用于识别电动车辆的充电桩是否可到达的方法与流程

本发明涉及一种用于识别电动车辆的充电桩是否可到达的方法，其中有关该充电桩的状态信息被传送给中央控制单元，该中央控制单元被设立用于检测多个在空间上分开的充电桩的状态信息。

背景技术：

目前，电动车辆的航程比具有内燃机的机动车短。具有内燃机的机动车常常具有大几百千米的航程，而电动车辆的航程常常在小几百千米的范围内。对于使用电动车辆来进行长距离行驶来说还困难的是：对于在充电桩上补充电能的时间需求远高于汽油或柴油的加油时间。出于该原因，对于电动车辆的用户来说，特别重要的是能够尽可能可靠地计划充电过程。在这种情况下，充电桩可以通过基于因特网的服务来提供的当前的状态信息非常令人感兴趣。如果例如在充电桩上执行维护或者存在损坏，则充电桩的内部诊断功能可以将这些信息提供给上述服务，使得潜在用户经由因特网来访问该服务。

不过，也可能出现如下情况：到充电桩的通道由于其它原因而被阻塞或阻断，而对该通道的所述限制避开了在充电桩中可用的传感装置和在那里存在的诊断途径。例如，充电桩的被设置用于充电过程的充电停车位可能被当前并没有被充电的车辆所占用。此外，驶向本来空闲的充电停车位的通道可能被停下的机动车或者被其它机械障碍物所阻断。在这种情况下，既不可能在该充电桩上充电又不可能向其他相关的交通成员发送信息，由此可能出现如下危险：如果不能及时地驶向替选的充电桩，则已经固定地计划在一个具体的充电桩上进行所需的充电过程的电动车辆由于充电不能执行而停在路上。

原则上可能的是：给充电桩配备附加的传感装置，用于识别物理上是否可到达，然而这与额外的成本相关联并且因而应该优选地予以避免。已经存在的充电桩虽然拥有这种附加的传感装置，用来检测充电桩的附近的近距离范围。但是，因为这种传感装置远未在全国范围内在充电桩中使用，所以实际上并不能基于此来构建对充电过程的可靠的计划。

技术实现要素：

因而，本发明所基于的任务在于：针对电动车辆的充电桩说明一种方法，借助于该方法，可以可靠地识别对于使用该充电桩来进行充电过程来说的物理障碍物，而且该方法可以为了全国使用而尽可能在不对已经存在的充电桩进行附加的改装的情况下就被实现。

按照本发明，所提到的任务通过一种用于识别电动车辆的充电桩是否可到达的方法来解决，其中借助于与该充电桩分开的至少一个成像传感器来检测该充电桩的附近的周围环境，该周围环境包括该充电桩的至少一个所规定的充电停车位；而且在此产生该周围环境的至少一个图像记录，而且其中在该至少一个图像记录中关于到至少一个充电停车位的通道方面进行图像识别；而且将相对应的状态信息传送给中央控制单元，该中央控制单元被设立用于检测多个在空间上彼此分开的充电桩的状态信息。有利的并且部分本身看来有创造性的设计方案是从属权利要求和随后的描述的主题。

在这种情况下，充电桩一般包括用于电动车辆的任何能单独定界的充电装置，该充电装置不一定必须以桩的形式来实现，而是例如也可以作为在如下墙壁前面的多个充电停车位来时间，从该墙壁中可以引出相对应的数目根充电线缆并且分别与停在相对应的充电停车位上的电动车辆连接。在这种情况下，在空间上彼此分开的充电桩尤其包括如下充电桩，在所述充电桩之间存在不小的路程和/或所述充电桩不能同时被包括到一个图像记录中。

在这种情况下，用于电动车辆的充电桩是否可到达尤其应被理解为在物理上或在空间上是否可到达。就这一点来说，尤其是当不存在任何对于电动车辆来说可能阻碍驶向充电桩到达用于充电过程的约定位置的机械障碍物时，该充电桩才被称作可到达。在这种情况下，这种被规定用于充电过程的约定位置尤其是通过该充电桩的相关的充电停车位来给出。在这种情况下，充电桩也可能在其附近的周围环境内具有超过一个所规定的充电停车位。

