车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统及方法与流程

本发明涉及一种车辆快充设备及方法，尤其涉及一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统及方法。

背景技术：

目前，随着新能源车的推广和应用，由于基于充电枪的慢充方式充电时间长，导致车辆充电需要占用很大的充电站场地，在充电站场地非常紧张的情况下，快充方式成为一个很好的解决方案。但目前的快充方式存在着如下亟待解决的问题：

1、车辆如何与充电设备交互进行快速的相互识别确认。

2、如何快速实现车辆充电定位。

这些环节对于提升车辆快充效率非常重要，尤其是随着智能驾驶、自动充电技术的实现，合理的车辆充电识别与定位是需要解决的必要环节。

在现有技术的快充车辆充电识别和定位技术方案中，车辆驾驶员将车辆驶入充电场站后，需要人工寻找可用的充电装置，待车辆行驶到充电设备处，由于车辆的受电装置需要和充电设备的充电装置准确对准，需要驾驶员非常准确的确定停车位置，手动选择充电设备，手动启动通讯连接，以便完成后续的充电。在现有的技术方案中，所有的信息判断主要依据驾驶员，无法自动完成，需要花费很多的时间，无法充分发挥快充方式时间短的优势。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统及方法，可以极大地缩短新能源车快充前充电识别和通讯连接的准备时间，极大地提升新能源车的充电接近识别和定位效率，满足车辆快充需求。

本发明是这样实现的：

一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统，包括充电设备和新能源车；新能源车上设有车载近距通讯模块、主控制模块、第一摄像头、受电装置、第二摄像头、图像处理模块、第三摄像头和显示模块；充电设备包括充电设备近距通讯模块、充电模块、充电装置和识别标签；主控制模块接与车载近距通讯模块、图像处理模块和显示模块连接，图像处理模块与显示模块连接；第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头与图像处理模块连接，第一摄像头对准充电设备上的识别标签，第二摄像头对准充电设备，第三摄像头安装在受电装置上，车载近距通讯模块与充电设备近距通讯模块连接，识别标签设置在充电装置上，充电模块与充电设备近距通讯模块和充电装置连接，充电装置与受电装置连接。

所述的主控制模块包括标签处理模块、驱动控制模块、定位处理模块及受电图像模块；标签处理模块与第一摄像头连接，主控制模块通过驱动控制模块与新能源车的驱动系统连接，定位处理模块与图像处理模块和显示模块连接，受电图像模块与图像处理模块和显示模块连接。

所述的新能源车上设有导航模块，导航模块与主控制模块连接。

所述的新能源车上设有安防模块及安防摄像头，安防摄像头与图像处理模块连接，安防模块与主控制模块和图像处理模块连接。

一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位方法，包括如下步骤：

步骤1：新能源车判断是否到达目的充电场站，若是，则执行步骤2，若否，则继续接收导航信息；

步骤2：主控制模块发送控制命令给显示模块，显示模块显示图像画面；

步骤3：第一摄像头识别到标签信息，车载近距通讯模块与充电设备近距通讯模块进行近距通讯连接；

步骤4：充电模块接收新能源车的充电请求，并控制充电装置与受电装置连接充电；

步骤5：充电模块判断是否停止充电过程，若是，则把停止充电信息反馈给主控制模块，并执行步骤6，若否，则继续充电；

步骤6：主控制模块发送驱动命令给驱动控制模块，使新能源车驶离充电设备；

步骤7：主控制模块发送命令断开近距通讯请求信息发送给充电设备近距通讯模块，并断开与车载近距通讯模块的近距通讯。

在所述的步骤2中，显示模块显示的图像画面包括图像处理模块收到的由第一摄像头识别的充电设备的识别标签的图像信息、第二摄像头识别的充电装置的位置图像信息和第三摄像头识别的受电装置的图像信息。

所述的步骤3还包括如下分步骤：

步骤3.1：图像处理模块将识别到的标签信息发送到标签处理模块；

步骤3.2：标签处理模块把识别到的标签信息和存储的标签列表信息进行对比，若标签信息合法，则同时执行步骤3.3和步骤3.5，若标签信息不合法，则放弃处理该标签信息直到识别到合法的标签信息；

