用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法和系统与流程

1.本发明涉及电动汽车领域，并且更具体地涉及用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法、用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的计算机系统、计算机存储介质及包括该计算机系统的换电站。


背景技术：

2.目前，电动汽车主要有整车充电和电池更换两种能源补给模式。在整车充电模式中，交流慢充导致充电时间长且受到停车场地的限制，直流快充虽然通过大功率使得充电时间缩短，但对电网冲击较大，同时还会降低电池的使用寿命。在电池更换模式中，换电站可以通过与电网交互而实现有序充电，提高电力设备的综合利用效率，从而既能够快速对电动汽车进行能源补给，减少用户等待时间，又不会降低电池的使用寿命。因此，电池更换模式在我国城市的公共交通流域具有很高的推广价值和经济意义。
3.随着换电站的智能化程度越来越高，换电站已经在很多场景中基本实现了自动化和智能化。然而，目前的换电站对于进入换电站内的车辆尺寸是否满足换电要求缺乏检测能力，特别是车辆可能会加装车辆超宽的配件（例如，超宽脚踏板）、超高的配件（例如，车顶行李箱）等。因此，如果不对驶入换电站的车辆尺寸进行检测，则可能导致加装超宽、超高配件的车辆在驶入换电站的过程中造成对车辆及其配件以及换电站内设施的损坏。


技术实现要素：

4.为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。
5.按照本发明的第一方面，提供一种用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，所述方法包括下列步骤：响应于确定车辆处于预定换电区域中而启用布置在换电站的测距设备；确定车辆进入测距区域而接收来自所述测距设备的测量数据；基于所述接收的来自所述测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测；以及基于所述车辆尺寸检测的检测结果来控制车辆换电操作。
6.根据本发明一实施例所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中通过以下方式确定车辆处于预定换电区域中：利用布置在所述换电站上的图像采集设备采集车辆图像；使用卷积神经网络处理所述采集的车辆图像；以及基于所述卷积神经网络的处理结果来确定所述车辆处于预定换电区域中。
7.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中所述方法还包括：响应于未接收到来自所述测距设备的测量数据而通知车辆停止泊车操作；重新启用所述测距设备以接收来自所述测距设备的测量数据；以及直到接收到来自所述测距设备的测量数据为止，通知车辆启动泊车操作。
8.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中基于所述接收的来自所述测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测包括：基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检
测；以及基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测。
9.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中所述第一高度大于所述第二高度。
10.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检测包括：基于所述第一测量数据确定车辆宽度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆宽度检测区域中存在对象而确定车辆超宽。
11.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测包括：基于所述第二测量数据确定车辆高度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆高度检测区域中存在对象而确定车辆超高。
12.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中基于所述车辆尺寸检测的检测结果来控制车辆换电操作包括：响应于确定车辆超宽和/或车辆超高而指示车辆停止泊车操作；以及发送指示车辆超宽和/或车辆超高的消息至车辆。
13.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法，其中通过图像传感器、位置传感器、压力传感器、红外传感器中的一个或多个来确定车辆进入测距区域。
14.按照本发明的第二方面，提供一种用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的计算机系统，所述系统包括：存储器；处理器；以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序的运行使得下列步骤被执行：响应于确定车辆处于预定换电区域中而启用布置在换电站的测距设备；确定车辆进入测距区域而接收来自所述测距设备的测量数据；基于所述接收的来自所述测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测；以及基于所述车辆尺寸检测的检测结果来控制车辆换电操作。
