一种停车场的智能停车充电系统及方法与流程

本申请涉及电动汽车充电领域，特别涉及一种停车场的智能停车充电系统及方法。

背景技术：

随着电动汽车的发展，越来越多的人选择电动汽车。目前，多数电动汽车采用加装在现有停车场的充电桩进行充电，充电桩位置固定，充电时需要将车辆开到充电桩对应的充电位置，并且通过人工手动插拔充电枪，以及人工进行充电后的结算等。

相关技术中，虽然有智能化的停车场的记载，但是仅限于智能化的进门监控及出门自动扣费，并不能解决电动汽车自动充电的问题，无法实现完全自动化。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种停车场的智能停车充电系统及方法，解决电动汽车的自动化停车和充电问题。

第一方面，提供了一种停车场的智能停车充电系统，停车场包括多个充电桩和多个停车位，所述系统包括：

移动机器人，其可移动的设置于停车场内，且具有电缆，电缆两端分别设有与充电桩对接的第一接驳头以及与电动汽车充电口对接的第二接驳头；所述移动机器人用于自动将电动汽车与充电桩电连接；

停车场中控设备，分别与移动机器人和充电桩通过网络连接，用于控制移动机器人和充电桩；

车载设备，其与车载电脑连接，用于控制电动汽车开启和关闭充电口；车载设备还与停车场中控设备信息交互，用于接收来自停车场中控设备的停车位指引、以及和停车场中控设备交换电量信息；

移动终端，用于分别与车载设备和停车场中控设备信息交互，传输用户指令给车载设备，还用于和停车场中控设备交换电量信息。

一些实施例中，所述移动机器人底部设有万向轮，停车场中控设备用于根据高精地图控制移动机器人移动。

一些实施例中，所述移动机器人还包括：

摄像头，用于对其周边情况进行拍摄；

视频识别装置，用于从摄像头拍摄的景物中识别出电动汽车充电口、以及充电桩的接驳口；

激光对焦装置，用于将第一接驳头与充电桩的接驳口进行对焦；

移动装置，用于移动第一接驳头与充电桩的接驳口对接、以及移动第二接驳头与电动汽车充电口对接。

一些实施例中，所述车载设备还用于基于自身续航的情况提供充电建议给移动终端、接收移动终端的充电指令，还用于向停车场中控设备发送充电请求；

所述停车场中控设备还包括计费装置，用于对电动汽车充电费用进行计算，停车场中控设备还用于将包括充电费用的电量信息分别发送给车载设备和移动终端。

一些实施例中，所述停车场中控设备还用于：

根据电动汽车的停车位和充电桩的位置，选择与停车位最近的未使用的充电桩；

还用于按照已选择充电桩到移动机器人距离最短、且该移动机器人到该电动汽车的停车位距离最短的原则，选择移动机器人。

第二方面，提供了一种上述智能停车通电系统的智能停车充电方法，包括步骤：

移动终端接收用户指令，通过车载设备向停车场中控设备发送停车充电请求，停车场中控设备发送停车位指引给车载设备；

当电动汽车行驶至停车位并停稳后，停车场中控设备向该移动机器人发出充电指令；移动机器人移动至充电桩旁，自动将自身的第一接驳头与充电桩的驳口对接；移动机器人移动至该电动汽车旁，车载设备控制电动汽车开启充电口的盖板，移动机器人将第二接驳头与电动汽车充电口对接后，停车场中控设备控制充电桩开启充电；

充电完成时，车载设备通知停车场中控设备，停车场中控设备控制充电桩断电，控制移动机器人断开与充电桩和电动汽车的连接；

断开连接后，车载设备控制车辆关闭充电口的盖板。

一些实施例中，停车场中控设备实时向车载设备和移动终端发送充电情况，并在充电完成时，根据充电桩的充电量计算费用，将费用分别发送给车载设备和移动终端。

一些实施例中，当电动汽车具有无人驾驶功能时，车载设备收到停车位指引后，控制电动汽车由停车场入口自动行驶至停车位并泊车；

充电完成后，停车场中控设备发送驶离路径给车载设备，车载设备控制电动汽车自动行驶至停车场出口。

一些实施例中，电动汽车充电过程中，当移动设备收到用户的停止充电指令后，发送停止充电给车载设备，车载设备转发给停车场中控设备，停车场中控设备控制充电桩断电，控制移动机器人断开与充电桩和电动汽车的连接。

一些实施例中，所述中控设备根据电动汽车的停车位和充电桩的位置，选择与停车位最近的未使用的充电桩；

按照已选择充电桩到移动机器人距离最短、且该移动机器人到该电动汽车的停车位距离最短的原则，选择移动机器人，并对该移动机器人进行控制。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种停车场的智能停车充电系统及方法，由于采用停车场中控设备、车载设备和移动终端三者进行信息交互，并且通过能够自主行驶的移动机器人在停车场内自动找到待充电车辆，并自动将电动汽车与充电桩电连接，实现了电动汽车的停车充电自动化，避免人工操作，节省人工操作时间，并在充电对接过程中避免发生人员触电风险。

