充电接口识别和定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种充电接口识别和定位方法及系统，其中包括预存充电接口表面的至少一个特征区域的预设特征区域信息；获取单目视觉识别模块在两个采集位置的两个采集图像；根据两个采集图像和两个采集位置之间的位置关系计算识别到的特征区域的空间位姿；根据特征区域的空间位姿确定充电接口的空间位姿；根据充电接口的空间位姿规划机械臂的活动端的移动路线。本发明专利技术可以通过单目视觉识别设备自动采集充电接口图像，并且在机械臂移动过程中采集变化的充电接口图像，根据变化的图像来确定充电接口的准确位置；相比于双摄像头，在成本节约的同时仍然可以实现充电接口三维坐标的确定，全程无需人工参与，提高了充电操作的效率，提升了用户的使用体验。

Identification and positioning method and system of charging interface

【技术实现步骤摘要】
充电接口识别和定位方法及系统
本专利技术涉及充电
，尤其涉及一种自动识别和定位充电接口的位置的充电接口识别和定位方法及系统。
技术介绍
电动汽车分时租赁业务的兴起一定程度上给人民带来了便利，用户可以很方便地取用公共电动汽车，并且取用点和还车点不需要保持一致，满足了用户出行的需要，并且使用方式十分灵活。然而，现有的电动汽车分时租赁遇到的一个问题在于充电的不方便。停车场充电桩数量有限给电动汽车的续航带来了不利的影响，也一定程度上阻碍了电动汽车分时租赁业务的发展。目前国内大型停车场设置了部分充电车位，在车位后方设置充电桩，为用户提供车辆充电服务。如申请号为CN201710176604.5的专利申请公开的充电桩，为目前市场上存在比较通用的一类充电桩，一般包括设置在停车位旁边的充电枪和配电箱。在采用这种充电桩时，用户在停车后需要手动将充电枪拔下充电桩，插入电动汽车充电接口进行充电，操作较为复杂，给用户使用电动汽车造成了一定的负担，也一定程度上削弱了电动汽车分时租赁的便利性。同时也可能因为部分用户操作不当，容易造成充电枪损伤，后续造成无法充电，带来了后续维护成本的增加。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种充电接口识别和定位方法及系统，只采用一个摄像头即可以自动识别充电接口的三维坐标，降低了充电接口识别和定位的成本，增强了定位识别的准确性，且不必用户再手动操作。本专利技术实施例提供一种充电接口识别和定位方法，包括如下步骤：预存充电接口表面的至少一个特征区域的预设特征区域信息；获取单目视觉识别模块在两个采集位置的两个采集图像，所述单目视觉识别模块包括一个摄像头，且所述摄像头设置于一机械臂的活动端；根据充电接口的预设特征区域信息分别识别所述两个采集图像中的特征区域；根据所述两个采集图像和所述两个采集位置之间的位置关系计算识别到的特征区域的空间位姿；根据所述特征区域的空间位姿确定所述充电接口的空间位姿；根据所述充电接口的空间位姿规划所述机械臂的活动端的移动路线。可选地，所述充电接口的空间位姿包括所述充电接口的六维空间坐标，所述充电接口的六维空间坐标包括所述充电接口的三维坐标和所述充电接口相对于x轴、y轴和z轴的角位移值。可选地，所述特征区域包括多个特征点，所述预设特征区域信息包括预设特征点信息，所述特征区域的空间位姿包括所述特征区域的六维空间坐标，结合多个特征点的三维坐标计算得到所述特征区域的六维空间坐标；或者所述充电接口表面具有多个特征区域，各个所述特征区域的空间位姿包括所述特征区域的三维空间坐标，结合多个所述特征区域的三维空间坐标计算得到所充电接口的六维空间坐标。可选地，规划所述机械臂的活动端的移动路线，包括如下步骤：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。可选地，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。可选地，所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：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重新获取采集图像并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。可选地，在所述机械臂的活动端和所述充电接口之间设置多个节点；所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：所述机械臂的活动端的运动过程中，每到一个节点重新获取采集图像并识别充电接口的空间位姿；比较当前节点充电接口的空间位姿和前一节点充电接口的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向，控制所述机械臂的活动端移动至下一个节点。可选地，预存一安全位置的信息；所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：所述机械臂的活动端运动至预设安全位置时，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特征点的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向；根据更新后的下一步运动方向，控制所述机械臂的活动端运动使得所述机械臂的活动端插入所述充电接口。可选地，规划所述机械臂的活动端的移动路线，包括如下步骤：所述机械臂的活动端在初始化运动之前，所述机械臂的活动端移动使得所述单目视觉识别模块在第一位置和第二位置分别获取第一采集图像和第二采集图像，根据所述第一采集图像和第二采集图像确定所述充电接口的空间位姿；所述机械臂的活动端在初始化运动之后，所述机械臂的活动端移动使得所述单目视觉识别模块在第三位置和第四位置分别获取第三采集图像和第四采集图像，根据所述第三采集图像和第四采集图像确定所述充电接口的空间位姿；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至下一个节点；所述机械臂的活动端移动使得所述单目视觉识别模块在第五位置和第六位置分别获取第五采集图像和第六采集图像，根据所述第五采集图像和第六采集图像确定所述充电接口的空间位姿；比较当前节点充电接口的空间位姿和前一节点充电接口的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向，控制所述机械臂的活动端移动至下一个节点。可选地，所述机械臂的活动端还设置有充电接头，所述方法还包括充电接头垂直对准所述充电接口的步骤；所述充电接头垂直对准所述充电接口，包括如下步骤：根据所述特征区域的六维空间坐标确定所述特征区域的表面相对于预设参考面的倾斜角度；根据所述特征区域的倾斜角度调整所述机械臂的活动端的倾斜角度，使所述充电接头垂直对准所述充电接口。可选地，所述机械臂为多关节机械臂，所述充电接头的延伸方向平行于或垂直于所述机械臂的活动端的关节延伸方向。可选地，还包括如下步骤：所述机械臂的活动端至所述充电接口表面的距离小于一预设安全距离时，执行所述充电接头垂直对准所述充电接口的步骤；或所述机械臂的活动端运动过程中，更新下一步运动方向时，执行所述充电接头垂直对准所述充电接口的步骤。可选地，所述机械臂的活动端还设置有一机械抓手，所述方法还包括如下步骤：控制机械臂的活动端移动至预设放置充电枪的位置；控制所述机械抓手抓取所述充电枪的充电接头部；根据所述充电接口的空间位姿规划所述机械臂的活动端的移动路线，以使得所述充电枪的充电接头部插入所述充电接口中。可选地，还包括如下步骤：预存多个距离区段信息，各个所述距离区段信息包括各个距离区段所对应的机械臂的活动端相对于充电接口的距离范围和该距离区段所对应的机械臂移动速度，与充电接口距离越近的距离区段所对应的机械臂移动速度越小；判断当前机械臂的活动端所处的距离区段，将该距离区段对应的机械臂移动速度作为当前机械臂的活动端的移动速度。可选地，所述机械臂的活动端还设置有一闪光灯；所述单目视觉识别模块的采光率低于预设采光率阈值时开启所述闪光灯，或启动所述单目视觉识别模块进行图像采集时，开启所述闪光灯。可选地，所述充电接头的端面设置有力传感器，所述方法还包括如下步骤：获取所述力传感器的力数据；判断所述力数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电接口识别和定位方法，其特征在于，包括如下步骤：预存充电接口表面的至少一个特征区域的预设特征区域信息；获取单目视觉识别模块在两个采集位置的两个采集图像，所述单目视觉识别模块包括一个摄像头，且所述摄像头设置于一机械臂的活动端；根据充电接口的预设特征区域信息分别识别所述两个采集图像中的特征区域；根据所述两个采集图像和所述两个采集位置之间的位置关系计算识别到的特征区域的空间位姿；根据所述特征区域的空间位姿确定所述充电接口的空间位姿；根据所述充电接口的空间位姿规划所述机械臂的活动端的移动路线。