15.根据本发明一实施例所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中通过以下方式确定车辆处于预定换电区域中：利用布置在所述换电站上的图像采集设备采集车辆图像；使用卷积神经网络处理所述采集的车辆图像；以及基于所述卷积神经网络的处理结果来确定所述车辆处于预定换电区域中。
16.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中所述计算机程序的运行还使得下列步骤被执行：响应于未接收到来自所述测距设备的测量数据而通知车辆停止泊车操作；重新启用所述测距设备以接收来自所述测距设备的测量数据；以及直到接收到来自所述测距设备的测量数据为止，通知车辆启动泊车操作。
17.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中基于所述接收的来自所述测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测包括：基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检测；以及基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测。
18.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中所述第一高度大于所述第二高度。
19.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检测包括：基于所述第一测量数据确定车辆宽度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆宽度检测区域中存在对象而确定车辆超宽。
20.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测包括：基于所述第二测量数据确定车辆高度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆高度检测区域中存在对象而确定车辆超高。
21.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中基于所述车辆尺寸检测的检测结果来控制车辆换电操作包括：响应于确定车辆超宽和/或车辆超高而指示车辆停止泊车操作；以及发送指示车辆超宽和/或车辆超高的消息至车辆。
22.根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的系统，其中通过图像传感器、位置传感器、压力传感器、红外传感器中的一个或多个来确定车辆进入测距区域。
23.根据本发明的第三方面，提供一种计算机存储介质，其包括指令，所述指令在运行时执行根据本发明第一方面所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法的步骤。
24.根据本发明的第四方面，提供一种换电站，其包括根据本发明第二方面所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的计算机系统。
25.根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方案能够主动针对即将驶入换电站内的待换电车辆的尺寸是否满足换电要求进行检测，从而在车辆尺寸不满足换电要求的情况下指示车辆停止驶入换电站的泊车操作，从而防止加装超宽、超高配件的车辆在驶入换电站的过程中造成对车辆及其配件以及换电站内设施的损坏。由此，实现了对具有不同尺寸的车辆的有效换电管理，降低了车辆及其配件以及换电站内设施的损坏的风险，且在提升了换电效率与用户体验的同时降低了换电站的人力成本。
附图说明
26.从结合附图的以下详细描述中，将会使本发明的上述和其他目的及有点更加完整清楚。
27.图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法的流程图。
28.图2a-2c示出了根据本发明的一个或多个实施例的在换电站布置图像采集设备和测距设备的示意图。
29.图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的车辆高度检测区域及宽度检测的检测区域示意图。
30.图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的计算机系统的示意框图。
具体实施方式
31.需要说明的是，本文中的术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述对象在时间、空间、大小等方面的顺序。此外，除非另外特别指明，本文中的术语“包括”、“具备”以及类似表述意在表示不排他的包含。
32.本文中的术语“车辆”或者其他类似的术语意在表示具有至少由电池、功率变换设备以及驱动电机组成的驱动系统的任何适当的车辆，例如，混合动力汽车、电动车、插电式混动电动车等等。混合动力汽车是一种具有两个或更多个功率源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。本文中的术语“换电站”指为车辆提供电池更换服务的场所，该场所通过电池更换操作而为车辆提供电能。
33.在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的各个示例性实施例。
