充电桩控制系统、多功能充电桩和电动车辆的制作方法与工艺

文档序号:13014743阅读:141来源:国知局
技术领域本发明涉及新能源车辆的技术领域,更具体地,涉及充电桩控制系统、多功能充电桩和相关的电动车辆。

背景技术:
随着国家对新能源车辆的支持,未来新建住宅要求对充电设施进行普及,而车辆产业的发展也向着更多新技术发展,比如车联网、自动驾驶等。当前,根据电动车辆配置的电池容量的不同,充满电的时间一般需要数小时,大约3-8个小时,这严重制约了电动车辆的发展。因此,当前的建议是将充电桩安装在停车场或者住宅的规范停车位旁边,可以利用比如夜晚的车辆停泊时间对车辆进行充电。当前充电桩的功能局限于对车辆充电、计费计量等功能。例如,充电过程中,充电桩上可显示充电电压、充电电流、充电电量等状态信息,对用户进行身份识别,供用户查询充电卡账户、资金余额等信息。然而,这些功能都是围绕充电展开的。

技术实现要素:
本发明实施方式的目的之一在于丰富充电桩的功能、或者构建基于充电桩的智能控制系统。根据本发明的一个方面,提供一种充电桩控制系统。该充电桩控制系统包括:至少一个视频监控装置,被配置为采集监控范围内的图像或视频数据,对采集的图像或视频数据解析,并且将解析的图像或视频数据发送给多功能充电桩,所述监控范围覆盖至少一个停车位及其周围区域;以及多功能充电桩,被配置为接收所述视频监控装置发送的所述图像或视频数据,根据所述图像或视频数据分析出进入所述监控范围的电动车辆相对于所述至少一个停车位中的一个空闲停车位的位置,并且控制所述电动车辆实现自动泊车。进一步地,该充电桩控制系统还可以包括:至少一个智能地锁,与所述至少一个停车位相关地设置,用于控制所述至少一个停车位的可出入状态。多功能充电桩还被配置为在控制所述电动车辆实现自动泊车时,控制打开所述至少一个智能地锁中的与所述一个空闲停车位相关的智能地锁。在一个实施例中,多功能充电桩还被配置为利用所述至少一个视频监控装置解析出的进入监控范围的车辆信息,对进入监控范围的车辆进行鉴权。控制所述电动车辆实现自动泊车包括仅控制鉴权通过的电动车辆实现自动泊车。在一个实施例中,对进入监控范围的车辆进行鉴权包括利用解析出的车辆信息中的车牌号和/或车型信息对车辆进行鉴权。在一个实施例中,利用解析出的车牌号和/或车型信息对车辆进行鉴权包括,对车辆进行以下各项中的一项或多项的识别:是否是登记的车辆,是否是电动车,是否支持主动泊车,和是否支持无线充电。进一步地,至少一个停车位设置有至少一个无线充电系统。多功能充电桩还被配置为对实现自动泊车后的电动车辆的无线充电进行控制。根据本发明的另一个方面,提供一种多功能充电桩。该多功能充电桩可以包括自动泊车装置,用于根据获取的电动车辆和停车位的图像或视频数据,分析出所述电动车辆相对于所述停车位的位置,并且控制所述电动车辆实现自动泊车。进一步地,该多功能充电桩还可以包括:视频采集装置,用于采集监控范围内的图像或视频数据;和/或视频解析装置,用于对所述视频采集装置所采集的图像或视频数据进行解析。进一步地,该多功能充电桩还可以包括:车辆鉴权装置,用于利用所述至少一个视频监控装置解析出的进入监控范围的车辆信息,对进入监控范围的车辆进行鉴权。控制所述电动车辆实现自动泊车包括仅控制鉴权通过的电动车辆实现自动泊车。进一步地,该多功能充电桩还可以包括:地锁控制装置,用于控制所述停车位的可出入状态。进一步地,该多功能充电桩还可以包括:无线充电控制装置,用于对实现自动泊车后的电动车辆的无线充电进行控制。根据本发明的又一个方面,提供一种电动车辆。该电动车辆可以包括:泊车控制装置,用于控制所述电池车辆的动力系统和转向系统以实现自动泊车;以及无线通信装置,用于接收所述电动车辆外部的自动泊车装置发送的自动泊车指令,并将所述自动泊车指令发送给所述自动泊车控制装置。在一个实施例中,电动车辆外部的自动泊车装置是前述方面的多功能充电桩所包括的自动泊车装置。通过本发明的各种实施方式,丰富了电动车辆充电桩的功能,以充电桩为基础,构建了基于多功能充电桩的智能控制系统,改善了用户对于充电桩的用户体验。充电桩作为新能源车辆的产业布局中最重要的一环,根据本发明实施方式,能够使得充电桩对于车辆产业的其他发展方向产生促进,对于充电桩和新能源车辆的推广无疑大有裨益。从下文结合附图所做出的详细描述中,本发明的这些和其他优点和特征,连同其操作的组织和方式将变得明显,其中在整个下文描述的若干附图中,类似的元件将具有类似的编号。