CN111968400A - 一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法 - Google Patents

一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，车辆引导***包括设置在机器人自动加油停车区域上方的地面停车框投影装置、设置在停车区域上方前侧的显示屏和第一图像采集装置、分别设置在所述停车区域上方两侧的第二图像采集装置，所述地面停车框投影装置、显示屏、第一图像采集装置和第二图像采集装置分别与加油机器人的控制***相连接，所述地面停车框投影装置根据车辆类型以光幕投影方式在停车区域的地面上形成一停车框；所述显示屏通过所述控制***获取的车辆位置信息实时显示出车辆与所述停车框之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。本发明提高了机器人自动加油的安全性，并提高了加油的效率。

Description

一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法
技术领域
本发明涉及车辆自动加油技术领域，具体涉及一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法。
背景技术
传统的加油方式主要以人工服务为主，其人力成本较高、智能化水平较低。随着技术的进步，现有技术也开发出了一些半自助加油的加油***和加油方法，但是采用半自助的加油方式需要客户下车后自己操作，一方面导致其客户的加油体验较差，另一方面加油效率也较低下。
为此，有必要对现有的加油***和加油方法进行技术改进，充分利用计算机技术特别是计算机软件技术、计算机互联网技术，以及自动控制技术，通过人工智能(AI)技术优化现有加油***，使得加油机与人工智能加油机器人相结合，来提升加油机产品核心竞争力。
目前，在采用智能加油机器人进行车辆自动加油方面还存在着以下技术问题：车辆进入到加油停车区域后，一方面司机的停车位置较为随意，另一方面不同车辆的加油口位置不同，导致加油机器人需要移动较大的距离才能给车辆加油。这将带来两方面的弊端：一是加油机器人长距离的移动浪费了一定的无效加油时间，从而降低了加油的效率，二是加油机器人移动距离较长时会导致定位误差的增大，容易导致加油机器人的油枪无法与车辆的加油口精准对中，从而带来一定的操作安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，旨在提高机器人自动加油的安全性，并提高加油的效率。具体的技术方案如下：
一种用于机器人自动加油的车辆引导***，包括设置在机器人自动加油停车区域上方的地面停车框投影装置、设置在所述停车区域上方前侧的显示屏和第一图像采集装置、分别设置在所述停车区域上方两侧的第二图像采集装置，所述地面停车框投影装置、显示屏、第一图像采集装置和第二图像采集装置分别与加油机器人的控制***相连接，所述地面停车框投影装置根据车辆类型以光幕投影方式在停车区域的地面上形成一停车框；所述显示屏通过所述控制***获取的车辆位置信息实时显示出车辆与所述停车框之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
优选的，所述控制***中设置有图像识别模块，所述图像识别模块包括车辆位置识别模块和车辆牌号识别模块，所述控制***中还设置有车辆型号匹配模块，所述车辆型号匹配模块通过互联网连接车辆信息管理***以用于获取对应车辆牌号的车辆类型。
优选的，所述地面停车框为长方形停车框。
作为本发明中地面停车框投影装置的优选方案，所述地面停车框投影装置由前光幕投影组件、后光幕投影组件、左光幕投影组件和右光幕投影组件整体搭建成井字形状，每一光幕投影组件包括由若干数量相邻设置的投影模块所组成的投影模块阵列，每一所述光幕投影组件的投影角度可调，每一所述投影模块的启闭由所述控制***单独控制。
本发明中，所述地面停车框投影装置还包括框架，各所述光幕投影组件分别转动设置在所述框架上，所述框架上还设置有用于检测所述光幕投影组件转动角度的角度编码器，所述光幕投影组件通过步进电机带动旋转，所述角度编码器、步进电机分别连接所述控制***。
为了使得井字形状的地面停车框投影装置投影出长方形停车框，控制***在控制各所述光幕投影组件转动以调整光幕投影角度的同时，计算出投影到地面上相邻光幕的投影交点位置以及该投影交点位置对应的光幕投影组件上的投影边界位置点，然后在光幕投影组件转动过程中动态地关闭光幕投影组件上投影边界位置点以外的所有投影模块、动态地开启光幕投影组件上投影边界位置点以内的所有投影模块，以确保地面上始终投影出完整的长方形停车框而不是井字形框。
优选的，所述地面停车框投影装置还包括动态箭头光幕组件，所述动态箭头光幕组件设置在由所述前光幕投影组件、后光幕投影组件、左光幕投影组件和右光幕投影组件所围成的空间的中心部位并与所述框架相连接；所述动态箭头光幕组件开启时在所述地面停车框的中心部位投影出一动态箭头以引导车辆进入地面停车框内。
本发明中，所述地面停车框投影装置开启后，在没有车辆准备进入加油站的加油通道的情况下，在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框，在有车辆进入加油站的加油通道并准备进入加油停车区域时，控制***通过第一图像采集装置和车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框的大小以实现所匹配车辆的准确引导。
