[发明专利]一种充换电站和电池运输设备换电定位方法

权利要求书

1.一种电池运输设备换电定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用图像采集器采集标定图像，计算标定图像在世界坐标系中的坐标和朝向，根据所述标定图像的坐标和朝向获得电池运输设备在世界坐标系中的坐标和朝向，据此对电池运输设备进行运动定位，使运送至新电池的电池运输设备行驶至待装电车辆下；

S2、在电池运输设备将新电池运送至待装电车辆下方时，进行一次图像视觉采集，通过第一图像视觉算法得到当前位置距离最佳装电位置的平移向量，并根据该平移向量将电池运输设备精确定位至最佳装电位置；

S3、在电池运输设备的最佳装电位置，进而二次图像视觉采集，通过第二视觉图像算法判定车端连接器与包端连接头、以及液冷端头的吻合。

2.根据权利要求1所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，在步骤S1中，以摄像头的光心为原点，正前方为Z轴正方向，正上方为Y轴正方向，正右方为X轴正方向，建立空间直角坐标系，所述标定图像左右边沿为两条与Y轴平行的线段。

3.根据权利要求2所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，在步骤S1中，摄像头上下视角为θ，在Z坐标为z的地方，其视野高度为2*z*tan(θ/2)，长度为L的线段相对于视野高度的比例为L/(2*z*tan(θ/2))，据此计算得到所述标定图像在世界坐标系中的坐标和朝向。

4.根据权利要求1所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，在步骤S2的第一图像视觉算法中，以里程计读数作为辅助信息，利用三角法计算特征点在当前机器人坐标系中的坐标位置，其中，三维坐标计算在延迟一个时间步的基础上进行。

5.根据权利要求4所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，根据特征点在当前摄像头坐标系中的三维坐标以及它在地图中的世界坐标，来估计摄像头在世界坐标系中的位姿。

6.根据权利要求4所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，所述平移向量的计算方法如下：(1)获得图像It和It+1，其中图像It和It+1为摄像头在t和t+1时刻获得的图像；(2)对获得图像进行畸变处理；(3)通过FAST算法对图像It进行特征检测，通过KLT算法跟踪这些特征到图像It+1中，如果跟踪特征有所丢失，即特征数小于设定阈值，则重新进行特征检测；(4)通过带RANSAC的5点算法来估计两幅图像的本质矩阵；(5)通过计算的本质矩阵进行估计R，T，其中R为矩阵的阶数，T是矩阵转置；(6)对尺度信息进行估计，最终确定旋转矩阵和平移向量。

7.根据权利要求1所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，所述图像采集器为二维码采集器。

8.根据权利要求1所述的电池运输设备换电定位方法，其特征在于，所述标定图像为二维码图像。

9.一种充换电站，包括电池运输设备、电池更换操作平台和电池存储架，其特征在于，所述电池运输设备往复在电池更换操作平台和电池存储架之间，所述电池运输设备采用根据权利要求1-8任一项所述的电池运输设备换电定位方法进行运动定位。

10.根据权利要求9所述的充换电站，其特征在于，所述电池运输设备为1个或多个RGV小车。