由于移动机器人可以根据停车场中控设备的指示自动规划路径，自动行驶到充电桩及电动汽车附近，实现第一接驳头和第二接驳头的连接，并且电缆足够长，因此不用每个停车位旁边都设置充电桩。对于现有的普通停车场，只需要在适当位置设立充电桩即可，便于进行改造，并且改造成本低，节约资金。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例停车场的智能停车充电系统示意图；

图2为本发明实施例停车场的智能停车充电方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种停车场的智能停车充电系统，其能解决现有停车场中停车充电需要人工操作的问题，实现电动汽车的停车充电自动化。

如图1所示，提供一种停车场的智能停车充电系统，该停车场包括多个充电桩和多个停车位。对于新建停车场，可以是每个停车位旁都设有一个充电桩；对于一些根据现有停车场进行改造后的停车场，为了节约费用或节省用地，可以是在一部分停车位设置充电桩，或者充电桩设置在停车场的其他位置。因此，本申请的适用性比较广泛，对现有停车场的升级改造费用交底，便于大规模推广。

智能停车充电系统主要包括移动机器人、停车场中控设备、车载设备和移动终端。

移动机器人可以进行自主移动，移动的范围设置在停车场内，用于自动将电动汽车与充电桩电连接。移动机器人具有电缆，电缆两端分别设有第一接驳头和第二接驳头，第一接驳头用来与充电桩对接，第二接驳头用来与电动汽车充电口对接。

优选的，移动机器人底部可以采用万向轮，移动机器人内部设有驱动电机，电缆的长度足够长，可以采用自动缠绕的方式进行收纳，驱动电机可以驱动机器人底部的万向轮带动机器人移动，还可以驱动设置在机器人内部的转盘，实现对电缆的收放。

停车场中控设备，可以设置于停车场内，分别与移动机器人和充电桩通过网络连接，用来根据高精地图控制移动机器人，使其按照指定移动路径移动，以及控制移动机器人的接驳头与对应装置进行对接、或者断开；还用来控制充电桩对电动汽车供电的通断。

车载设备设置于电动汽车内，其与车载电脑连接，车载设备可以通过车载电脑控制电动汽车的部分功能，包括控制电动汽车开启和关闭充电口。车载设备还与停车场中控设备实现信息交互，用来向停车场中控设备发送充电请求，用来接收来自停车场中控设备的停车位指引，还用来向停车场中控设备发送断开连接的信息。车载设备还用于基于自身续航的情况提供充电建议给移动终端。

移动终端，其内设置与智能停车充电系统对应的程序，分别与车载设备和停车场中控设备信息交互，移动终端用于接收用户输入的指令，再通过车载设备发送给停车场中控设备，还用于和停车场中控设备交换电量信息。上述电量信息可以包括用电量，还可以包括电量单价和充电费用。

优选的，停车场中控设备还包括计费装置，用来对电动汽车充电费用进行计算，停车场中控设备还用于将包括充电费用的电量信息发送给移动终端，以便于用户在移动终端上实现远程支付。

优选的，停车场中控设备还用于将电量信息发送给车载设备，车载设备可以根据电量信息和车辆已充电量进行计算，得到总费用，并和停车场中控设备发来的电量信息中的充电费用进行比对，以便于核实充电费用是否正确，若充电费用出现错误，则车载设备向移动终端发送报错信息。

进一步的，上述移动机器人还包括摄像头、视频识别装置、激光对焦装置和移动装置。摄像头位于移动机器人顶部，用来对其周边情况进行实时拍摄。视频识别装置设置于移动机器人内部，用于从摄像头拍摄的景物中识别出电动汽车充电口、以及识别出充电桩的接驳口；视频识别装置可以通过计算和图片的分析对比，来实现上述功能。激光对焦装置设置于移动机器人外表面，主要用来与充电桩的接驳井口进行对焦，以保证与充电桩的接驳口之间实现准确的对接。移动装置可以采用机械手、或者在不同方向轨道上移动的拾取装置等，用来移动第一接驳头，使其与充电桩的接驳口对接；还用来移动第二接驳头，使其与电动汽车充电口对接。

在一些实施例中，由于充电桩的位置和停车位并非是一一对应设置，那么停车场中控设备采用统一的分配原则，实现移动机器人和充电桩的分配。具体的分配原则为：根据电动汽车的停车位，选择与停车位最近的未使用的充电桩，作为分配充电的充电桩；按照已选择充电桩到移动机器人距离最短、且该移动机器人到该停车位距离最短的原则，选择机器人作为连接电动汽车和该充电桩的机器人。

