CN215244368U - 一种移动充电*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种移动充电***。包括移动本体和充电桩，充电桩固定；移动本体上设置驱动组件使其可以自由移动。充电口，充电口设置在移动本体上。供电口，供电口设置在充电桩上。图形识别模块和定位图像，图形识别模块和定位图像分置于不同设备上，图形识别模块与定位图像正对、以识别定位图像信息。控制模块，控制模块根据定位图像的信息调节移动本体与充电桩的相对移动方位，使充电口和供电口在容差范围内有效对接充电。本实用新型取消了充电位地码的实施，降低了充电桩固定时的实施精度要求；通过传感器来识别定位充电桩，针对不同移动本体可以调整定位参数，实现了多车共用充电桩的要求；移动本体在充电对接中可以实时进行位置纠偏。

Description

一种移动充电***
技术领域
本实用新型涉及充电领域，具体涉及一种移动充电***。
背景技术
目前市面上的移动机器人在空闲或电量达到设计阈值时会自动寻找充电桩充电，由于车头会布置激光扫描仪等导航器件，车端的充电口一般会布置在车体尾部。充电桩固定位置前方AGV的行走路径上会对应铺设地码，AGV通过识别该地码定位后再倒退到充电位上完成充电对接。在目前的充电对接方案中，充电桩前AGV的停止位上需要铺设地码，且需要保证地码和充电桩的位置精度，因此对实施的要求较高。如果使用过程中充电桩位置有移动，很可能会造成对接精度达不到要求，损坏充电对插结构。另外，对于有多种车型混用的应用场合，由于车上地码识别镜头和充电接头距离不一致，充电位地码和充电桩的距离也需要铺设成不同数值，导致充电桩无法通用。第三，AGV只能在充电桩前贴有地码的位置才可以根据地码来定位并调整自身的位置偏差，且为保护充电桩，一般充电桩前的定位地码会和充电桩预留一定安全距离(AGV调整位置需要旋转，安全距离可以防止AGV旋转时损坏充电桩)。即AGV在充电桩前的地码定位后，只能通过预先设置的参数移动一段距离才能和充电桩对接。在这段距离中如果AGV走偏、充电桩固定位置有误差或预先设置的移动参数错误，AGV无法判断并进行纠偏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种移动充电***，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。
为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案如下：
一种移动充电***，包括移动本体和充电桩；所述移动本体上设置驱动组件使其可以自由移动。
还包括：
充电口，所述充电口设置在所述移动本体上，
供电口，所述供电口设置在所述充电桩上；
图形识别模块和定位图像，所述图形识别模块和所述定位图像分置于不同设备上，所述图形识别模块与所述定位图像正对、以识别所述定位图像信息；
控制模块，所述控制模块根据所述定位图像的信息调节所述移动本体与所述充电桩的相对移动方位，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电
优选的：在所述移动本体上设置充电面，在所述充电面上设置图形识别模块和充电口；
在所述充电桩上设置供电面，所述供电面上设置定位图像和供电口。
优选的：所述图形识别模块为激光扫描仪、普通相机、双目相机，深度相机，线激光中任意一种。
优选的：所述定位图像包括在充电面上设置的图形、凹槽和凸起的任意组合。
优选的：所述定位图像包括在充电面本身的形状、图案、凹槽、凸起的任意组合。
优选的：所述控制模块设置在所述移动本体上。
优选的：所述控制模块包括PLC。
优选的：所述充电面设置在移动本体的前进方向的前方。
优选的：所述移动本体包括AGV。
优选的：所述充电桩固定。
优选的：所述充电桩固定在地面上。
包括上述任意所述的移动充电***的移动充电定位方法，包括如下步骤：
(1)以充电桩为基准建立定位坐标系，在定位坐标系下保存定位图像的图像信息数据；
(2)在移动本体移动到充电桩附近时，使用图形识别模块采集定位图像数据，保存；
(3)将步骤(2)中的数据转化为步骤(1)下定位坐标系下所需要的数据；
(4)将步骤(3)中转化之后的数据与步骤(1)预先保存的图像信息数据进行匹配；如采用模板匹配，迭代最近邻匹配等方法。
(5)移动本体将根据步骤(4)中的匹配结果，计算运动轨迹，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电。
本实用新型的技术效果是：
1)通过改变传统的地码定位方式，取消了充电位地码的实施，降低了充电桩固定时的实施精度要求；
