应用于车辆换电的视觉分析系统及方法与流程

本发明属于换电控制领域，尤其涉及一种应用于车辆换电的视觉分析系统及方法。

背景技术：

目前，汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车。而其中最具有应用前景的是电动汽车。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。

快换式的电动汽车在其电池进行更换时，需要换电设备行走至车辆的下方，以将车辆上原有的电池从电池外箱中取下，然后将新的电池安装到电池外箱中，现有的换电设备在安装新的电池时常常会出现安装不到位而使得电池未完全进入电池外箱的情况，甚至还会导致电池掉落，损坏电池的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备在安装新的电池时常常会出现安装不到位的缺陷，提供一种应用于车辆换电的视觉分析系统及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种应用于车辆换电的视觉分析系统，所述视觉分析系统包括至少一图像采集模块、图像分析模块和换电控制模块；

所述图像采集模块用于在换电设备执行目标任务的过程中，实时采集实际图像并将所述实际图像实时发送至所述图像分析模块，所述目标任务为将电池安装至车辆的电池外箱，所述实际图像中包含所述电池外箱的图像和所述电池的图像；

所述图像分析模块用于根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，若是，则向所述换电控制模块发送通知信号；

所述换电控制模块用于在接收到所述通知信号后生成调控指令并将所述调控指令发送至换电设备，所述调控指令用于告知所述换电设备已达成所述目标任务。

较佳地，所述图像采集模块设置于所述换电设备上，或，设置于所述车辆停泊的平台上。

较佳地，所述电池到达所述指定位置时所述车辆的电池供电电路导通。

较佳地，所述换电设备预设有执行所述目标任务时所需的将所述电池安装至所述指定位置的电池移动轨迹。

较佳地，根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，包括：

比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

较佳地，比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同，具体包括：

从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像；

比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向和/或与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否均相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

较佳地，比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同，包括：

从所述实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从所述实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对所述实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小和/或图像位置，得到实际大小对比关系和/或实际位置对比关系；

获取所述标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小和/或图像位置的标准大小对比关系和/或标准位置对比关系；

比较所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系和/或所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系是否均相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

较佳地，从由所述方向采集的实际图像和标准图像中得到所述实际大小对比关系和所述标准大小对比关系；

和/或，从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像和标准图像中得到所述实际位置对比关系和所述标准位置对比关系。

较佳地，比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同，包括：

通过所述实际图像自带的景深信息，确定所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面与所述电池的第一电池面的实际相对距离，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

获取所述标准图像中所述箱面与所述第一电池面之间的标准相对距离；

比较所述实际相对距离与所述标准相对距离是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

较佳地，所述实际图像为由所述方向采集的实际图像。

较佳地，所述图像采集模块采集所述实际图像时的角度与所述标准图像的采集角度相同。

较佳地，所述图像采集模块与所述图像分析模块通过有线或无线通信连接；

和/或，所述图像分析模块与所述换电控制模块通过有线或无线通信连接；

和/或，所述换电控制模块与所述换电设备通过有线或无线通信连接。

较佳地，所述图像采集模块配有红外照明光源，所述红外照明光源用于在环境光的亮度小于阈值时开启。

较佳地，所述图像采集模块为根据所述电池外箱和所述电池自动变焦的摄像头或相机。

本发明还提供一种应用于车辆换电的视觉分析方法，所述视觉分析方法包括：

在换电设备执行目标任务的过程中，实时采集实际图像，所述目标任务为将电池安装至车辆的电池外箱，所述实际图像中包含所述电池外箱的图像和所述电池的图像；

根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，若是，则告知所述换电设备已达成所述目标任务。

较佳地，所述电池到达所述指定位置时所述车辆的电池供电电路导通。

较佳地，所述换电设备预设有执行所述目标任务时所需的将所述电池安装至所述指定位置的电池移动轨迹。

较佳地，根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，包括：

比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

较佳地，比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同，具体包括：

从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像；

比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向和/或与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否均相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

较佳地，比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同，包括：

从所述实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从所述实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对所述实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小和/或图像位置，得到实际大小对比关系和/或实际位置对比关系；

获取所述标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小和/或图像位置的标准大小对比关系和/或标准位置对比关系；

比较所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系和/或所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系是否均相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

较佳地，从由所述方向采集的实际图像和标准图像中得到所述实际大小对比关系和所述标准大小对比关系；

和/或，从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像和标准图像中得到所述实际位置对比关系和所述标准位置对比关系。

较佳地，比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同，包括：

通过所述实际图像自带的景深信息，确定所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面与所述电池的第一电池面的实际相对距离，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

