进行充电作业得到高度重视。

由于插拔充电枪时间在整个电动公交车充电周期中所占比例非常小，机器人使用效率非常低，为机器人增加移动机构，实现多工位巡视并分时复用是该领域的发展方向。另一方面，准确定位待充电电动公交车的充电插座是机器人抓取充电枪插入充电插座的前提，因此，急需一种用于充电机器人的充电插座组合定位装置和使用方法。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种用于充电机器人的充电插座组合定位装置和使用方法，实现在不同充电工位时接收上位控制器的指令，输出待充电电动公交车充电插座的定位结果和位置坐标，并发送给上位控制器控制机器人，可减小充电操作劳动强度，降低电动公交车运营成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种用于充电机器人的充电插座组合定位装置，由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括安装板、工业相机、激光测距仪、光照度传感器、无影光源、光源控制器、数据采集卡和工业控制计算机。

进一步地，所述安装板用于装设所述工业相机、所述激光测距仪、所述光照度传感器和所述无影光源，所述安装板设置在机器人工具安装法兰上；所述工业相机设置在所述安装板上，用于采集含有待充电电动公交车的充电插座的图像，与所述工业控制计算机电连接，并将采集的图像传输给所述工业控制计算机；所述激光测距仪设置在所述无影光源上，用于检测组合定位装置到待充电电动公交车的距离，并与所述数据采集卡电连接；所述光照度传感器设置在所述无影光源上，用于检测所述组合定位装置工作环境的光照强度，并与所述光源控制器电连接；所述无影光源设置在所述安装板上，用于所述组合定位装置工作环境的辅助照明，并与所述光源控制器电连接；所述光源控制器和所述工业控制计算机电连接，接收所述工业控制计算机设定的光照强度数值，并根据所述光照度传感器的反馈自动调节所述无影光源的发光强度；所述数据采集卡与所述工业控制计算机电连接，用于采集所述激光测距仪输出的电压信号，并转换成数字量传输给所述工业控制计算机；所述工业控制计算机具有处理器和存储器，用于处理和保存所述组合定位装置工作所需的图像、数据和软件功能模块。