步骤3.3：标签处理模块把标签信息合法的确认结果反馈给主控制模块，启动车载近距通讯模块，并与充电设备近距通讯模块进行通讯连接；

步骤3.4：图像处理模块把第三摄像头识别的受电装置的图像信息发送给受电图像模块，受电图像模块判断受电装置上是否有异物，若是，则结束充电接近识别和定位操作，若否，则执行步骤4；

步骤3.5：图像处理模块把第二摄像头识别的充电装置的位置图像信息发送给定位处理模块，定位处理模块判断新能源车定位是否定位成功，若是，则新能源车停止，若否，则驾驶员或驱动控制模块根据充电装置位置移动新能源车，新能源车定位成功后停止。

所述的步骤4还包括如下分步骤：

步骤4.1：主控制模块判断新能源车处于停止状态且驻车系统启动、档位处于空挡、标签信息合法、定位成功是否同时满足，若不满足，则返回步骤3，若满足，则执行步骤4.2；

步骤4.2：主控制模块发送禁止行驶给驱动控制模块，同时发送允许车辆充电命令到显示模块，并通过显示模块显示；

步骤4.3：主控制模块发送充电请求给充电设备的充电模块，启动充电流程；

步骤4.4：充电模块控制充电装置通过受电装置为新能源车充电。

在所述的步骤5中，主控制模块判断是否停止充电的条件是充电完成或接收到来自充电设备或主控制模块的停止充电命令。

在所述的步骤6中，若第一摄像头无法读取到充电设备的识别标签的标签信息，则确认新能源车已经驶离充电设备。

本发明能在车辆进入充电场站后自动启动充电设备接近识别，并自动完成车辆定位并停车，从而极大地缩短新能源车快充前充电识别和通讯连接的准备时间，极大地提升新能源车的充电接近识别和定位效率，提高了车辆及充电装置的利用率，减少了备用车辆数量和充电装置的数量，优化了车辆及充电场站的运行效率，满足车辆快充需求；本发明适用于快充式纯电动车、混合动力车、燃料电池车、超级电容车等车型，对于快充式新能源车的推广和应用具有非常大的价值。

附图说明

图1是本发明车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统的原理图；

图2是本发明车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位方法的流程图。

图中，1充电设备，11充电设备近距通讯模块，12充电模块，13充电装置，14识别标签，2新能源车，21车载近距通讯模块，22主控制模块，221标签处理模块，222定位处理模块，223受电图像模块，224驱动控制模块，23第一摄像头，24受电装置，25第二摄像头，26图像处理模块，27第三摄像头，28导航模块，29安防模块，30显示模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位系统，包括充电设备1和新能源车2；新能源车2上设有车载近距通讯模块21、主控制模块22、第一摄像头23、受电装置24、第二摄像头25、图像处理模块26、第三摄像头27和显示模块30；充电设备1包括充电设备近距通讯模块11、充电模块12、充电装置13和识别标签14；主控制模块接22与车载近距通讯模块21、图像处理模块26和显示模块30连接，图像处理模块26与显示模块30连接；第一摄像头23、第二摄像头25和第三摄像头27与图像处理模块26连接，主控制模块接22接收图像处理模块26、车载近距通讯模块21发送的信号，并对接收的信息进行分析、判断和处理，做出决策，然后发送相应的信息到显示模块30、车载近距通讯模块21和图像处理模块26。显示模块30用于接收主控制模块22、图像处理模块26发送来的显示信息，如新能源车2内的图像信息、充电设备1的识别标签14图像信息、充电装置13的位置、受电装置24上是否有异物及是否允许启动充电等信息。