作为本发明的进一步改进，所述停车区域的地面上设置有用于在安装时校正光幕投影组件的光幕投影角度的四个校正标记，所述的四个校正标记分别位于所述初始停车框的四个边框上。
作为本发明的更进一步改进，在所述加油停车区域的地面还预埋有四个与所述控制***相连接的光幕光线对中接收传感器，所述的四个光幕光线对中接收传感器位于所述初始停车框的四个边框上或者四个边框以外，所述控制***定期利用所述的四个光幕光线对中接收传感器对所述光幕投影组件的光幕投影角度的精度进行检测校正，检测校正时由控制***开启步进电机，带动所述光幕投影组件进行光幕的转动扫描，检测光幕光线对中接收传感器正好接收到所述光幕投影组件光线时的角度是否与预定的对中角度相一致，如出现误差时设置误差补偿值，以保证所述光幕投影组件转动角度的准确。
安装时光幕投影组件角度的校正使用地面上的四个校正标记，再利用校正好的光幕投影组件来校正四个光幕光线对中接收传感器的位置并加以固定，校正后的四个光幕光线对中接收传感器用于后续控制***对光幕投影组件转动角度的自动校正。
一种用于机器人自动加油的车辆引导***的引导方法，包括如下步骤：
(1)车辆未进入加油站的加油通道前，车辆引导***通过地面停车框投影装置在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框，动态箭头闪烁等待车辆进入；
(2)车辆进入加油站的加油通道，加油机器人的控制***通过第一图像采集装置获取车辆的正前方图像，并通过车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框的大小以实现所匹配车辆的准确引导；
(3)在车辆进入到加油停车区域的过程中，控制***通过第一图像采集装置、第二图像采集装置和车辆位置识别模块获取车辆前后方向和左右方向的位置，并在车辆前方的显示屏上实时显示出车辆与所述停车框之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
车辆准确进入到加油停车区域后，加油机器人进行小范围的移动，对车辆进行加油。
为提高驾驶体验，所述地面停车框的尺寸超过所述对应车辆牌号的车辆类型的车辆外形尺寸。
为了保证加油操作的安全，实时加油停车区域的前方还设置有连接控制***的汽车通道拦闸，待车辆加油完毕方可打开汽车通道拦闸。
为了对进入加油站的所有车辆进行引导管理，还可以在加油站的入口处设置分流引导***，所述分流引导***通过车辆牌号设别***设别车辆的车型，然后根据通过广播或显示屏的指示引导不同的车辆进入相应的加油通道。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，通过设置在机器人自动加油停车区域上方的地面停车框投影装置在地面上投影出车辆停车框，并配合显示屏显示出车辆位置相对于停车框相对动态位置，从而能够引导车辆准确进入到加油停车区域，由此可以缩小加油机器人的移动范围和移动时间，减少加油机器人的定位误差，并使得加油机器人的油枪与车辆的加油口精准对中，从而提高了机器人自动加油的安全性，并提高了加油的效率。
第二，本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，地面停车框投影装置投影出的停车框大小可根据不同车辆的类型通过控制***进行调整，其适应性好。
第三，本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，控制***利用图像采集装置采集到的图像信息提取出车辆牌号，并通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框的大小以实现所匹配车辆的准确引导，由此进一步提高了车辆引导***的适应性。
第四，本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***及引导方法，安装时光幕投影组件角度的校正可以使用地面上的四个校正标记，提高了校正精度。同时，利用四个光幕光线对中接收传感器可以实现后续控制***的定期自动校正，由此提高了车辆引导***的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***的结构示意图(图中地面停车框投影装置未表示出)；
图2是地面停车框投影装置的结构示意图。
图中：1、地面停车框投影装置，2、显示屏，3、第一图像采集装置，4、第二图像采集装置，5、停车框，6、前光幕投影组件，7、后光幕投影组件，8、左光幕投影组件，9、右光幕投影组件，10、框架，11、步进电机，12、角度编码器，13、动态箭头光幕组件，14、加油站的加油通道，15、校正标记，16、光幕光线对中接收传感器，17、动态箭头，18、加油机器人。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至2所示为本发明的一种用于机器人自动加油的车辆引导***的实施例，包括设置在机器人自动加油停车区域上方的地面停车框投影装置1、设置在所述停车区域上方前侧的显示屏2和第一图像采集装置3、分别设置在所述停车区域上方两侧的第二图像采集装置4，所述地面停车框投影装置1、显示屏2、第一图像采集装置3和第二图像采集装置4分别与加油机器人18的控制***相连接，所述地面停车框投影装置1根据车辆类型以光幕投影方式在停车区域的地面上形成一停车框5；所述显示屏2通过所述控制***获取的车辆位置信息实时显示出车辆与所述停车框5之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