附图说明图1图示本发明的一种实施方式的基于充电桩的充电桩控制系统的示意图;图2图示根据本发明一种实施方式的充电桩的功能框图;图3图示根据本发明一种实施方式的充电桩控制电动车辆自动泊车的控制流程图;图4图示如图2所示的充电桩的各个单元所实现的功能示意图;图5图示根据本发明一种实施方式的可以配合如图2所示的充电桩使用的电动车辆的功能框图;以及图6图示根据本发明一种实施方式的充电桩对停泊在停车位的车辆进行鉴权的控制流程图。具体实施方式下文将参考附图更完整地描述本公开内容,其中在附图中显示了本公开内容的实施方式。但是这些实施方式可以用许多不同形式来实现并且不应该被解释为限于本文所述的实施方式。相反地,提供这些实例以使得本公开内容将是透彻和完整的,并且将全面地向本领域的熟练技术人员表达本公开内容的范围。下面结合附图以示例的方式详细描述本发明的各种实施方式。首先参考图1,其示出了根据本发明的一种实施方式的基于充电桩10的充电桩控制系统100的示意图。如图1所示,系统100可以包括充电桩10、视频监控装置20和停车场40,系统100还可能包括进入视频监控装置20的监控范围的电动车辆30。停车场40可以包括至少一个停车位44、以及设置在该停车位周边的智能地锁42。图1还示出了充电桩10、视频监控装置20、电动车辆30和智能地锁42之间相互进行无线通信的无线数据链路。图1中无线数据链路可以使用远程无线连接、短程无线连接等任何无线连接方式,比如WLAN802.11技术。图1中所示的各个实体之间的组网形式包括但不限于互联网、移动电话网络、无线局域网(LAN)、自组织网络、以太网LAN、令牌环LAN、广域网、以及这些网络形式中的任意组合。各个实体之间进行通信所适用的通信技术或通信标准可以包括但不限于码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、短消息传递服务(SMS)、多媒体消息传递服务(MMS)、电子邮件、即时消息传递服务(IMS)、蓝牙、IEEE802.11等。备选地,部分实体之间的通信,比如充电桩10和视频监控装置20、充电桩10和智能地锁42之间的通信,也可以采用有线电缆的方式。图1所示的系统100可以布置在住宅小区、公共停车场或者任何适当的地方。可以将视频监控装置20布置在停车场40周围,使得视频监控装置20的监控范围能够覆盖停车场40及其外围区域,以便能够监测到达停车场外围的电动车辆。图1仅示出了一个视频监控装置20监控一个停车场40,停车场40包括一个停车位44,并且充电桩10服务于该停车场或者停车位的情形。应当理解,图1所示的智能控制系统100仅仅为了示例的目的而示出的,而不是对本发明的限制。例如,充电桩10可以服务于一个停车场40的多个停车位,也可以服务于多个停车场40;一个视频监控装置20可以监控停车场40的多个停车位44,也可以利用多个视频监控装置20来监控整个停车场。如此,多个视频监控装置20可以服务于一个充电桩10。另外,智能地锁42的数量和布置方式也是示例性的。在一个实施例中,视频监控装置20对于进入监控范围的车辆30进行视频数据采集,并且将所采集的视频数据发送给智能充电桩10。在另一个实施例中,视频监控装置20也可以对于进入监控范围的车辆30进行视频数据采集和解析,并且将经解析后满足特定条件的车辆的视频数据发送给智能充电桩10。应当理解,虽然在图1所示的系统100中,将充电桩10和视频监控装置20实现为不同的设备,然而也可以将这两个设备集成在一个设备上实现,比如充电桩10包括视频监控装置20或者其部分功能。在一个实施例中,停车位44还布置有无线充电系统,用于给停泊在该车位的电动车辆进行无线充电。智能地锁42用于控制停车位的可出入状态。图1中将智能地锁42示出为电动升降地锁形式,位于停车位的周边。在其他实施方式中,也可以使用其他形式的能够被电动控制的地锁,比如位于停车位中央的可竖立、可展平的地锁。图2是根据本发明一种实施方式的充电桩10的功能框图。充电桩10包括电源输入101、功率转换器102和充电接口103。电源输入101是充电桩的电源输入端,用于与外部电网(比如市电电网)连接,充电接口103是充电桩的电源输出端,用于连接电动车辆,给电动车辆的电池充电,功率转换器102用于将接收的外部电网电力输入转换为可供电动车辆充电的功率输出。它们是实现给电动车辆充电的常规模块。充电桩10还可以包括自动泊车装置105、地锁控制装置106、车辆鉴权装置109以及无线充电控制装置108中的一个或多个。