获取所述标准图像中所述箱面与所述第一电池面之间的标准相对距离；

比较所述实际相对距离与所述标准相对距离是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

较佳地，所述实际图像为由所述方向采集的实际图像。

较佳地，采集所述实际图像时的角度与所述标准图像的采集角度相同。

较佳地，所述视觉分析方法还包括：在环境光的亮度小于阈值时开启红外照明光源。

较佳地，采集实际图像的步骤利用根据所述电池外箱和所述电池自动变焦的摄像头或相机实现。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明能够监控换电设备安装电池的过程，避免出现安装不到位的情况，保证换电的成功率。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种应用于车辆换电的视觉分析系统的示意图；

图2为本发明实施例1的一种图像采集模块11的安装示意图；

图3为本发明实施例3的一种应用于车辆换电的视觉分析方法的流程图；

图4为本发明实施例4的一种应用于车辆换电的视觉分析方法的步骤52的流程图；

图5为本发明实施例4实现比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同的第一种具体流程图；

图6为本发明实施例4实现比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同的第二种具体流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1示出了本实施例的一种应用于车辆换电的视觉分析系统。所述视觉分析系统10包括至少一图像采集模块11、图像分析模块12和换电控制模块13。其中，所述图像采集模块11与所述图像分析模块12可以通过有线或无线通信连接；所述图像分析模块12与所述换电控制模块13可以通过有线或无线通信连接；所述换电控制模块13与用于为车辆更换电池的换电设备40通过有线或无线通信连接。其中，有线通信连接包括但不限于通过线缆连接，无线通信连接包括但不限于通过2g、3g、4g、蓝牙等通信方式连接。

所述图像采集模块11用于在所述换电设备执行目标任务的过程中，实时采集实际图像并将所述实际图像实时发送至所述图像分析模块12，所述目标任务为将电池安装至车辆的电池外箱，所述实际图像中包含所述电池外箱的图像和所述电池的图像。

所述图像分析模块12用于根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，若是，则向所述换电控制模块13发送通知信号。

所述换电控制模块13用于在接收到所述通知信号后生成调控指令并将所述调控指令发送至换电设备，所述调控指令用于告知所述换电设备已达成所述目标任务。

本实施例的视觉分析系统10能够监控换电设备安装电池的过程，保证在电池到达指定位置，避免出现安装不到位的情况，保证换电的成功率。

本实施例中，对于所述指定位置的具体位置不做限定，其需要根据电池外箱的结构而定，例如，指定位置可能位于电池外箱内某个高度的最前端，或位于电池外箱的最顶端。当所述电池到达所述指定位置时所述车辆的电池供电电路导通，所述电池可以为所述车辆供电，说明所述电池安装到位。

所述换电设备可以预设有执行所述目标任务时所需的将所述电池安装至所述指定位置的电池移动轨迹。所述换电设备在收到所述通知信号之前，按照所述电池移动轨迹移动电池。所述电池移动轨迹的设定需要根据所述指定位置的具体位置而定，例如，若所述指定位置位于电池外箱内某个高度的最前端，那么，相应的电池移动轨迹通常为所述换电设备首先将电池举升到该高度，然后向前移动电池直至到达最前端；若所述指定位置位于电池外箱的最顶端，那么，相应的电池移动轨迹通常为所述换电设备将电池举升，直至到达最顶端。

由于指定位置通常位于电池外箱的端部(最前端或最顶端)，所以，在设定电池移动轨迹时，为了保证电池确实能够到达指定位置，常常设定的电池移动轨迹要比电池移动至指定位置的实际移动轨迹稍长一些，但过长的电池移动轨迹会导致电池会出现移动过量的情况，进而使得电池与端部的内表面发生碰撞，对电池外箱和电池都可能造成损坏。本实施例的视觉分析系统10通过实时采集、分析实际图像，在电池到达指定位置时及时告知换电设备目标任务已达到，让换电设备停止移动电池，避免电池与端部的内表面发生碰撞，造成电池外箱和电池的损坏。

本实施例中，所述图像采集模块11可以设置于所述换电设备40上。所述换电设备40除了能够将电池装入电池外箱外，还可以兼具将车辆上原有的缺电电池从电池外箱取下的功能。所述图像采集模块11还可以设置于所述车辆停泊的平台上。所述平台可以为在换电过程中供车辆停泊的专用平台或是其他普通平台。当然本发明并不局限于此，在其他实施例中，所述图像采集模块11还可以设置于能够采集到所述电池外箱的图像的其他位置。