2)通过移动本体上的传感器来识别定位充电桩，针对不同移动本体可以调整定位参数，实现了多车共用充电桩的要求；
3)移动本体在充电对接中可以实时进行位置纠偏。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中：
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是移动本体的结构示意图；
图3是充电桩的结构示意图；
图4是本实用新型中的充电方法；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1-充电桩，2-移动本体，3-地面，4-充电口，5-传感器，6-供电口，7-第一定位特征，8-第二定位特征。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的不当限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
一种移动充电***，包括移动本体和充电桩。
所述移动本体上设置驱动组件使其可以自由移动。驱动组件是的动力是充电电池提供，驱动组件包括电机和通过传动组件连接的驱动轮，在控制模块的控制下按照既定路径移动。
还包括：
充电口，所述充电口设置在所述移动本体上。
供电口，所述供电口设置在所述充电桩上。
图形识别模块和定位图像，所述图形识别模块和所述定位图像分置于不同设备上，所述图形识别模块与所述定位图像正对、以识别所述定位图像信息。
控制模块，所述控制模块根据所述定位图像的信息调节所述移动本体与所述充电桩的相对移动方位，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电。
在这里充电桩可以是移动充电桩，当移动本体的电量不够回充时，移动的充电桩可以通过图形识别模块识别到的定位图像信息指导，完成主动靠近移动平台、为移动平台充电的过程。
但是优选的所述充电桩固定在地面3上，也可以固定在墙面上；根据实际需要进行选择。对于充电桩固定的方案来说，因为充电的变量可以只从移动本体获得，因此对于移动本体的移动方向控制更容易。
另外，在某些实施例中在所述移动本体上设置充电面，在所述充电面上设置图形识别模块和充电口。
在所述充电桩上设置供电面，所述供电面上设置定位图像和供电口。
所述充电面与所述供电面相对，让所述图形识别模块识别所述定位图像。
还包括控制模块，所述控制模块根据所述定位图像的信息调节所述移动本体相对所述充电桩的移动方位，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电。
如图1——图3所示，移动本体2的一侧安装有充电口4，同时在同一面上安装有图形识别模块5(激光扫描仪的数量和类型不做限定，位置以数据采集最佳为优选)。充电桩1上安装有供电口6，同时设置有定位图像，在这里的定位图像上设置第一定位特征(凹槽边缘)7，第二定位特征(特殊形状的平面)8。
当移动本体2需要充电时，会向充电桩移动。当移动本体2移动到充电桩1前方时，会将充电面(充电口4和图形识别模块5所在的面)与充电桩的供电面(定位图像和供电口6所在的面)相对；通过图形识别模块5扫描充电桩1上的第一定位特征7测量此时移动本体和充电桩在左右方向上的位置偏移量，通过扫描充电桩上的第二定位特征8测量此时移动本体和充电桩的距离。
将实时将该数据信息反馈给移动本体2规划移动路径，将偏移量和距离调整到充电对插组件的容差范围内，保证充电口4和供电口6顺利接触对接充电。
本实用新型改变了无需铺设地码，提供了一种新的充电对接定位思路。通过在移动本体的充电头这一侧设置传感器(如激光扫描仪等)，在充电桩上设置定位特征，移动本体通过识别充电桩上定位特征的边缘轮廓进行定位，且移动本体在充电过程中可以实时纠偏位置。对于不同移动本体型号，如果充电头位置有差异，调节对应定位参数即可实现共用充电桩。
在某些实施例中，优选的：所述图形识别模块为激光扫描仪、普通相机、双目相机，深度相机，线激光中任意一种。
在这里定位图像具有第一定位特征用于确定供电口与充电口的左右位移差距；同时具有第二定位特征用于确定供电口与充电口之间的直线位移距离。因此对于定位图像的特征在此不做限定，根据实际的使用需要进行调整或是改进。
在某些实施例中，优选的：所述定位图像包括在充电面上设置的图形、凹槽和凸起的任意组合。而在另外的某些实施例中，优选的：所述定位图像包括在充电面本身的形状、图案、凹槽、凸起的任意组合。
通常来说，采用充电面本身的形状以及凹凸作为特征做为定位更方便，无需其他更改或是补充就可以实现定位。
另外，在对不同型号移动本体修正参数的时候，可以增加图案作为特征进行参数修改。
在某些实施例中，优选的：所述控制模块设置在所述移动本体上。这样便于检修以及精简结构。
