自动加油设备及其控制方法技术

本申请提出了一种自动加油设备及控制方法，包括以下步骤：S000、引导待加油车辆至指定停车区域内；S100、拍照识别车辆的外油箱盖所在的初步空间位置；S200、识别定位外油箱盖的精确空间位置；S300、根据精确空间位置，打开车辆的外油箱盖，识别定位内油箱盖的精确空间位置；S400、根据精确空间位置，打开车辆的内油箱盖并识别定位加油孔；S500、通过该多轴机械臂将加油机上的加油枪插入到车辆的加油孔内，开始加油操作；S600、加油过程中，持续监测车辆是否存在位移变化；直至加油完成，通过多轴机械臂取出加油枪后依次关闭内油箱盖和外油箱盖。本申请具有加油效率高，安全性能好的优点。安全性能好的优点。安全性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】
自动加油设备及其控制方法


[0001]本申请涉及加油设备
，特别是涉及自动加油设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，自动化和智能化技术的应用范围越来越广，应用速度越来越快。但传统的加油行业却依然普遍采用人工加油，用工成本较高，人工利用率较低。且加油站是具有一定安全风险的作业场合。特别在一些偏远地区，或山区，或深夜以及极端环境条件下的常规加油站中，使用加油机器人取代人工，实现自动化，智能化加油，具有很大的经济和社会价值。虽然少部分加油站也采用机器人加油，但基本上都采用一加油机配备一个机器人的模式，工作效率低下，且成本太高。
[0003]现有的加油机器人多采用固定式单机械臂配合单一的末端夹爪进行工作，且主要为一台加油机配备一台加油机器人的形式，目前只能实现小范围，小停车角度的自动加油和单加油机自动加油，主要应用于少部分加油站试点或示范类加油站。且可自动加油的工作范围小，由于现有的加油机器人多为固定安装式，所以其工作范围很小，加油机器人只能在较小的停车范围区间和停车角度区间工作，当超出一定范围后，机器人则无法工作，同时大大增加了对人员的停车要求。且现有的加油机器人布设方式多为一台加油机配备一台加油机器人，极大地降低的机器人的工作效率，同时也增加了机器人和油站本身的运营成本。
[0004]如中国专利申请号CN202120241889.8 一种用于自动加油站的车辆引导系统公开了提供引导方式的自动加油方式，但是并未展示具体如何进行自动加油操作，仅简单介绍了通过摄像头进行图像识别实现车辆的引导定位，并未展示如何识别车辆的内外油箱盖以及油孔的方法，而且并未有任何安全措施，如防止车辆在加油过程中移动等异常情况发生的措施。
[0005]如中国专利申请号CN202111426512.0)自动机器人加油装置及加油方法公开了单纯加油的机器人和加油机，其只能够通过公开打开油箱盖的夹爪结构以及配套的结构来实现自动加油，同样仅简单介绍了通过摄像头进行图像识别实现车辆的油箱盖，并未具体展示如何识别车辆的内外油箱盖以及油孔的方法。而且其加油枪是集成于夹爪结构上的，因此必须与加油机连接结合，无法实现对现有普通加油机的配对，也无法同时为多个加油机服务，加油效率低下，且成本极高。
[0006]因此，亟待一种能够一台机器人服务多台加油机，加油效率高，安全性能高的自动加油设备及其控制方法。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供了一种自动加油设备及其控制方法，针对目前技术加油效率低下、成本高及安全性能差的问题。
[0008]本专利技术核心技术主要是通过引导和图像识别的结合，通过控制多轴机械臂移动于各加油机之间，实现对多个车辆的加油操作，同时配合监测车辆，提高安全性能。
[0009]第一方面，本申请提供了自动加油控制方法，所述方法包括以下步骤：S000、引导待加油车辆至指定停车区域内；S100、待车辆停稳后，拍照识别车辆的外油箱盖所在的初步空间位置；S200、根据初步空间位置，驱动多轴机械臂运动至指定位置并通过该多轴机械臂上的夹爪相机识别定位外油箱盖的精确空间位置；S300、根据精确空间位置，打开车辆的外油箱盖，并通过该多轴机械臂上的夹爪相机识别定位内油箱盖的精确空间位置；S400、根据精确空间位置，打开车辆的内油箱盖并识别定位加油孔；S500、通过该多轴机械臂将加油机上的加油枪插入到车辆的加油孔内，开始加油操作；S600、加油过程中，持续监测车辆是否存在位移变化；S700、若车辆发生位移变化，则停止加油操作并发出告警；若车辆未发生位移变化，则持续加油操作；S800、直至加油完成，通过多轴机械臂取出加油枪后依次关闭内油箱盖和外油箱盖；S900、多轴机械臂回到初始位置，引导车辆驶离等待下一辆车辆加油。
[0010]进一步地，S100步骤中，同时触发人员入侵检测方法，该方法包括以下步骤：S101、拍照识别相机视野内的人员，并获取所有识别人员的三维位置数据；S102、将三维位置数据转换为相对于多轴机械臂的三维位置；S103、根据该三维位置判断是否位于预设非安全区域内；S104、若是，则停止多轴机械臂并发出告警；若否，则继续执行自动加油操作。
[0011]进一步地，S100步骤中，通过油箱盖目标检测模型输出外油箱盖所在的初步空间位置，该油箱盖目标检测模型基于卷积神经网络构建。