【技术特征摘要】
1.一种充电接口识别和定位方法，其特征在于，包括如下步骤：预存充电接口表面的至少一个特征区域的预设特征区域信息；获取单目视觉识别模块在两个采集位置的两个采集图像，所述单目视觉识别模块包括一个摄像头，且所述摄像头设置于一机械臂的活动端；根据充电接口的预设特征区域信息分别识别所述两个采集图像中的特征区域；根据所述两个采集图像和所述两个采集位置之间的位置关系计算识别到的特征区域的空间位姿；根据所述特征区域的空间位姿确定所述充电接口的空间位姿；根据所述充电接口的空间位姿规划所述机械臂的活动端的移动路线。2.根据权利要求1所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，所述充电接口的空间位姿包括所述充电接口的六维空间坐标，所述充电接口的六维空间坐标包括所述充电接口的三维坐标和所述充电接口相对于x轴、y轴和z轴的角位移值。3.根据权利要求2所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，所述特征区域包括多个特征点，所述预设特征区域信息包括预设特征点信息，所述特征区域的空间位姿包括所述特征区域的六维空间坐标，结合多个特征点的三维坐标计算得到所述特征区域的六维空间坐标，根据所述特征区域在所述充电接口中的预设位置和所述特征区域的空间位姿确定所述充电接口的空间位姿；或者所述充电接口表面具有多个特征区域，各个所述特征区域的空间位姿包括所述特征区域的三维空间坐标，结合多个所述特征区域的三维空间坐标计算得到所充电接口的六维空间坐标。4.根据权利要求1所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，规划所述机械臂的活动端的移动路线，包括如下步骤：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。5.根据权利要求4所述的充电接口识别和定位方法，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。6.根据权利要求5所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：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重新获取采集图像并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。7.根据权利要求4所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，在所述机械臂的活动端和所述充电接口之间设置多个节点；所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：所述机械臂的活动端的运动过程中，每到一个节点重新获取采集图像并识别充电接口的空间位姿；比较当前节点充电接口的空间位姿和前一节点充电接口的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向，控制所述机械臂的活动端移动至下一个节点。8.根据权利要求7所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，预存一安全位置的信息；所述更新下一步运动方向，包括如下步骤：所述机械臂的活动端运动至预设安全位置时，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特征点的空间位姿，根据比较结果更新下一步运动方向；根据更新后的下一步运动方向，控制所述机械臂的活动端运动使得所述机械臂的活动端插入所述充电接口。9.根据权利要求7所述的充电接口识别和定位方法，其特征在于，规划所述机械臂的活动端的移动路线，包括如下步骤：所述机械臂的活动端在初始化运动之前，所述机械臂的活动端移动使得所述单目视觉识别模块在第一位置和第二位置分别获取第一采集图像和第二采集图像，根据所述第一采集图像和第二采集图像确定所述充电接口的空间位姿；所述机械臂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻杰，何爱萍，曹光宇，潘明强，
申请(专利权)人：环球车享汽车租赁有限公司，享奕自动化科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31