所述图像采集模块11的数量可以依所述电池外箱的具体结构、成本要求、调控精度要求等实际情况而定。在所述图像采集模块11的数量超过一个时，该些图像采集模块11可以全部设置于同一区域，如全部均设置于所述换电设备40上或全部均设置于上述的平台上；该些图像采集模块11还可以分散设置于不同区域，如部分设置于所述换电设备40上且其他部分设置于上述的平台上。每个所述图像采集模块11的图像采集角度可以有所不同，实现全方位的图像采集。图2给出了一种图像采集模块11的安装示意图。车辆20停泊于平台30上，平台30高于地平面且中间具有镂空区域a，换电设备40位于镂空区域a的下方。图中示出了4个图像采集模块11，其中两个图像采集模块11设置于平台30上且靠近镂空区域a，另外两个图像采集模块11设置于换电设备40的顶部。

为了提高图像采集的清晰度、电池外箱的空间状态分析精度，所述图像采集模块11优选为根据所述电池外箱和所述电池自动变焦的摄像头或相机。

又考虑到所述电池外箱通常设置于车辆的底部，换电环境通常比较黑暗，对实际图像的清晰度会造成影响，本实施例中，所述图像采集模块11优选地配有红外照明光源，所述图像采集模块11在采集所述实际图像前会自动检测环境光的亮度，所述红外照明光源用于在环境光的亮度小于阈值时开启。其中，所述阈值可根据摄像头或相机的性能要求而定。

实施例2

本实施例提供了一种应用于车辆换电的视觉分析系统，其是对实施例1的视觉分析系统的进一步改进，能够准确地判断所述电池是否到达所述电池外箱的指定位置。

本实施例中，所述图像分析模块12根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，具体包括：

比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同，其中，所述标准图像是预先采集的，所述图像采集模块11采集所述实际图像时的角度优选地与所述标准图像的采集角度相同：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

需要说明的是，考虑到不同的车型、不同的电池外箱对应的标准图像可能不同，所述图像分析模块12通常需要预存多种车型、多种电池外箱对应的标准图像，在换电前或换电过程中，确定换电车辆的车型、电池外箱，从预存的标准图像中选择车辆对应的标准图像，进而进行后续的比较。

下面提供了两种所述图像分析模块12比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同的具体过程：

第一种：

从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像，滤除图像中可能被一同采集到的其他图像，如电池外箱周围的车底构造等；

比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

例如，图2中所述平台为水平或接近于水平，所述第一方向即为竖直方向或接近于竖直方向，电池外箱与电池之间存在相对高度差，在比较时，比较实际图像中电池外箱与电池之间的相对高度差与标准图像中电池外箱与电池之间的相对高度差是否相同，若相同，则电池在竖直方向上到达指定位置，若不相同，则电池在竖直方向上未到达指定位置。

第二种：

从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像，滤除图像中可能被一同采集到的其他图像，如电池外箱周围的车底构造等；

比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

例如，图2中所述平台为水平或接近于水平，所述第一方向即为竖直方向或接近于竖直方向，与所述第一方向垂直的其他方向即为水平面内的方向，可能为前后方向或左右方向，电池外箱与电池之间存在相对水平距离差，在比较时，比较实际图像中电池外箱与电池之间的相对水平距离差与标准图像中电池外箱与电池之间的相对水平距离差是否相同，若相同，则电池在前后方向或左右方向上到达指定位置，若不相同，则电池在前后方向或左右方向上未到达指定位置。

在具体实施时，可以根据指定位置的具体位置、电池移动轨迹从上述两种比较中的任意一种使用，为了提高比较精度同时采用上述两种比较。例如，若指定位置位于电池外箱内某个高度的最前端，相应的电池移动轨迹为所述换电设备首先将电池举升到该高度，然后向前移动电池直至到达最前端，那么，建议同时使用以上两种比较，利用第一种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否均相同，并利用第二种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否均相同，若两种比较均相同，则确定所述电池无论在高度还水平均到达所述指定位置。再例如，若指定位置位于电池外箱的最顶端，相应的电池移动轨迹为所述换电设备将电池举升，直至到达最顶端，那么，建议利用第一种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否相同，若比较相同，则确定所述电池在高度上到达所述指定位置。

下面具体提供两种本实施例的图像分析模块12可用的比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同的具体过程，所述方向可以为所述第一方向，也可以为与所述第一方向垂直的其他方向：

第一种：

从由所述方向采集的实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从由所述方向采集的实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对由所述方向采集的实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小，得到实际大小对比关系；