图2所示的充电桩10进一步包括视频解析装置104和视频采集装置107,但是应当理解,根据具体实现要求的不同,也可以将视频解析装置104和视频采集装置107之一或二者通过充电桩外部的设备(比如,图1所示的视频监控装置20)的来实现。视频采集装置107可以采集监控范围内的图像或视频数据,并且特别地,对进入监控范围内的车辆信息进行采集,并将采集的信息发送给视频解析装置104进行处理。视频解析装置104对采集的视频数据进行解析,并从中解析出自动泊车装置105等装置所需要的信息,并且将解析出的信息发送给相应的装置,并且辅助相应装置的工作。自动泊车装置105对视频解析装置104解析出的数据进行处理,比如利用图像识别和分析算法,分析出电动车辆相对于停车位的位置,并且控制与该电动车辆的无线通信,以便控制该车辆实现自动泊车。地锁控制装置106用于控制设置在停车位周边的地锁42的开启和关闭,从而控制该停车位的可出入状态。无线充电装置108用于控制布置在停车位44上的无线充电系统,实现对停泊在停车位的电动车辆30的无线充电。车辆鉴权装置109利用比如车牌号、车型等的车辆信息对车辆执行鉴权,只有满足预设条件的电动车辆才允许停泊在停车位44。应当理解,图2所示的结构框图仅仅为了示例的目的而示出的,而不是对本发明的限制。充电桩10还可以包括集成在常规充电桩中的其他装置或模块,例如包括但不限于,充电保护装置、计量装置、读卡装置等。图3是根据本发明一种实施方式的利用充电桩10来控制电动车辆30、实现自动泊车的控制流程图。设置在充电桩10外部的视频监控装置20被布置在停车位44周围,其监控范围能够覆盖停车位44的周围区域。在步骤301,视频监控装置20监测到有电动车辆到达停车位附近。在步骤302,视频监控装置302采集监控范围内的图像或视频数据,包括车辆信息,比如车牌号、和/或车型信息等,并且进行解析,并且将采集和解析的图像或视频信息发送给充电桩10。在步骤303,充电桩10接收视频监控装置20发送的采集信息,充电桩10所包括的车辆鉴权装置109对到来的车辆进行鉴权。若鉴权通过,则自动泊车装置105向车辆发送允许停泊的信息,以及发送取得车辆控制权的请求。同时,充电桩10所包括的地锁控制装置106与停车位周边的智能地锁42进行通信,以控制打开地锁。应当理解,步骤303中对车辆进行鉴权的步骤为本发明的可选步骤。对于车辆进行鉴权的具体过程将在稍后描述。在步骤304,电动车辆对向充电桩10发送允许自动泊车装置105接管车辆的响应消息。在步骤305,充电桩10所包括的自动泊车装置105可以根据在步骤303中获取的图像或视频信息、或者可以与视频监控装置20再次(或多次)进行交互以获取更丰富的信息,从而通过图像处理算法分析出电动车辆相对于停车位44的动态位置,通过控制电动车辆的动力系统和转向系统而实现自动泊车。根据此实施方式,视频监控装置20辅助充电桩对电动车辆进行自动泊车。在步骤306,电动车辆被在自动泊车装置105无线控制下,停车入位。至此,提供了一种实施图像视频或引导的基于充电桩的自动泊车技术。传统的自动泊车是通过车辆的雷达测距,缺点是定位不准,修正次数多。与之相比,根据本发明实施方式的基于充电桩的自动泊车技术,视频采集的车辆位置信息更全面,可以是全方位的,因而可以通过算法更快的完成泊车。在步骤307,充电桩10所包括的无线充电控制装置108控制停车位的无线充电系统,对停泊的电动车辆进行无线充电,例如,通过电磁耦合技术实现无线传输电能。可选地,可以通过计费系统实施结算。在步骤308,视频监控装置20对停泊的车辆及其充电过程实施监控。视频监控装置20可以将采集的图像或视频发送给充电桩10。充电桩10对收到的图像进行分析,在判断车辆非法离开或者充电过程异常(比如,失火)的情况下,可以进行报警。从而,保障了停泊车辆和充电过程的安全。在此情形下,充电桩10可以包括额外的安全监控装置,用于对停泊在停车位的车辆和/或车辆的无线充电过程进行监测。在步骤309,停泊的车辆驶离停车位。在步骤310,充电桩10所包括的地锁控制装置106可以从视频解析装置104传来的图像或视频数据中分析出车辆驶离停车位,则与停车位周边的智能地锁42进行通信,以控制关闭地锁。根据本发明的一个实施方式,与图2所示的智能充电桩10的实现不同,视频采集装置107和视频解析装置104被实现在充电桩10的外部。视频采集装置107可以通过多个摄像头来采集图像或视频信息,并将采集到的多个视角的信息传送给视频解析装置104。