34.图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法的流程图。图2a-2c示出了根据本发明的一个或多个实施例的在换电站布置图像采集设备和测距设备的示意图。以下将结合图1和图2a-2c详细描述根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法。
35.如图1中所示，在步骤s1002中，响应于确定车辆处于预定换电区域中而启用布置在换电站的测距设备。可选地，可以基于布置在换电站的图像采集设备和其他处理模块来确定待换电车辆是否进入预定换电区域。
36.示例性地，预定换电区域可以为换电站门前方的一块矩形区域（例如，长为5米、宽为3米）。可选地，该预定换电区域的形状和尺寸可以根据实际应用场景和需求来调整。例如，参考以下图2a中所示，预定换电区域210可以例如位于换电站前方的基本上矩形的区域，此区域的面积可以选择为足够支持车辆驶过、倒车、泊车入站等操作的大小。然而，应当理解的是，预定换电区域的面积不能选择过大而使得不期望的目标（例如，不期望进行换电的过往车辆、行人等）被图像采集设备采集以及被其他处理模块处理，从而对换电站的计算资源造成浪费。
37.在一个实施例中，参考以下图2a中所示，图像采集设备230可以布置在换电站门上方的中间位置，其可以配置成采集预定换电区域210的图像，并基于采集的预定换电区域210的图像来确定是否有车辆进入预定换电区域210。当有车辆进入该预定换电区域210时，图像采集设备230采集到包含该车辆的图像并对图像进行适当的编码压缩等操作以获得图像编码信息，然后将包含车辆的预定换电区域210的图像编码信息传送到换电站的处理模块，处理模块例如基于适当图像编码比较算法来确定车辆已经进入预定换电区域210中。
38.在一个实施例中，本文中的图像采集设备可以实现为摄像头，其可以用于对预定换电区域进行拍照以获得预定换电区域的照片并进一步对获得的照片进行编码。在另一个实施例中，图像采集设备可以实现为传感器，其可以通过利用传感器成像技术对预定换电区域进行感测并利用感测数据生成预定换电区域的图像。
39.可选地，还可以利用布置在换电站上的一个或多个图像采集设备（例如，相机）采集车辆图像并使用卷积神经网络处理所采集的车辆图像，以基于卷积神经网络的处理结果来确定车辆是否处于预定换电区域中。示例性地，可以定义该卷积神经网络为，采集的车辆图像为，利用第一图像采集设备采集的车辆图像为，利用第二图像采集设备采集的车
辆图像为。若定义推理结果为，卷积神经网络采用的阈值为δ。则以上基于卷积神经网络的处理结果可以定义为：其中，表示车辆处于预定换电区域中，表示车辆未处于预定换电区域中。通过布置在换电站的一个或多个图像采集设备来判断车辆是否处于预定换电区域中，能够进一步提高判断的准确性和可靠性。
40.在一个或多个实施例中，本文中的测距设备是指可以测量距离的设备，其同时还可以和测角设备结合使用以测量出角度、面积等参数。可选地，测距设备还可以实现为激光扫描仪，激光扫描仪也被本领域技术人员称为“线激光器”，其可以配置成朝向测距区域发射激光执行不间断测距，以获得测量数据。在一个实施例中，激光扫描仪或者线激光器可以配置成产生二维的激光束并在预先定义的光束平面中发射。示例性地，激光扫描仪可以配置成朝向测距区域发射激光以检测测距区域中的物体（例如，待换电车辆）反射的激光束，并且能够基于反射的激光束确定该测距区域、尤其是在该测距区域中的物体相对于激光扫描仪的间距。
41.在步骤s1004中，确定车辆进入测距区域而接收来自测距设备的测量数据。可选地，可以利用布置在换电站的感测设备来确定车辆是否进入测距区域。示例性地，感测设备可以包括但不限于图像传感器、位置传感器、压力传感器、红外传感器等。例如，使用图像传感器可以获取测距区域的图像数据，并基于该图像数据、结合相关的图像识别算法来判定车辆是否进入测距区域以及进入测距区域的车辆部分的大小。
42.作为示例，步骤s1004的确定车辆进入测距区域也可以利用如参考步骤s1002和图2a所描述的图像采集设备230和换电站的处理模块来完成。
43.在确定车辆进入测距区域后，接收来自测距设备的测量数据。本文中的测距区域是指能够对车辆进行车辆尺寸检测的区域，也就是说，在该测距区域中由测距设备生成的测量数据可以确定车辆是否超宽和/或超高。示例性地，测距区域可以选择为车辆泊入换电站所经过的区域，例如参考以下图2a中所示的测距区域220。
44.在一个实施例中，如果未接收到来自测距设备的测量数据，则通知车辆停止泊车操作并重新启用测距设备以再次尝试接收来自该测距设备的测量数据，直到接收到来自该测距设备的测量数据为止，通知车辆再次启动泊车操作。例如，在一些情况下，测距设备可能会对测距区域测距失败，这可能是由于测距设备的本身故障、测距数据传送失败等原因导致。在未接收到来自测距设备的测量数据时，换电站向正在进行泊车的车辆发出停止泊车的通知，并重新启用测距设备进行测距，直到测距成功为止。由此，可以防止由于测距失败而使得车辆尺寸不满足换电要求的车辆驶入换电站，导致加装超宽、超高配件的车辆在驶入换电站的过程中造成对车辆及其配件以及换电站内设施的损坏。
45.在步骤s1006中，基于接收的来自测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测。可选地，可以基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检测，以及基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测。优选地，第一高度可以大于第二高度。例如，参考以下图2b和图2c所示，示出了以第
一高度布置在换电站的一对测距设备240和以第二高度布置在换电站的一对测距设备250，其中第一高度大于第二高度。示例性地，可以基于来自一对测距设备240的测量数据执行车辆宽度检测，以及基于来自一对测距设备250的测量数据执行车辆高度检测。通过利用来自以不同高度布置在换电站的测距设备的测量数据执行车辆尺寸检测，可以提高车辆尺寸检测的准确性。