充电桩的附近的周围环境尤其包括充电桩的对于识别充电桩是否可到达来说相关的周围环境，即尤其是充电桩的一个并且优选地所有所规定的充电停车位，以及对于每个所规定的充电停车位来说也包括直接的通道、即例如紧邻相关的充电停车位的路段。

就本发明而言，成像传感器包括如下任何传感器，该传感器根据其工作原理而适合于将充电桩的附近的周围环境转换成图像记录，而在此不一定必须借助于光学方法来检测充电桩的附近的周围环境。例如，成像传感器也可以通过超声传感器来给出，其中所发出的和所反射的超声信号相对应地以图形方式来成像。尤其也可以考虑常规的摄像机或红外摄像机（ir）以及雷达系统和激光系统，作为成像传感器。优选地，通过至少一个成像传感器、尤其是通过多个成像传感器来产生充电桩的附近的周围环境的多个图像记录，其中在所有图像记录中都进行图像识别。经此，一方面可以将（按照预先给定的标准）成像质量最好的那些图像记录用于图像识别，使得在这些图像记录中可能最可靠地得到图像识别。另一方面，在有多个图像记录时，在图像识别的结果不合理的情况下可以执行多数决定。

在这种情况下，优选地在上级应用中进行图像识别，该至少一个成像传感器被纳入到该上级应用中。对于成像传感器布置在机动车中（作为驾驶辅助系统的一部分）的情况来说，优选地，也在机动车中进行图像识别，优选地在利用由驾驶辅助系统所提供的用于图像识别的基础设施的情况下进行图像识别。如果成像传感器布置在移动电话或者平板pc中，则可以通过相对应的移动应用来进行图像识别，该移动应用被直接绑定到照片应用（foto-app）上。尤其是，在此可以在图像记录中关于到至少一个充电停车位的通道方面进行图像识别，使得空闲的充电停车位的一个或多个图像记录被寄存用于图像对照，而且可以依据所寄存的空闲的充电停车位的图像记录来识别在充电桩的附近的周围环境中的对象。

在这种情况下，中央控制单元尤其是用于管理多个充电桩以及必要时用于在电动车辆的用户表达充电愿望时相对应地分配充电桩的管理系统的中央控制单元。在这种情况下，中央控制单元的概念应该不一定促使产生集中式计算机结构的想法，更确切地说，在这种情况下应该集中检测关于多个在空间上分开的充电桩的状态信息以及必要时其它信息，作为前台的功能。就这方面来说，中央控制单元在这种情况下尤其也可以通过云网络来实现。

优选地，除了（例如通过地理分配）对相对应的充电桩的标识之外，充电桩的状态信息还包括关于充电停车位是否空闲或者该充电停车位是否被车辆占用或者是否存在其它原因的阻塞的说明。如果例如识别出：到充电停车位的通道被在构成该通道的路段内停放在该充电停车位前面的车辆阻塞，则在中央控制单元中相对应的状态信息可以首先开始等待时间，而且在该等待时间期满之后再次检测到有车辆阻塞的情况下发出报警提示，例如中央控制单元的管理员可以向警方或者交通管理局报告该报警提示。为此，在例如有倒下的树阻塞充电停车位的情况下的状态信息同样可能包括相对应的说明，例如被编码为“有事先未预料到的自然障碍物”。在这种情况下，中央控制单元的管理员可以依据该说明来报告官方机构和/或促使将由于这棵树而存在的障碍物移走。

通过借助于与充电桩分开的成像传感器以按照本发明的方式检测充电桩的附近的周围环境，可以对到充电桩的物理通道障碍物可靠地进行检测并且将相对应的信息传送给运营商或中央调度中心，使得该信息可以在分配充电桩时以及在由于有充电愿望而进行询问时予以考虑。在这种情况下，成像传感器在道路交通中的广泛的可用性被机动车中的驾驶辅助系统充分利用，但是也在移动电话中充分利用。

优选地，在这种情况下，该成像传感器或每个成像传感器都纳入到机动车的驾驶辅助系统中或构成该驾驶辅助系统的一部分。经此，一方面可以使用如下机动车中的高质量成像传感器，所述机动车由于交通而造成地本来就常常在这些成像传感器的作用范围内驶过充电桩。此外，具有驾驶辅助系统的机动车也拥有相对应的通信单元，用于将状态信息传送给中央控制单元。另一方面，由机动车的成像传感器根据严格规范并且标准化的条件来进行图像记录。例如，驾驶辅助系统的成像传感器在机动车中总是布置在地面上方、即在行车道上方的同一距离，这显著简化了随后的图像识别。另外，恰好对机械/物理类型的障碍物的图像识别是在很多驾驶辅助系统中实现的功能，使得对于当前方法来说可以访问这些在机动车中所设置的图像识别能力。