[0012]进一步地，S200步骤中，外油箱盖的精确位置具体识别步骤为：S201、获取初步空间位置的RGB 2D图像中检测到油箱盖相对应的深度图；S202、从深度图中获取外油箱盖的3D点云位置，得到外油箱盖的精确空间位置；S203、获取多轴机械臂的吸盘的吸取位姿以及吸盘旋转打开外油箱盖的运动路径，以便后续多轴机械臂根据该运动路径打开外油箱盖和关闭外油箱盖。
[0013]进一步地，S300步骤中，内油箱盖的精确位置具体识别步骤为：S301、通过内油箱盖检测模型将内油箱盖的把手进行分割，并提取对应的点云数据；S302、保留内油箱盖把手上表面的点云数据；S303、根据内油箱盖把手上表面的点云数据计算把手或内油箱盖的重心位置，以获得三维坐标位置；S304、根据三维坐标位置进一步推算出多轴机械臂打开内油箱盖需要的六维姿态，即得到油箱盖的精确位置。
[0014]进一步地，S400步骤中，识别定位加油孔的具体步骤为：S401、通过加油孔检测模型将加油孔和加油孔内的内部油孔进行分割，并提取对应的点云数据；
S402、根据点云数据，获取加油孔的中心和法向量，以确定该加油孔的姿态；S403、将内部油孔分割后的像素在二维图像中拟合成一个圆，并将圆心投射到三维圆上得到三维坐标点；S404、结合加油孔的姿态和内部油孔的三维坐标点，得到多轴机械臂驱动加油枪插入加油孔和内部油孔所需要的六维姿态。
[0015]第二方面，本申请提供了一种自动加油设备，包括加油机和连接该加油机的加油枪，还包括：控制端，用于运用上述的一种自动加油设备控制各结构进行自动加油操作；滑轨结构，设于加油机一侧，用于供多轴机械臂水平移动；多轴机械臂，设于滑轨结构上，与该控制端通信连接；末端夹爪，设于多轴机械臂的输出端，包括用于打开外油箱盖的吸盘夹爪、用于打开内油箱盖的内油箱盖夹爪、用于抓取加油枪的油枪夹爪以及用于拍照的夹爪相机；引导结构，设于每个加油机的一侧，与每个加油机一一对应并与控制端通信连接，用于为车辆提供引导功能。
[0016]进一步地，引导机构至少包括显示屏和用于图像识别的相机。
[0017]第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的自动加油控制方法。
[0018]第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的自动加油控制方法。
[0019]本专利技术的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请通过让多轴机械臂移动在多个加油机之间，同时不与加油枪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自动加油控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S000、引导待加油车辆至指定停车区域内；S100、待车辆停稳后，拍照识别车辆的外油箱盖所在的初步空间位置；S200、根据所述初步空间位置，驱动多轴机械臂运动至指定位置并通过该多轴机械臂上的夹爪相机识别定位外油箱盖的精确空间位置；S300、根据所述精确空间位置，打开车辆的外油箱盖，并通过该多轴机械臂上的夹爪相机识别定位内油箱盖的精确空间位置；S400、根据所述精确空间位置，打开车辆的内油箱盖并识别定位加油孔；S500、通过该多轴机械臂将加油机上的加油枪插入到车辆的加油孔内，开始加油操作；S600、加油过程中，持续监测车辆是否存在位移变化；S700、若车辆发生位移变化，则停止加油操作并发出告警；若车辆未发生位移变化，则持续加油操作；S800、直至加油完成，通过多轴机械臂取出加油枪后依次关闭内油箱盖和外油箱盖；S900、多轴机械臂回到初始位置，引导车辆驶离等待下一辆车辆加油。2.如权利要求1所述的自动加油控制方法，其特征在于，S100步骤中，同时触发人员入侵检测方法，该方法包括以下步骤：S101、拍照识别相机视野内的人员，并获取所有识别人员的三维位置数据；S102、将所述三维位置数据转换为相对于多轴机械臂的三维位置；S103、根据该三维位置判断是否位于预设非安全区域内；S104、若是，则停止多轴机械臂并发出告警；若否，则继续执行自动加油操作。3.如权利要求1所述的自动加油控制方法，其特征在于，S100步骤中，通过油箱盖目标检测模型输出外油箱盖所在的初步空间位置，该油箱盖目标检测模型基于卷积神经网络构建。4.如权利要求3所述的自动加油控制方法，其特征在于，S200步骤中，外油箱盖的精确位置具体识别步骤为：S201、获取初步空间位置的RGB 2D图像中检测到油箱盖相对应的深度图；S202、从所述深度图中获取外油箱盖的3D点云位置，得到外油箱盖的精确空间位置；S203、获取多轴机械臂的吸盘的吸取位姿以及吸盘旋转打开外油箱盖的运动路径，以便后续多轴机械臂根据该运动路径打开外油箱盖和关闭外油箱盖。5.如权利要求1所述的自动加油控制方法，其特征在于，S300步骤中，内油...

【专利技术属性】
技术研发人员：施恒之，
申请(专利权)人：浙江驿公里智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：