根据本发明的一个实施方式,视频解析装置104被配置为从视频采集装置107所采集的图像信息中解析出车辆牌照、车型等信息。车辆鉴权装置109被配置为利用所解析出的牌照信息(比如车牌号)、车型信息对出现在停车位附件的车辆进行鉴权。充电桩10还可以包括存储器,用于存储允许停泊和/或不允许停泊的车辆的牌照列表或车型列表。车型信息可以包括例如,是否是电动车、是否是停车场登记的车辆、是否支持主动泊车、是否支持无线充电等。根据本发明的一个实施方式,视频解析装置104被配置为辅助充电桩对电动车辆进行自动泊车。自动泊车装置105可以根据对视频解析装置104传来的图像或视频信息,通过图像处理算法实时对车辆相对于停车位的位置分析,找到最快的泊车线路。根据本发明的一个实施方式,视频解析装置104被配置为对电动车辆及其无线充电过程进行安全监控。根据本发明的一个实施方式,布置在停车位44上的无线充电系统包括与电源连接的电源谐振器,其通过铺设在停车位下方的有线线缆与充电控制器连接。该电源谐振器可以与设置在电动车辆底盘的电源谐振器进行电磁能量传输。充电桩10所包括的无线充电装置108通过与该充电控制器进行无线通信,而对车辆的无线充电进行控制。图4示出了如图2所示的充电桩的各个单元所实现的功能示意图。应当理解,图4所示出的功能仅是示例而非限制性的,并且各个单元所包括的各个功能都可以是充电桩10所可选的功能。图5示出根据本发明一种实施方式的可以配合如图2所示的充电桩使用的电动车辆的功能框图。根据本发明的一个实施方式,只需要对现有的支持自动泊车的电动车辆500加装无线通信模块520,用于接收例如充电桩10包括的自动泊车装置105所发送的自动泊车指令,并将该自动泊车指令发送给电动车辆现有的自动泊车控制装置510,其用于控制电池车辆的动力系统和转向系统以实现自动泊车。图6图示根据本发明一种实施方式的充电桩对靠近停车位的车辆进行鉴权的控制流程图。在充电桩10对于电动车辆进行认证之后,充电桩10对智能地锁进行控制,实现开合功能。从而,避免了未授权车辆使用车位。对车辆进行鉴权可以利用车牌号、车型信息进行,鉴权条件可以包括但不限于图6所示的:是否是电动车辆、是否所在小区的车辆、是否支持主动泊车和是否支持无线充电。但是,应当理解,这些条件仅是示意性的,同时,在不同应用场合下也可以用不同的选择。根据本发明一种实施方式,电动车辆可以无线地接入基于充电桩的智能控制系统。备选地,需要在靠近指定区域时通过对车辆的鉴权。电动车辆可以被选择自动泊车(需支持)或手动泊车。在自动泊车的情况下,由充电桩通过无线技术和图像或视频引导,主动控制车辆进行自动泊车。由于位于停车位外的充电桩能够获知车辆相对于停车位的位置的更全面的信息,因而有可能实现快速泊车。应当理解,本文描述的在充电桩10、电动车辆500中引入的前述功能,包括自动泊车装置105、地锁控制装置106、无线充电控制装置108、视频解析装置104、车辆鉴权装置109、泊车控制装置510、以及无线通信装置520可以以软件、硬件、或软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器、个人计算机(PC)或大型机来执行。在一些实施方式中,本发明实现为软件,其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。还应当理解,附图中所示控制流程图和功能框图,图示了按照本发明各种实施例的方法、装置、或计算机程序产品的可能实现的功能和操作,其中以虚线示出的功能和操作表示是可选的功能和操作。流程图和框图的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。例如,步骤303中的打开地锁和305中的自动泊车、图6中的对于鉴权条件的判断序列,可以是与附图所示的不同的执行序列。已经出于示出和描述的目的给出了本发明的说明书,但是其并不意在是穷举的或者限制于所公开形式的发明。本领域技术人员在阅读了本公开内容后,还可以想到很多修改和变体。上文描述的各种实施方式可以单独使用或者在各种组合中使用,除非上下文明确指出。因此,实施方式是为了更好地说明本发明的原理、实际应用以及使本领域技术人员中的其他人员能够理解以下内容而选择和描述的,即,在不脱离本发明精神的前提下,做出的所有修改和替换都将落入所附权利要求定义的本发明保护范围内。
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