获取由所述方向采集的标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小的标准大小对比关系；

比较所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

或者，从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像位置，得到实际位置对比关系；

获取由与所述方向垂直的方向采集的标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像位置的标准位置对比关系；

比较所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系是否均相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

上述两种比较可以根据图像采集模块11采集图像的位置择一使用，也快同时使用，即所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系、所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系均相同，才可确定相对位置关系相同。上述过程中，通过图像的相对关系比较第一电池面和电池外箱的最外侧的箱面即可确定电池与电池外箱的相对位置，过程较为准确。

第二种：

通过所述实际图像自带的景深信息，确定所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面与所述电池的第一电池面的实际相对距离，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面，所述实际图像优选为由所述方向采集的实际图像；

获取所述标准图像中所述箱面与所述第一电池面之间的标准相对距离；

比较所述实际相对距离与所述标准相对距离是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

上述过程利用图像的景深信息比较第一电池面和电池外箱的最外侧的箱面即可确定电池与电池外箱的相对位置，过程更为简单。

实施例3

图3示出了本实施例的一种应用于车辆换电的视觉分析方法。所述视觉分析方法包括：

步骤51：在换电设备执行目标任务的过程中，实时采集实际图像。所述目标任务为将电池安装至车辆的电池外箱，所述实际图像中包含所述电池外箱的图像和所述电池的图像。

步骤52：根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，若是，则执行步骤53。

步骤53：告知所述换电设备已达成所述目标任务。

本实施例的视觉分析方法能够监控换电设备安装电池的过程，保证在电池到达指定位置，避免出现安装不到位的情况，保证换电的成功率。

本实施例中，对于所述指定位置的具体位置不做限定，其需要根据电池外箱的结构而定，例如，指定位置可能位于电池外箱内某个高度的最前端，或位于电池外箱的最顶端。当所述电池到达所述指定位置时所述车辆的电池供电电路导通，所述电池可以为所述车辆供电，说明所述电池安装到位。

所述换电设备可以预设有执行所述目标任务时所需的将所述电池安装至所述指定位置的电池移动轨迹。所述换电设备在收到所述通知信号之前，按照所述电池移动轨迹移动电池。所述电池移动轨迹的设定需要根据所述指定位置的具体位置而定，例如，若所述指定位置位于电池外箱内某个高度的最前端，那么，相应的电池移动轨迹通常为所述换电设备首先将电池举升到该高度，然后向前移动电池直至到达最前端；若所述指定位置位于电池外箱的最顶端，那么，相应的电池移动轨迹通常为所述换电设备将电池举升，直至到达最顶端。

由于指定位置通常位于电池外箱的端部(最前端或最顶端)，所以，在设定电池移动轨迹时，为了保证电池确实能够到达指定位置，常常设定的电池移动轨迹要比电池移动至指定位置的实际移动轨迹稍长一些，但过长的电池移动轨迹会导致电池会出现移动过量的情况，进而使得电池与端部的内表面发生碰撞，对电池外箱和电池都可能造成损坏。本实施例的视觉分析方法通过实时采集、分析实际图像，在电池到达指定位置时及时告知换电设备目标任务已达到，让换电设备停止移动电池，避免电池与端部的内表面发生碰撞，造成电池外箱和电池的损坏。

本实施例中，为了提高图像采集的清晰度、电池外箱的状态分析精度，步骤51利用根据所述电池外箱自动变焦的至少一摄像头或相机实现。所述摄像头或相机可以设置于换电设备上。所述换电设备除了能够将电池装入电池外箱外，还可以兼具将车辆上原有的缺电电池从电池外箱取下的功能。所述摄像头或相机还可以设置于所述车辆停泊的平台上。所述平台可以为在换电过程中供车辆停泊的专用平台或是其他普通平台。当然本发明并不局限于此，在其他实施例中，所述摄像头或相机还可以设置于能够采集到所述电池外箱的图像的其他位置。

所述摄像头或相机的数量可以依所述电池外箱的具体结构、成本要求、锁止精度要求等实际情况而定。在所述摄像头或相机的数量超过一个时，该些摄像头或相机可以全部设置于同一区域，如全部均设置于所述换电设备上或全部均设置于上述的平台上；该些摄像头或相机还可以分散设置于不同区域，如部分设置于所述换电设备上且其他部分设置于上述的平台上。

又考虑到所述电池外箱通常设置于车辆的底部，换电环境通常比较黑暗，对实际图像的清晰度会造成影响，本实施例中，所述视觉分析方法还包括：在环境光的亮度小于阈值时开启红外照明光源。例如在摄像头或相机配置红外照明光源，所述方法在采集所述实际图像前会自动检测环境光的亮度，若环境光的亮度小于阈值时则开启摄像头或相机上的红外照明光源。其中，所述阈值可根据摄像头或相机的性能要求而定。