优选的，所述控制***中设置有图像识别模块，所述图像识别模块包括车辆位置识别模块和车辆牌号识别模块，所述控制***中还设置有车辆型号匹配模块，所述车辆型号匹配模块通过互联网连接车辆信息管理***以用于获取对应车辆牌号的车辆类型。
优选的，所述地面停车框5为长方形停车框。
作为本实施例中地面停车框投影装置1的优选方案，所述地面停车框投影装置1由前光幕投影组件6、后光幕投影组件7、左光幕投影组件8和右光幕投影组件9整体搭建成井字形状，每一光幕投影组件包括由若干数量相邻设置的投影模块所组成的投影模块阵列，每一所述光幕投影组件的投影角度可调，每一所述投影模块的启闭由所述控制***单独控制。
本实施例中，所述地面停车框投影装置1还包括框架10，各所述光幕投影组件分别转动设置在所述框架10上，所述框架10上还设置有用于检测所述光幕投影组件转动角度的角度编码器12，所述光幕投影组件通过步进电机11带动旋转，所述角度编码器12、步进电机11分别连接所述控制***。
为了使得井字形状的地面停车框投影装置1投影出长方形停车框，控制***在控制各所述光幕投影组件6、7、8、9转动以调整光幕投影角度的同时，计算出投影到地面上相邻光幕的投影交点位置以及该投影交点位置对应的光幕投影组件6、7、8、9上的投影边界位置点，然后在光幕投影组件6、7、8、9转动过程中动态地关闭光幕投影组件6、7、8、9上投影边界位置点以外的所有投影模块、动态地开启光幕投影组件6、7、8、9上投影边界位置点以内的所有投影模块，以确保地面上始终投影出完整的长方形停车框而不是井字形框。
优选的，所述地面停车框投影装置1还包括动态箭头光幕组件13，所述动态箭头光幕组件13设置在由所述前光幕投影组件6、后光幕投影组件7、左光幕投影组件8和右光幕投影组件9所围成的空间的中心部位并与所述框架10相连接；所述动态箭头光幕组件13开启时在所述地面停车框5的中心部位投影出一动态箭头17以引导车辆进入地面停车框5内。
本实施例中，所述地面停车框投影装置1开启后，在没有车辆准备进入加油站的加油通道14的情况下，在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框，在有车辆进入加油站的加油通道并准备进入加油停车区域时，控制***通过第一图像采集装置和车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框5的大小以实现所匹配车辆的准确引导。
作为本实施例的进一步改进，所述停车区域的地面上设置有用于在安装时校正光幕投影组件6、7、8、9的光幕投影角度的四个校正标记15，所述的四个校正标记15分别位于所述初始停车框5的四个边框上。
作为本实施例的更进一步改进，在所述加油停车区域的地面还预埋有四个与所述控制***相连接的光幕光线对中接收传感器16，所述的四个光幕光线对中接收传感器16位于所述初始停车框5的四个边框上或者四个边框以外，所述控制***定期利用所述的四个光幕光线对中接收传感器16对所述光幕投影组件6、7、8、9的光幕投影角度的精度进行检测校正，检测校正时由控制***开启步进电机11，带动所述光幕投影组件6、7、8、9进行光幕的转动扫描，检测光幕光线对中接收传感器16正好接收到所述光幕投影组件6、7、8、9光线时的角度是否与预定的对中角度相一致，如出现误差时设置误差补偿值，以保证所述光幕投影组件6、7、8、9转动角度的准确。
安装时光幕投影组件6、7、8、9角度的校正使用地面上的四个校正标记15，再利用校正好的光幕投影组件6、7、8、9来校正四个光幕光线对中接收传感器16的位置并加以固定，校正后的四个光幕光线对中接收传感器16用于后续控制***对光幕投影组件6、7、8、9转动角度的自动校正。
实施例2：
一种采用实施例1的用于机器人自动加油的车辆引导***的引导方法，包括如下步骤：
(1)车辆未进入加油站的加油通道14前，车辆引导***通过地面停车框投影装置1在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框5，动态箭头17闪烁等待车辆进入；
(2)车辆进入加油站的加油通道14，加油机器人18的控制***通过第一图像采集装置3获取车辆的正前方图像，并通过车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框5的大小以实现所匹配车辆的准确引导；
(3)在车辆进入到加油停车区域的过程中，控制***通过第一图像采集装置3、第二图像采集装置4和车辆位置识别模块获取车辆前后方向和左右方向的位置，并在车辆前方的显示屏2上实时显示出车辆与所述停车框5之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
车辆准确进入到加油停车区域后，加油机器人18进行小范围的移动，对车辆进行加油。
为提高驾驶体验，所述地面停车框5的尺寸超过所述对应车辆牌号的车辆类型的车辆外形尺寸。
为了保证加油操作的安全，实时加油停车区域的前方还设置有连接控制***的汽车通道拦闸，待车辆加油完毕方可打开汽车通道拦闸。