第一摄像头23对准充电设备1上的识别标签14，用于识别电子标签，第二摄像头25对准充电设备1，用于识别充电装置1的位置，第三摄像头27安装在受电装置24上，用于识别受电装置24是否有异物，图像处理模块26能够接收主控制模块22的命令和第一摄像头23、第二摄像头25、第三摄像头27的图像输入，图像处理模块26把识别信息发送给主控制模块22。车载近距通讯模块21与充电设备近距通讯模块11握手连接，车载近距通讯模块21用于接收主控制模块22的信息，同时，接收充电设备近距通讯模块11发送的通讯信息并传送给主控制模块22；识别标签14设置在充电装置13上，用于标识充电设备1的信息，充电模块12与充电设备近距通讯模块11和充电装置13连接，充电模块12用于接收新能源车2的充电请求，并控制充电装置13完成充电过程，充电装置13接收充电模块12的控制命令，执行充电操作，如果出现故障，充电模块12停止充电，并把相关故障信息发送给新能源车2。充电装置13与受电装置24连接，受电装置24连接到新能源车2的电池系统，用于为新能源车2充电。

所述的主控制模块22包括标签处理模块221、驱动控制模块224、定位处理模块222及受电图像模块223；标签处理模块221与第一摄像头23连接，用于存储充电设备1的识别标签列表，并和第一摄像头23读取的识别标签信息进行对比，以便确认识别标签内容是否合法，并把确认结果反馈给主控制模块22。主控制模块22通过驱动控制模块224与新能源车2的驱动系统连接，用于接收主控制模块21的驱动、制动命令，来控制新能源车2的行驶、制动和停止。定位处理模块222与图像处理模块26和显示模块30连接，用于接收图像处理模块26识别的充电装置13图像信息，并判断新能源车2的位置是否满足充电要求，一旦受电装置24的位置匹配充电装置13位置，则定位处理模块222发送确认信息给主控制模块22及显示模块30，主控制模块22控制车辆停止移动，显示模块30显示允许启动充电信息。受电图像模块223与图像处理模块26和显示模块30连接，用于接收图像处理模块26识别的受电装置24的图像信息，并判断受电装置24是否有异物；若有异物，发送异物信息给主控制模块22及显示模块30，主控制模块22禁止启动充电，显示模块30显示异物信息。

所述的新能源车2上设有导航模块28，导航模块28与主控制模块22连接，导航模块28用于接收卫星导航系统的位置信息，并把位置信息发送给主控制模块22；同时，可以接收主控制模块22发送来的位置信息，作为目的位置信息，为新能源车2导航。

所述的新能源车2上设有安防模块29及安防摄像头，安防摄像头与图像处理模块26连接，安防模块29与主控制模块22和图像处理模块26连接，安防模块29用于接收并记录安防摄像头的图像信息，对车辆内部安全信息进行记录；同时，图像信息通过主控制模块22发送给显示模块30进行显示。

请参见附图2，一种车辆快充电的充电接近识别和车辆充电定位方法，包括如下步骤：

步骤1：新能源车2实时接收导航模块28的导航信息，并判断新能源车2是否到达目的充电场站，若是，则执行步骤2，若否，则继续接收导航模块28的导航信息。

步骤2：若新能源车2安装了安防模块29和安防摄像头，显示模块30显示安防模块29通过安防摄像头采集的安防画面。主控制模块22发送控制命令给显示模块30，显示模块30将显示画面切换到图像处理模块26收到的图像画面。图像处理模块26收到的图像画面包括第一摄像头23识别的充电设备1的识别标签14的图像信息、第二摄像头25识别的充电装置13的位置图像信息、第三摄像头27识别的受电装置24的图像信息。

步骤3：第一摄像头23识别到标签信息，启动车载近距通讯模块21，车载近距通讯模块21与充电设备近距通讯模块11进行近距通讯连接。

步骤3.1：图像处理模块26将识别到的标签信息发送到标签处理模块221。

步骤3.2：标签处理模块221把识别到的标签信息和存储的标签列表信息进行对比，若标签信息合法，则同时执行步骤3.3和步骤3.5，若标签信息不合法，则放弃处理该标签信息直到识别到合法的标签信息。

步骤3.3：标签处理模块221把标签信息合法的确认结果反馈给主控制模块22，启动车载近距通讯模块21，与充电设备近距通讯模块11进行通讯连接。

步骤3.4：图像处理模块26把第三摄像头27识别的受电装置24的图像信息发送给受电图像模块223，受电图像模块223判断受电装置24上是否有异物，若是，则结束充电接近识别和定位操作，若否，则执行步骤4。