本实施例的视觉分析方法可以采用实施例1的视觉分析系统实现。

实施例4

本实施例提供了一种应用于车辆换电的视觉分析方法，其是对实施例3的视觉分析方法的进一步改进，能够准确地判断所述电池是否到达所述电池外箱的指定位置。

本实施例中，步骤52中根据所述实际图像分析所述电池是否到达所述电池外箱内的指定位置，如图4所示，具体包括：

步骤521：比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同，其中，所述标准图像是预先采集的，采集所述实际图像时的角度优选地与所述标准图像的采集角度相同：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

需要说明的是，考虑到不同的车型、不同的电池外箱对应的标准图像可能不同，所述方法通常需要预存多种车型、多种电池外箱对应的标准图像，在换电前或换电过程中，确定换电车辆的车型、电池外箱，从预存的标准图像中选择车辆对应的标准图像，进而进行后续的比较。

下面提供了两种比较所述实际图像与所述电池位于所述指定位置时的标准图像是否相同的具体流程：

第一种，如图5所示：

步骤5211：从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像，滤除图像中可能被一同采集到的其他图像，如电池外箱周围的车底构造等；

步骤5212：比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

第二种，如图6所示：

步骤5211’：从所述实际图像中提取所述电池的图像和所述电池外箱的图像，滤除图像中可能被一同采集到的其他图像，如电池外箱周围的车底构造等；

步骤5212’：比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否相同，所述第一方向为与停泊所述车辆的平台垂直的方向：

若是，则所述电池到达所述指定位置；

若否，则所述电池未到达所述指定位置。

在具体实施时，可以根据指定位置的具体位置、电池移动轨迹从上述两种比较中的任意一种使用，为了提高比较精度同时采用上述两种比较。例如，若指定位置位于电池外箱内某个高度的最前端，相应的电池移动轨迹为所述换电设备首先将电池举升到该高度，然后向前移动电池直至到达最前端，那么，建议同时使用以上两种比较，利用第一种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否均相同，并利用第二种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在与所述第一方向垂直的其他方向上的相对位置关系是否均相同，若两种比较均相同，则确定所述电池无论在高度还水平均到达所述指定位置。再例如，若指定位置位于电池外箱的最顶端，相应的电池移动轨迹为所述换电设备将电池举升，直至到达最顶端，那么，建议利用第一种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在第一方向上的相对位置关系是否均相同，若比较相同，则确定所述电池在高度上到达所述指定位置。

下面具体提供两种比较所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在一个所述方向上的相对位置关系是否相同的具体流程，所述方向可以为所述第一方向，也可以为与所述第一方向垂直的其他方向：

第一种：

从由所述方向采集的实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从由所述方向采集的实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对由所述方向采集的实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小，得到实际大小对比关系；

获取由所述方向采集的标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像大小的标准大小对比关系；

比较所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

或者，从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中提取所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面；

从由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中提取所述电池的第一电池面，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面；

比对由与所述方向垂直的方向采集的实际图像中所述第一电池面与所述箱面的图像位置，得到实际位置对比关系；

获取由与所述方向垂直的方向采集的标准图像中所述第一电池面与所述箱面的图像位置的标准位置对比关系；

比较所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系是否均相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

上述两种比较可以根据图像采集模块11采集图像的位置择一使用，也快同时使用，即所述实际大小对比关系与所述标准大小对比关系、所述实际位置对比关系与所述标准位置对比关系均相同，才可确定相对位置关系相同。上述过程中，通过图像的相对关系比较第一电池面和电池外箱的最外侧的箱面即可确定电池与电池外箱的相对位置，过程较为准确。

第二种：

通过所述实际图像自带的景深信息，确定所述电池外箱在所述方向上处于最外侧的箱面与所述电池的第一电池面的实际相对距离，所述第一电池面为与所述箱面同侧的电池面，所述实际图像优选为由所述方向采集的实际图像；

获取所述标准图像中所述箱面与所述第一电池面之间的标准相对距离；

比较所述实际相对距离与所述标准相对距离是否相同；

若是，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系相同；

若否，则所述实际图像和所述标准图像中所述电池与所述电池外箱在所述方向上的相对位置关系不相同。

上述过程利用图像的景深信息比较第一电池面和电池外箱的最外侧的箱面即可确定电池与电池外箱的相对位置，过程更为简单。

本实施例的视觉分析方法可以采用实施例2的视觉分析系统实现。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。