为了对进入加油站的所有车辆进行引导管理，还可以在加油站的入口处设置分流引导***，所述分流引导***通过车辆牌号设别***设别车辆的车型，然后根据通过广播或显示屏的指示引导不同的车辆进入相应的加油通道。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，包括设置在机器人自动加油停车区域上方的地面停车框投影装置、设置在所述停车区域上方前侧的显示屏和第一图像采集装置、分别设置在所述停车区域上方两侧的第二图像采集装置，所述地面停车框投影装置、显示屏、第一图像采集装置和第二图像采集装置分别与加油机器人的控制***相连接，所述地面停车框投影装置根据车辆类型以光幕投影方式在停车区域的地面上形成一停车框；所述显示屏通过所述控制***获取的车辆位置信息实时显示出车辆与所述停车框之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
2.根据权利要求1所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述控制***中设置有图像识别模块，所述图像识别模块包括车辆位置识别模块和车辆牌号识别模块，所述控制***中还设置有车辆型号匹配模块，所述车辆型号匹配模块通过互联网连接车辆信息管理***以用于获取对应车辆牌号的车辆类型。
3.根据权利要求1所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述地面停车框为长方形停车框。
4.根据权利要求2所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述地面停车框投影装置由前光幕投影组件、后光幕投影组件、左光幕投影组件和右光幕投影组件整体搭建成井字形状，每一光幕投影组件包括由若干数量相邻设置的投影模块所组成的投影模块阵列，每一所述光幕投影组件的投影角度可调，每一所述投影模块的启闭由所述控制***单独控制。
5.根据权利要求4所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述地面停车框投影装置还包括框架，各所述光幕投影组件分别转动设置在所述框架上，所述框架上还设置有用于检测所述光幕投影组件转动角度的角度编码器，所述光幕投影组件通过步进电机带动旋转，所述角度编码器、步进电机分别连接所述控制***。
6.根据权利要求5所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述地面停车框投影装置还包括动态箭头光幕组件，所述动态箭头光幕组件设置在由所述前光幕投影组件、后光幕投影组件、左光幕投影组件和右光幕投影组件所围成的空间的中心部位并与所述框架相连接；所述动态箭头光幕组件开启时在所述地面停车框的中心部位投影出一动态箭头以引导车辆进入地面停车框内。
7.根据权利要求5所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述地面停车框投影装置开启后，在没有车辆准备进入加油站的加油通道的情况下，在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框，在有车辆进入加油站的加油通道并准备进入加油停车区域时，控制***通过第一图像采集装置和车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框的大小以实现所匹配车辆的准确引导。
8.根据权利要求7所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，所述停车区域的地面上设置有用于在安装时校正光幕投影组件的光幕投影角度的四个校正标记，所述的四个校正标记分别位于所述初始停车框的四个边框上。
9.根据权利要求8所述的一种用于机器人自动加油的车辆引导***，其特征在于，在所述加油停车区域的地面还预埋有四个与所述控制***相连接的光幕光线对中接收传感器，所述的四个光幕光线对中接收传感器位于所述初始停车框的四个边框上或者四个边框以外，所述控制***定期利用所述的四个光幕光线对中接收传感器对所述光幕投影组件的光幕投影角度的精度进行检测校正，检测校正时由控制***开启步进电机，带动所述光幕投影组件进行光幕的转动扫描，检测光幕光线对中接收传感器正好接收到所述光幕投影组件光线时的角度是否与预定的对中角度相一致，如出现误差时设置误差补偿值，以保证所述光幕投影组件转动角度的准确。
10.一种采用权利要求1至9中任一项所述的用于机器人自动加油的车辆引导***的引导方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)车辆未进入加油站的加油通道前，车辆引导***通过地面停车框投影装置在加油停车区域的地面上投影出一初始停车框，动态箭头闪烁等待车辆进入；
(2)车辆进入加油站的加油通道，加油机器人的控制***通过第一图像采集装置获取车辆的正前方图像，并通过车辆牌号识别模块第一时间识别出车辆牌号，并根据识别到的车辆牌号信息，通过车辆信息管理***匹配出对应车辆牌号的车辆类型，进而根据车辆类型自动调整地面停车框的大小以实现所匹配车辆的准确引导；
(3)在车辆进入到加油停车区域的过程中，控制***通过第一图像采集装置、第二图像采集装置和车辆位置识别模块获取车辆前后方向和左右方向的位置，并在车辆前方的显示屏上实时显示出车辆与所述停车框之间的相对位置动态图形以引导车辆准确进入加油停车区域。
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