基于上述实施例，如图2所示，本申请还提供一种智能停车充电方法，包括以下步骤：

s101.移动终端接收用户指令，通过车载设备向停车场中控设备发送停车充电请求。

在一些实施例中，电动汽车的车载设备会基于自身续航情况提供充电建议给移动终端，充电建议中也包括充电请求。当然，用户在驾驶车辆时，也可以通过只能语音交互、或者是app交互等方式，主动提出自动充电需求。然后，用户通过移动终端向车载设备发出充电指令，充电指令中可以包括充电时长或者电量要求等信息。

车载设备接收移动终端的充电指令后，电动汽车到达停车场的入口(例如通过入口闸机，或者通过入口门禁)时，车载设备向停车场中控设备发送停车充电请求。

s102.停车场中控设备接收到该停车充电请求后，向车载设备提供停车位指引，还可以反馈充电情况及预估信息等，预估信息可以包括预估充电时间和预估充电费用。

优选的，停车位指引包括停车位的具体位置、以及停车场入口到该停车位的规划路径。

s103.电动汽车由停车场入口进入，按照停车场设备发送的停车位指引行驶至停车位并停稳。

在一些实施例中，由于电动汽车具备无人驾驶功能，车载设备收到停车位指引，并进行确认后，依据停车位指引，控制电动汽车以无人驾驶的方式，由停车场入口自动行驶至停车位并完成泊车。

在一些实施例中，由于电动汽车不具备无人驾驶功能，用户驾驶车辆按照停车位指引，驾驶至停车位完成停车。

停车完成后，车载设备发送信息给停车场中控设备，停车场中控设备通过地图和车载设备进行双向认证，至此，可以开始无人值守的充电过程。

s104.当电动汽车行驶至停车位并停稳后，停车场中控设备向该移动机器人发出充电指令。

在一些实施例中，停车场中控设备根据该电动汽车的停车位和充电桩的位置进行智能计算，选择最优的充电桩及移动机器人组合。首先，选择距离该停车位最近的未使用的充电桩，作为最优的充电桩。然后，按照已选择充电桩到移动机器人距离最短、且该移动机器人到该电动汽车的停车位距离最短的原则，选择最优移动机器人，并对最优移动机器人进行控制，向其发出充电指令。移动机器人开始根据指令规划路径，规划路径以长度最短为原则，移动机器人按照规划路径开始接驳环节。通过智能计算，可以实现充电桩及移动机器人最优化的配置，节约移动机器人的移动时间，提高移动机器人的工作效率。

s105.移动机器人移动至充电桩旁，自动将自身的第一接驳头与充电桩的驳口对接。

在一些实施例中，移动机器人按照规划路径移动到上述计算后选择的充电桩旁边，通过机械手装置，拾取第一接驳头，将第一接驳头与充电桩的驳口对接，然后随着移动机器人的行驶，电缆会从移动机器人内部被逐渐拉出。此外，还可以在机器人外表面设置多方向轨道，通过可以在轨道上移动的拾取装置拾取第一接驳头，将第一接驳头与充电桩的驳口对接。

进一步的，移动机器人还包括摄像头、视频识别装置、激光对焦装置和移动装置。摄像头位于移动机器人顶部，实时拍摄周边情况。视频识别装置设置于移动机器人内部，根据摄像头拍摄的景物中识别出电动汽车充电口、以及识别出充电桩的接驳口。激光对焦装置设置于移动机器人外表面，扫描充电桩的接驳口并进行对焦，移动装置将第一接驳头靠近电桩的接驳口，并实现对接。通过激光对焦的方式，避免对接误差，提高对接精度，可以保证第一接驳头与充电桩的接驳口之间实现更加精准的对接。

s106.移动机器人移动至该电动汽车旁，车载设备控制电动汽车开启充电口的盖板，移动机器人将第二接驳头与电动汽车充电口对接。

进一步的，第一接驳头与充电桩的接驳口对接完成后，移动机器人按照规划路径移动到停车位，在移动的过程中，电缆会不断的从移动机器人内部被逐渐拉出，直至移动机器人靠近待充电的电动汽车。此时，停车场中控设备向车载设备发送充电许可信息，车载设备接收充电许可信息后，回复充电授权信息给停车场中控设备，并控制电动汽车开启充电口的盖板。与此同时，通过摄像头的实时拍摄，由视频识别装置识别到电动汽车的充电口，待充电口的盖板开启后，将第二接驳头与电动汽车充电口对接。

