一种机械臂智能充电桩的定位方法与流程

本发明涉及电动车充电方法，具体涉及一种电动车自动连接充电方法。

技术背景

新能源汽车能大大降低车辆运行中的油耗并能降低尾气的排放，特别是纯电动汽车及插电式混动动力汽车，然而由于充电站的建设成本及维护成本很高，目前无法达到大面积覆盖，一些城市甚至没有充电站，这就导致新能源汽车的充电出现问题，也就阻碍了新能源车的发展推广，特别是对于充电需求大的城市电动公交车(包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等)，由于公交车的线路比较分散，难以集中充电，传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是这样的人为操作对于公交车的高压充电存在一定的危险性且长时间操作会增加人的工作量，因此目前亟待提出一种自动充电的充电装置。

目前的无线充电方式，多是使用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式需要司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这样对司机停车的要求较高，而且这种人工停靠定位的充电方式效率较低，大大缩短了充电时间。

技术实现要素：

出于解决上述问题，本发明提出了一种机械臂智能充电桩的定位方法，所述充电桩包括可以自动运行的机械臂和控制机构，所述智能充电桩的定位方法是通过启动系统、检测系统、接收目标指令、坐标转换、计算目标运行角度、控制机械臂运动等一系列步骤来实现所述充电桩的智能定位，定位迅速且准确，并大幅降低了人工成本，提供了安全性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种机械臂智能充电桩的定位方法，具体定位步骤如下：

第一步，启动定位系统，并进行系统自检；

第二步，判断系统是否正常，若系统正常，则转下一步；若系统不正常，则进行系统故障处理；

第三步，接收目标指令；

第四步，检查目标指令数据是否有效，若是，则转下一步；若否，则转第三步；

第五步，进行坐标转换；

第六步，计算目标运行角度；

第七步，控制机械臂运动；

第八步，检查是否到达目标位置，若是，则结束；若否，则转第六步。

所述目标指令为图像数据指令。

所述第四步中检查目标指令数据是否有效的方法是，根据所述图像数据的边界值计算出所述目标位置的存在范围，若目标指令数据在所述范围内，则有效，否则无效。

所述第五步中坐标转换方法是，预先采集多个图像采集装置所采集图像的坐标与对应的实际位置区域坐标，得出图像坐标与实际位置坐标的对应关系，利用所述对应关系得出每个图像坐标所对应的实际位置坐标。

所述第六步中计算目标运行角度时，同时获取目标位置与初始位置之间的角度及机械臂当前位置与初始位置之间的角度，由所述两个角度的差值得出所述机械臂实际运行的角度值。

所述第六步中还包括选取所述机械臂的运行方向，选取方法为根据所述机械臂所在位置坐标系中的象限与目标位置所在象限的临近关系，选取较近的运行方向。

所述第六步中还包括选取所述机械臂的运行方向，选取方法为根据所述机械臂顺时针运行的角度总量与逆时针运行的角度总量比较，选取角度总量小的运行方向。

所述第七步中在控制所述机械臂运动之前，检查电机是否正常，若正常，则控制所述机械臂运动，否则停止运动并发出电机故障报警。

所述第七步中所述机械臂的运动采用闭环控制。

相比现有的机械臂智能充电桩定位方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明的机械臂智能充电桩定位方法，实现了智能定位，减少人工成本；

2.使用本发明的机械臂智能充电桩定位方法，利用充电桩智能定位机械臂自动充电，充电设备远离人的位置，提高了安全性；

3.使用本发明的机械臂智能充电桩定位方法，通过系统自检、目标坐标数据监测、运行到达位置监测等措施，各级减少定位误差，定位精确；

4.使用本发明的机械臂智能充电桩定位方法，机械臂采用闭环控制运行，运行平稳且精准。

附图说明

图1为本发明机械臂智能充电桩定位方法的流程图；

图2为本发明机械臂智能充电桩定位方法中计算目标运行角度的流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

下面结合附图给出本发明的实施例具体说明本发明的实施方法：

图1为本发明机械臂智能充电桩定位方法的流程图，所述充电桩包括控制机构和执行机构，所述执行机构包括机械臂，所述机械臂可以自动运行来实现智能充电，当有电动车有充电需求时，充电桩位置采集装置采集到位置信息后启动充电桩定位系统，然后定位系统进行自我检查，若定位系统不正常，则进行系统故障处理，若定位系统正常，则接收目标指令，接收到目标指令后对目标指令中的目标坐标数据进行检查，若目标坐标数据无效，则重新接收目标指令，若目标坐标数据有效，则对所述目标坐标数据进行坐标转换，将目标坐标数据转换为实际目标坐标位置，然后计算目标运行角度，控制机械臂运动到达目标位置，最后检查机械臂是否到达目标位置，若未到达，则重新计算目标运行角度并控制机械臂运动到达目标位置，若已到达，则结束定位。

所述目标指令为图像数据指令，所述图像数据可以由摄像头等获取图像的设备获得，所述图像数据指令为目标在图像中所处的坐标位置。

坐标转换方法是，预先采集多个图像采集装置所采集图像的坐标与对应的实际位置区域坐标，从而得出图像坐标与实际位置坐标的对应关系，利用所述对应关系就可以从每次获取的图像数据指令得出目标所对应的实际位置坐标。

检查目标指令数据是否有效的方法是，根据所述图像数据的边界值计算出目标在图像中成像的范围，若目标指令数据在所述范围内，则有效，否则无效。

图2为本发明机械臂智能充电桩定位方法中计算目标运行角度的流程图，在计算目标运行角度时，同时获取目标位置与初始位置之间的角度及机械臂当前位置与初始位置之间的角度，若机械臂当前位置与初始位置之间的角度为零，即机械臂未运动，此时目标位置与初始位置之间的角度即为目标运行角度，若机械臂当前位置与初始位置之间的角度不为零，即机械臂已运动到某个位置，则目标运行角度为目标位置与初始位置的角度、机械臂当前位置与初始位置之间的角度两个角度的差值。

所述机械臂在选取运行方向时，可用根据所述机械臂所在位置坐标系中的象限与目标位置所在象限的临近关系，选取较近的运行方向，比如机械臂在第一象限、目标位置在第二象限，则机械臂的运行方向为逆时针方向，或者也可以根据所述机械臂顺时针运行到达目标的角度总量与逆时针运行到达目标的角度总量比较，选取角度总量小的为运行方向。

在计算出机械臂运动角度后，检查电机是否正常，若正常，则控制所述机械臂运动到达目标位置，否则停止运动并发出电机故障报警。

机械臂的运动采用PI闭环控制，实时采集机械臂及目标的位置信息并传送给控制机构，进一步指导调整机械臂的运行，既能快速响应也能保证机械臂运动的平稳性。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。