因此，为了执行该方法，可以在机动车中使用在那里本来就存在的基础设施。经此，由于驾驶辅助系统日益普及，对现有的充电桩的非常仔细的检查是可能的。

在此，尤其是布置在机动车中的摄像机作为该至少一个成像传感器来检测充电桩的周围环境，并且产生该至少一个图像记录。在此，使用摄像机、即尤其是常规的摄像机来在可见光谱内进行图像记录具有如下优点：在由常规的摄像机产生的图像记录中进行图像识别的技术非常先进，而且因此对障碍物的特别可靠的识别是可能的。另外，对于图像识别来说存在大规模的程序库，这些程序库为此只需要被存储到机动车的执行该图像识别的计算机单元中。

已经被证明为进一步有利的是：布置在机动车中的通过ir摄像机和/或雷达系统和/或激光系统和/或超声系统来给出的传感器作为该至少一个成像传感器来检测充电桩的周围环境并且产生该至少一个图像记录。在这种情况下，该激光系统优选地包括激光扫描仪，该激光扫描仪尤其被设立用于对象的距离识别。这些传感器在很多机动车中都作为驾驶辅助系统的一部分来供支配。在此，优选地，该图像识别也可以依据多个图像记录来进行，这些图像记录尤其是借助于不同的图像记录方式来产生的。经此，可以进一步改善识别障碍物的可靠性。

有利地，在此从机动车出发来识别：有充电桩处在适合于借助于该至少一个成像传感器来进行检测的作用范围内，其中接着开始关于到该至少一个充电停车位的通道方面来对充电桩的附近的周围环境进行检测和/或进行图像识别。尤其是，在此借助于导航系统和/或依据gps数据和/或只涉及充电桩是否存在/接近的“初级”图像识别来进行最先被提到的识别步骤，接着开始关于该充电桩是否在物理上可到达方面对该充电桩的周围环境进行检测和/或进行该图像识别。

如果通过机动车的传感器来持续地检测周围环境或者出于其它原因而已经开始这种检测（例如由于停车过程），则在这些传感器的作用范围内识别出有充电桩时可以关于该充电桩是否在物理上可到达方面开始进行图像识别。所提到的做法允许：对于该方法来说关于图像检测和/或图像识别方面符合需要地最佳地使用机动车的资源；并且相对应地避免当不需要进行图像识别时将电功率和/或计算能力用于该图像识别。

适宜地，在布置在机动车中的计算机单元上在该至少一个图像记录中进行图像识别，其中状态信息通过在机动车本地的通信系统被传送给中央控制单元。在这种情况下，尤其可以使用机动车的驾驶辅助系统的计算机单元和/或通信单元。因此，为了执行该方法，可以在机动车中使用在那里本来就存在的基础设施。经此，由于驾驶辅助系统日益普及，对现有的充电桩的非常仔细的检查是可能的。

在一个替选的设计方案中，移动电话或平板pc的摄像机作为该至少一个成像传感器来检测充电桩的周围环境。经此，由于尤其是移动电话的广泛普及，对现有的充电桩的非常仔细的检查也是可能的。另外，可以使用同样存在于移动电话或平板pc中的计算能力来进行图像识别，而且现有的通信系统（例如经由3/4/5g、lte或w-lan的连接）就可以被用于向中央控制单元进行传输。

适宜地，关于阻塞到该至少一个充电停车位的通道的物理障碍物方面进行图像识别，其中利用该状态信息来传送相对应的关于充电桩的充电停车位不可到达的说明。在这种情况下，物理障碍物尤其包括停在充电停车位上的或者完全或部分地阻塞到该充电停车位的通道的机动车，但是也包括自然障碍物、诸如倒下的树或诸如此类的。在此，状态信息一方面可以包含关于充电停车位不可到达方面的纯二元值说明，但是也可以包含关于典型情况、例如“有机动车在充电停车位上”/“有机动车在充电停车位前面”或者当识别出有不是机动车的障碍物时“有其它障碍物”等等方面的说明。