步骤3.5：图像处理模块26把第二摄像头25识别的充电装置13的位置图像信息发送给定位处理模块222，定位处理模块222判断新能源车2定位是否定位成功，若是，则新能源车2停止，若否，则驾驶员或驱动控制模块224根据充电装置13位置移动新能源车2，新能源车2定位成功后停止。

步骤4：充电模块12接收新能源车2的充电请求，并控制充电装置13与受电装置24连接充电。

步骤4.1：主控制模块22判断新能源车2处于停止状态且驻车系统启动、档位处于空挡、标签信息合法、定位成功是否同时满足，若不满足，则返回步骤3，若满足，则执行步骤4.2。

步骤4.2：主控制模块22发送禁止行驶给驱动控制模块224，同时发送允许车辆充电命令到显示模块30，并通过显示模块30显示。

步骤4.3：主控制模块22发送充电请求给充电设备1的充电模块12，启动充电流程。

步骤4.4：充电模块12控制充电装置13通过受电装置24为新能源车2充电。

步骤5：充电模块12判断是否停止充电过程，若是，则把停止充电信息反馈给主控制模块22，并执行步骤6，若否，则继续充电。主控制模块22判断是否停止充电的条件是充电完成或接收到来自充电设备1或主控制模块22的停止充电命令。

步骤6：主控制模块22发送驱动命令给驱动控制模块224，使新能源车2驶离充电设备1。若第一摄像头23无法读取到充电设备1的识别标签14的标签信息，则确认新能源车2已经驶离充电设备1。

步骤7：主控制模块22发送命令断开近距通讯请求信息发送给充电设备近距通讯模块11，并断开与车载近距通讯模块21的近距通讯。

步骤8：若新能源车2安装了安防模块29及安防摄像头，显示模块30把显示画面切换回安防画面。

车辆电量少于30%时，车辆需要去充电场站进行充电；车辆在运行过程中实时接收导航模块28接收到的卫星导航信息，如果到达目的充电场站，车辆主控制模块22发送控制命令给显示模块30，将安防模块29的显示画面由切换到图像处理模块26发送来的图像画面；图像处理模块26处理第一摄像头23识别的充电设备1的识别标签14、第二摄像头25识别的充电装置1的位置和第三摄像头27识别的受电装置24上是否有异物信息。

如果第一摄像头23识别到充电设备1的识别标签14，则相应的标签图像信息经图像处理模块26处理后发送给标签处理模块221，标签处理模块221把识别到的标签信息和存储的标签列表信息进行对比：如果标签合法，则启动车载近距通讯模块21，与充电设备近距通讯模块11进行通讯连接。同时，图像处理模块26把第三摄像头27识别的受电装置信息发送给受电图像模块223，判断是否受电装置24上有异物，如果没有异物，在继续后续的充电位置定位。

图像处理模块26把第二摄像头25识别的充电装置1的位置信息发送给定位处理模块222，驾驶员或主控制模块22根据充电装置1的位置来移动新能源车2，如果充电装置1的位置符合充电停车位置要求，则停止车辆行驶。主控制模块22同时判断新能源车2已经与充电场站完成通讯连接、新能源车2是处于停止状态、且新能源车2驻车系统启动、档位处于空挡、识别标签14是合法的、新能源车2已经处于充电允许的位置，则主控制模块22发送禁止行驶命令给驱动控制模块224，同时发送允许车辆充电命令并发送给显示模块30。主控制模块22发送充电请求给充电设备1的充电模块12，启动充电流程。

如果充电量达到95%，或接收到来自于充电设备1或主控制模块22的停止充电命令，则停止充电过程，并把信息反馈给主控制模块22。主控制模块22发送驱动命令给驱动控制模块224，使新能源车2驶离充电设备1。如果图像处理模块26无法读取到充电设备1的标签信息，则确认新能源车2已经驶离充电设备1，则主控制模块22发送命令断开近距通讯请求信息发送给充电设备近距通讯模块11，并断开近距通讯，显示模块30把显示画面切换回安防画面。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。