46.可选地，基于来自以第一高度布置在换电站的第一测距设备的第一测量数据执行车辆宽度检测包括：基于所述第一测量数据确定车辆宽度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆宽度检测区域中存在对象而确定车辆超宽。可选地，基于来自以第二高度布置在换电站的第二测距设备的第二测量数据执行车辆高度检测包括：基于所述第二测量数据确定车辆高度检测区域中是否存在对象；以及响应于检测到所述车辆高度检测区域中存在对象而确定车辆超高。
47.示例性地，车辆宽度检测区域和车辆高度检测区域可以基于车辆尺寸来确定，并且可以根据车型和换电站的类型而适应性地选择。
48.在步骤s1008中，基于在步骤s1006中确定的车辆尺寸检测的检测结果来控制车辆换电操作。可选地，车辆尺寸检测的检测结果可以包括车辆是否超宽、超高。若检测结果指示车辆未超宽且未超高，则换电站可以继续引导车辆泊入换电站。若检测结果指示车辆超宽和/或超高，则换电站可以指示车辆停止泊车操作并发送指示车辆超宽和/或车辆超高的消息至车辆，以避免由于车辆在继续泊入换电站的过程中使得车辆超宽和/或超高的部分碰撞、刮擦换电站的入口。此外，换电站还可以将不能泊入换电站的原因（例如，哪个部分超宽和/或超高）通知到车辆，并引导车辆驶离换电站。
49.根据本发明的一个方面提出的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法能够主动针对即将驶入换电站内的待换电车辆的尺寸是否满足换电要求进行检测，从而在车辆尺寸不满足换电要求的情况下指示车辆停止驶入换电站的泊车操作，从而防止加装超宽、超高配件的车辆在驶入换电站的过程中造成对车辆及其配件以及换电站内设施的损坏。由此，实现了对具有不同尺寸的车辆的有效换电管理，降低了车辆及其配件以及换电站内设施的损坏的风险，且在提升了换电效率与用户体验的同时降低了换电站的人力成本。
50.图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的车辆高度检测区域及宽度检测的检测区域示意图。
51.如图3中所示，区域300示出了针对车辆顶部周围及侧部周围执行车辆尺寸检测的区域，其包括车辆宽度检测区域310和车辆高度检测区域320。可选地，可以基于以第一高度布置在换电站的第一测距设备的测距数据来检测车辆宽度检测区域310中是否存在对象，并且响应于检测到车辆宽度检测区域310中存在对象而确定车辆超宽。可选地，可以基于以第二高度布置在换电站的第二测距设备的测距数据来检测车辆高度检测区域320中是否存在对象，并且响应于检测到车辆高度检测区域320中存在对象而确定车辆超高。示例性地，结合图2b和图2c所示，可以利用第一测距设备240的测距数据来检测车辆宽度检测区域310中是否存在对象，并且响应于检测到车辆宽度检测区域310中存在对象而确定车辆超宽；可以利用第二测距设备250的测距数据来检测车辆高度检测区域320中是否存在对象，并且响应于检测到车辆高度检测区域320中存在对象而确定车辆超高。
52.图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于基于车辆尺寸检测来控制换电
操作的计算机系统的示意框图。如图4中所示，计算机系统400包括存储器410、处理器420和存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序430。处理器420执行所述计算机程序430时实现如上所述的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法的各个步骤。
53.另外，本发明也可以被实施为一种计算机存储介质，在其中存储有用于使计算机执行按照本发明的一个方面的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的方法的程序。
54.作为计算机存储介质，可以采用盘类（例如，磁盘、光盘等）、卡类（例如，存储卡、光卡等）、半导体存储器类（例如，rom、非易失性存储器等）、带类（例如，磁带、盒式磁带等）等各种方式的计算机存储介质。
55.另外，如上所述，本发明也可以被实施为一种换电站，其可以包括按照本发明的一个方面的用于基于车辆尺寸检测来控制换电操作的计算机系统。
56.在可适用的情况下，可以使用硬件、软件或硬件和软件的组合来实现由本发明提供的各种实施例。而且，在可适用的情况下，在不脱离本发明的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在可适用的情况下，在不脱离本发明的范围的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分成包括软件、硬件或两者的子部件。另外，在可适用的情况下，预期的是，软件部件可以被实现为硬件部件，以及反之亦然。
57.根据本发明的软件（诸如程序代码和/或数据）可以被存储在一个或多个计算机存储介质上。还预期的是，可以使用联网的和/或以其他方式的一个或多个通用或专用计算机和/或计算机系统来实现本文中标识的软件。在可适用的情况下，本文中描述的各个步骤的顺序可以被改变、被组合成复合步骤和/或被分成子步骤以提供本文中描述的特征。
58.提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本发明及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。