适宜地，关于充电桩的可自由到达的所规定的充电停车位的数目方面进行图像识别，其中利用该状态信息来传送相对应的关于相应的数目的说明。经此，在中央控制单元中可以检测：在具有多个用于同时充电的充电桩的充电站上有多少种充电途径还能使用。

在一个有利的设计方案中，关于有机动车占用充电停车位方面以及还关于相关的机动车与充电桩的充电线缆连接方面进行图像识别，其中利用该状态信息来进行相对应的关于相应的被占用的充电停车位或被占用的充电线缆的说明。经此，在中央控制单元中可以检测：有机动车（与其是不是电动车辆并且因此是不是充电桩的潜在用户无关）占用充电停车位，而在此没有执行充电过程。接着，该信息例如可以被用于估计相关的机动车在充电停车位上的预计的停车时间。

本发明还提到了一种机动车，该机动车包括：至少一个成像传感器，该至少一个成像传感器被设立为产生用于电动车辆的充电桩的附近的周围环境的图像记录；计算机单元，该计算机单元被设立为在该图像记录中关于到该充电桩的至少一个充电停车位的通道方面执行图像识别并且生成相对应的状态信息；和通信系统，该通信系统被设立为将该状态信息传送给与该机动车在空间上分开的中央控制单元。在此，针对该方法以及针对该方法的扩展方案所说明的优点可以类似地被转用于该机动车。在此，尤其是该至少一个成像传感器构造为摄像机或者雷达系统、激光系统或超声系统的一部分。优选地，该机动车具有多个成像传感器，其中尤其是可以使用超过一种成像方式。尤其是，该成像传感器或每个成像传感器和/或该计算机单元和/或该通信系统都可以作为该机动车的驾驶辅助系统的一部分来给出。

附图说明

随后，本发明的实施例依据附图进一步予以阐述。在这种情况下分别示意性地：

图1以俯视图示出了用于给电动车辆充电的充电站和对该充电站的充电停车位是否可用的检测；

图2以俯视图示出了根据图1的充电站的发生变化的是否可用情况和对是否可用的检测；而

图3以俯视图示出了根据图1的充电站和对充电停车位是否可用的替选的检测。

在所有附图中，彼此相对应的部分和参量分别配备有相同的附图标记。

具体实施方式

现在，描述用于识别电动车辆的充电桩是否可到达的方法的一个实施例。为此，在图1中示意性地示出了用于电动车辆的充电站1。在这种情况下，充电站1具有各个充电桩4、6，通过这些充电桩可以给电动车辆2充电。对于相应的充电过程来说，在充电桩4、6前面分别设置两个充电停车位8a、8b或10a、10b，这些充电停车位紧邻相关的充电桩4或6，使得如当前所示出的那样，停在充电停车位10b上的电动车辆2可以通过充电桩6的充电线缆12b来充电。同样被分配给充电桩6的充电停车位10a在当前情况下未被占用，相对应地，所分配的充电线缆12a也完全处在充电桩6上。

有一棵倒下的树14作为机械障碍物16处在被分配给充电桩4的充电停车位8b上，这棵树完全阻碍了到充电停车位10b的通道，由此不可能在该充电停车位10b上进行充电过程。在当前情况下在现场用于将倒下的树14移走的运载车辆18由于它部分地阻塞了到充电停车位10a的通道而同样构成机械障碍物16，使得该充电停车位在所示出的情况下也不能使用。相对应地，完全不能在充电桩4上进行充电。

现在，有机动车20正在接近充电站1。在机动车20的第一位置20a，充电站1仍在作用范围之外，然而在机动车20进一步接近之后，在第二位置20b，由机动车20的导航系统22识别出：充电站1足够接近机动车20。相对应地，在机动车20中的成像传感器24a、24b被激活，这些成像传感器在当前情况下通过机动车20的未进一步示出的驾驶辅助系统的摄像机26a或26b来给出。