在开始充电之前，用户可以将充电需求发送给车辆设备，车辆设备将充电需求发送给停车场中控设备，以便于停车场中控设备控制充电桩，按照用户需求进行充电。

s107.停车场中控设备控制充电桩开启充电。充电过程中，停车场中控设备可以实时向车载设备和移动终端发送充电情况，以便于用户更好的了解充电进程。

s108.充电完成时，车载设备通知停车场中控设备，停车场中控设备控制充电桩断电，控制移动机器人断开与充电桩和电动汽车的连接。

充电完成可以包括两种情况，一种情况是车载设备判断车辆已经达到目标充电量，车载设备通知停车场中控设备；另一种情况是移动设备收到用户的停止充电指令后，发送停止充电给车载设备，车载设备再通知停车场中控设备，表明需要终止充电。可以理解的是，充电完成还可以包括其他触发情况，例如车载设备或者停车场中控设备检测到发生故障，此时也可以停止充电，并向移动设备发出报警消息。

在一种实施例中，充电完成后，车载设备向移动机器人和停车场中控设备同时发送断开连接的信息，停车场中控设备收到该信息并确认，同时控制充电桩断电。待移动机器人和停车场中控设备都确认之后，停车场中控设备控制移动机器人断开与充电桩和电动汽车的连接。具体的，移动机器人断开和电动汽车充电口对接的第二接驳头，以及断开和充电桩的接驳口对接的第一接驳头。

移动机器人还可以通过自身缠绕电缆的转盘转动收线，保证电缆整齐，防止电缆散落在地面被其他车辆碾压。并且，移动机器人远离该充电完毕的车辆。优选的，停车场中控设备可以控制移动机器人移动到指定位置，保持停车场的有序性。移动机器人移动的同时，分别发送验证信息给停车场中控设备和车载设备，确认是否断开连接完毕，收到停车场中控设备和车载设备的确认信息后，确认充电环节完成。车载设备关闭电动汽车充电控口盖。在一些实施例中，移动机器人在充电完成后，也可以根据预先的设置，自主移动至指定位置。

在一些实施例中，充电完成时，停车场中控设备根据充电桩的充电量计算充电费用，并将电量信息分别发送给移动终端和车载装置。电量信息中包括用电量、电量单价以及充电费用，车载装置根据车辆自身的充电量和接收到的电量信息中的电量单价进行计算，获得充电费用，并通过对比的方式，验证充电费用是否正确，如果正确，则返回验证信息给停车场中控设备，如果不正确，返回报警信息给移动终端。移动终端在充电费用没有错误的情况下，可以接收用户的支付，实现用户远距离支付充电费用，省时省力。

s109.最后，停车场中控设备发送驶离路径给车载设备，电动汽车驶离停车场。

在一些实施例中，如果电动汽车具备无人驾驶功能，那么移动终端可以将用户用车位置通过车载装置发送给停车场中控设备，停车场中控设备根据停车场内的环境、移动机器人的运行轨迹等，提供合适的驶离路径给车载设备。车载设备收到停车场中控设备发来的驶离路径后，通过无人驾驶功能将车辆行驶到用户用车位置。

在此种情况下，用户还可以不发送用户用车位置，停车场中控设备发送以此时该电动汽车的停车位为起点，以停车场出口为终点的驶离路径给车载设备，车载设备控制电动汽车行驶至停车场出口，用户可以直接在停车场的出口取车。

在一些实施例中，如果电动汽车不具备无人驾驶功能，那么需要用户行至停车场内的停车位，驾驶电动汽车驶离停车场。

可以理解的是，上述移动终端可以是智能手机、平板电脑、智能穿戴设备(如智能手表等)等可安装相关app的设备，也可以是单独实施上述功能的移动载体。

上述实施例中，移动机器人、停车场中控设备、车载设备和移动终端之间的交互均可以通过无线网络交互，包括但不限于5g通信或6g通信手段，提升交互效率。

上述实施例中，不同的规划路径可以根据高精地图实现，包括位置信息识别、路径规划、自动驾驶等。

上述实施例中，不同设备之间的双向验证或者是三项验证，均可以采用区块链技术实现，确保交互信息的安全。

上述实施例中，通过停车场中控设备、车载设备和移动终端之间的交互，实现待分配充电桩和移动机器人的选择，通过移动机器人自动计算和规划路径，实现最快到达充电位置，并且自动连接充电桩和电动汽车，为电动汽车进行自动充电。全过程无需工作人员手动操作，实现全自动化控制，不但提高了充电效率，还避免了充电过程中对人员潜在伤害的风险。

充电完成后，在充电桩断电的前提下，移动机器人自动断开和充电桩、以及电动汽车之间的连接，并且可以自动缠绕电缆，避免线缆在地面对人的潜在伤害(比如绊倒摔伤等)，同时还保证了停车场内道路的整洁，也避免了其他车辆行驶过程中对电缆的损伤。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。