在某些实施例中，优选的：所述控制模块包括PLC。通过逻辑控制实现充电对接。
在某些实施例中，优选的：所述充电面设置在移动本体的前进方向的前方。这样移动本体在使用过程中无需掉头或是转向，只是对移动本体做左右微调、在移动本体到达合适的距离就可以完成充电，操作控制更简单。
在某些实施例中，优选的：所述移动本体包括AGV。或是其他例如电动汽车、无人机。
如图4所示；包括上述任意所述的移动充电***的移动充电定位方法，包括如下步骤：
(1)以充电桩为基准建立定位坐标系，在定位坐标系下保存定位图像的图像信息数据；
(2)在移动本体移动到充电桩附近时，使用图形识别模块采集定位图像数据，保存；
(3)将步骤(2)中的数据转化为步骤(1)下定位坐标系下所需要的数据；
(4)将步骤(3)中转化之后的数据与步骤(1)预先保存的图像信息数据进行匹配。
(5)移动本体将根据步骤(4)中的匹配结果，计算运动轨迹，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电。
例如：当图形识别模块为激光扫描仪时，激光扫描仪所扫描的定位图像是以极坐标形式采集，然后将极坐标形式的激光数据转化为直角坐标系(以充电桩为基准建立定位坐标系)下的激光数据点；采用模板匹配，迭代最近邻匹配等方法将激光数据与预先保存的定位图像的图像信息数据进行匹配，两者匹配结果即为模板数据与激光数据的位姿关系，也即为充电桩在激光坐标系下的位姿；将充电桩的距离和角度信息提供给机器人，用于计算运动轨迹，移动导航至充电桩充电。
再有，当图形识别模块为相机(不限制相机的种类)时，优选的是在立定位坐标系下保存定位图像的形状和尺寸信息作为比对的模板；机器人移动到充电桩附近，使用相机采集定位图像的信息，然后识别图像中的边缘和角点信息，提取出边缘和角点数据与预设形状模板进行匹配；根据匹配结果，以及相机内参矩阵，计算相机坐标系与充电桩坐标系的变换关系；该变换关系即为充电桩在相机坐标系下的位姿(位置和角度)；将充电桩的距离和角度信息提供给移动本体，用于计算运动轨迹，移动导航至充电桩充电。
本实用新型中通过上述两个实施例，充分解释了本充电方法，通过预存的图像与采集的图像做比对，实现定位导航，准确充电。
通过不同的定位图像可以实现一个充电桩可以对应多个充电设备，节约成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动充电***，包括移动本体和充电桩，所述移动本体上设置驱动组件使其可以自由移动；其特征在于：还包括
充电口，所述充电口设置在所述移动本体上，
供电口，所述供电口设置在所述充电桩上；
图形识别模块和定位图像，所述图形识别模块和所述定位图像分置于不同设备上，所述图形识别模块与所述定位图像正对、以识别所述定位图像信息；
控制模块，所述控制模块根据所述定位图像的信息调节所述移动本体与所述充电桩的相对移动方位，使所述充电口和所述供电口在容差范围内有效对接充电。
2.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：在所述移动本体上设置充电面，在所述充电面上设置图形识别模块和充电口；
在所述充电桩上设置供电面，所述供电面上设置定位图像和供电口。
3.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述图形识别模块为激光扫描仪、普通相机、双目相机，深度相机，线激光中任意一种。
4.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述定位图像包括在充电面上设置的图形、凹槽和凸起的任意组合。
5.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述定位图像包括在充电面本身的形状、图案、凹槽、凸起的任意组合。
6.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述控制模块设置在所述移动本体上。
7.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述控制模块包括PLC。
8.根据权利要求2所述的移动充电***，其特征在于：所述充电面设置在移动本体的前进方向的前方。
9.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述移动本体包括AGV。
10.根据权利要求1所述的移动充电***，其特征在于：所述充电桩固定在地面上。
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