现在，摄像机26a由于其在机动车20上的定位而检测被分配给充电桩4的充电停车位8a、8b，而摄像机26b相对应地检测被分配给充电桩6的充电停车位10a、10b。在这种情况下，通过摄像机26a、26b来生成相对应的图像记录28a、28b，这些图像记录在机动车20中被转发给计算机单元30。在这种情况下，计算机单元30尤其可以同样是驾驶辅助系统的一部分。现在，在计算机单元30中，针对图像记录28a、28b执行图像识别，以便分析充电桩4、6的附近的周围环境，而且在此尤其是识别出可能的障碍物16，这些障碍物可能阻塞了到充电停车位8a、8b、10a、10b的通道。就这方面来说，现在识别出：充电停车位8a、8b和10b分别被障碍物16阻塞；而且在这种情况下，在充电停车位10b上由于连接到充电线缆12b上并且因此可能执行充电过程的车辆而存在障碍物16。

紧接着，通过计算机单元30来生成状态信息32，该状态信息与此相关地包括相对应的说明，而且通过机动车20的尤其是也被驾驶辅助系统和导航系统22使用的通信单元34将该状态信息传送给用于充电过程的管理系统的中央控制单元36。在这种情况下，状态信息32也可包含关于如下情况的说明：充电停车位10b由于当前显然持续进行的对电动车辆2的充电过程而不可到达，因为据此必要时可以更好地估计占用充电停车位10b的时长。同样识别出充电停车位10a目前可到达，而且这里也生成包括相对应的说明的状态信息32并且将该状态信息相对应地传送给中央控制单元36。

在这种情况下，中央控制单元36与机动车20在空间上分开，而且可以从多个机动车接收关于其它充电桩的类似的状态信息。在这种情况下，中央控制单元36计划针对多个电动车辆的充电过程，其中另外尤其可以让充电需求紧迫的电动车辆找到附近的充电站，而且也可以使各个充电站事先根据它们是否可用而被预留。这些状态信息被中央控制单元36一并包括在这种计划过程之内。

在图2中，以俯视图示意性地示出了根据图1的充电站1，其中到充电桩4的通道现在不再被倒下的树14和运载车辆18阻塞。相对应地，充电停车位8a、8b被电动车辆2a、2b占用，其中电动车辆2b通过充电线缆11b来与充电桩4连接并且相对应地执行充电过程。现在，类似于图1中的机动车20，在电动车辆2b中，被设计为摄像机26a-d的成像传感器24a-d检测电动车辆2b的附近的周围环境，并且因此也检测如下充电桩4的附近的周围环境，电动车辆2b在该充电桩上执行该电动车辆的充电过程。

在这种情况下，现在一方面通过摄像机26a、26b检测到充电桩6的充电停车位10a未被占用而充电停车位10b被电动车辆2占用，其中同样检测到电动车辆2与充电线缆12b连接。此外，通过摄像机26c、26d检测到：充电停车位8a被车辆（即电动车辆2a）占用，其中然而没有检测到与充电线缆11a的连接，该充电线缆还完全处在充电桩4上。这些在所产生的图像记录28a-d上检测到的现实情况在计算机单元30中通过图像识别来被识别，而且具有相对应的说明的状态信息32被传送给中央控制单元36。

在图3中示意性地示出了根据图1的在相同情况下的充电站1，也就是说充电停车位10b被电动车辆2占用，而充电停车位8a和8b被运载车辆18或倒下的树14阻塞，以及充电停车位10a空闲。在该方法的依据图3来示出的实施例中，使用移动电话40的摄像机26a，作为成像传感器24a。在这种情况下，移动电话40的未进一步示出的用户可以产生充电站1的带有其充电停车位8a、8b、10a、10b的图像记录28a，依据该图像记录，通过在移动电话40中作为应用或程序例程来运行的图像识别来产生相对应的关于到充电停车位8a、8b、10a、10b的通道的状态信息32。接着，状态信息32由移动电话40通过该移动电话的因特网连接42传送给中央控制单元36。

尽管本发明已经详细地通过优选的实施例进一步予以图解说明和描述，但是本发明并不受该实施例所限制。本领域技术人员可以从中推导出其它变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1充电站

2、2a、2b电动车辆

4充电桩

6充电桩

8a、8b充电停车位

10a、10b充电停车位

11a、11b充电线缆

12a、12b充电线缆

14倒下的树

16（机械）障碍物

18运载车辆

20机动车

20a（机动车的）第一位置

20b（机动车的）第二位置

22导航系统

24a-d成像传感器

26a-d摄像机

28a-d图像记录

30计算机单元

32状态信息

34通信单元/通信系统

36中央控制单元

40移动电话

42因特网连接