1.本说明书涉及充电桩技术技术领域，尤其涉及一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统及方法。
背景技术：2.新能源电动汽车快速发展，人们对其需求不断增长，充电成为了新的急需解决的问题之一。在吊轨充电方面，大功率的快速吊轨充电桩设备，特别是一些大电流、高功率的快速充电设备传输线中，输电线传输电流比较大，并且存在集肤效应，增加了传输线的导线面积，导致生产出来的导线比较粗；此外，由于材质需要，纯铜金属重量比较大，导致卷绕半径比较大，使得设备难以安装杂乱的充电枪设备，也没有合适的位置固定卷绕电缆。另外，传统充电枪没有充电伸缩装置，让导缆裸露在设备外部，让充电电缆杂乱无章。在使用充电桩进行充电时，需要人工将充电枪拉出或收回，存在安全隐患。
3.因此，在吊轨新能源电动汽车充电技术领域中，新能源以及混动汽车设备在设备充电时面临着诸多问题，现有充电桩的充电枪收缩困难，无法满足智能化需求。
技术实现要素：4.本说明书一个或多个实施例提供了一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统及方法，用于解决如下技术问题：现有充电桩的充电枪收缩困难，无法满足智能化需求。
5.本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
6.本说明书一个或多个实施例提供一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统，所述吊轨式充电系统包括：智能控制模块、图像采集组件、机械卷盘装置以及充电枪收缩感应装置；所述图像采集组件包括图像采集模块和图像传输模块，所述图像采集模块与所述图像传输模块相连，其中，所述图像模块用于采集充电环境图像，所述图像传输模块用于将所述充电环境图像传输至智能控制模块；所述机械卷盘装置包括机械卷盘本体和卷盘驱动电机，所述卷盘驱动电机设置在所述机械卷盘上，所述卷盘驱动电机与所述智能控制模块相连，所述机械卷盘用于控制充电枪的拉伸和收缩；所述充电枪收缩感应装置包括压力检测组件，所述压力检测组件用于检测所述充电枪指定位置处的压力值，所述压力检测组件与所述智能控制模块相连；所述智能控制模块包括控制芯片，用于根据所述汽车的充电环境图像以及所述充电枪指定位置处的压力值，控制所述机械卷盘装置中的充电枪状态，所述充电枪的状态包括拉伸状态和收缩状态。
7.进一步地，所述系统还包括智能收缩云台，所述智能收缩云台与所述智能控制模块相连，用于展示充电枪状态。
8.进一步地，所述智能收缩云台包括展示屏、可伸缩连接杆以及伸缩控制器，所述展示屏通过所述可伸缩连接杆与所述伸缩控制器相连。
9.进一步地，所述图像采集模块包括环境采集模块和多个车体采集模块，其中，所述环境采集模块用于采集充电环境图像，所述车体采集模块用于采集充电的电动汽车图像。
10.进一步地，所述智能控制模块包括控制芯片，用于根据所述汽车的充电环境图像以及所述充电枪指定位置处的压力值，控制所述机械卷盘装置中的充电枪状态，具体包括：通过预先训练的充电状态识别模型，根据所述汽车的充电环境图像，识别出所述汽车的充电状态，其中，所述充电状态包括待充电状态和充电完成状态；通过所述充电枪收缩感应装置，采集所述充电枪指定位置处的多个时刻对应的多个压力值；在所述多个压力值中，确定出两个符合要求的压力值，其中，所述两个符合要求的压力值所对应的采集时刻为相邻时刻，且所述两个符合要求的压力值大于预设压力阈值；当所述汽车的充电状态为未充电状态时，控制所述机械卷盘装置中的充电枪状态为拉伸状态，以便于将所述充电枪拉伸至汽车处，对汽车进行充电；当所述汽车的充电状态为充电完成状态，且存在所述两个符合要求的压力值时，控制所述机械卷盘装置中的充电枪状态为收缩状态，以便于将所述充电枪收缩至所述机械卷盘装置中。
11.进一步地，在所述多个压力值中，确定出两个符合要求的压力值，具体包括：按照每个压力值对应的采集时刻，将所述多个压力值中相邻时刻对应的两个压力值作为一组；计算每组压力值的压力平均值；根据所述每组压力值的压力平均值，在所述多组压力值中确定出所述压力平均值最大的第一组压力值，所述第一组压力值中的两个压力值为符合要求的压力值。
12.进一步地，所述压力检测组件包括接触传感器和信号传输模块，其中，所述接触传感器设置在所述充电枪上，所述接触传感器通过所述信号传输模块与所述智能控制模块相连。
13.进一步地，所述机械卷盘本体包括多个环形凹槽，每个所述环形凹槽用于存放充电导线，每个所述环形凹槽与所述充电导线的接触面均设置有多个滚动件。
14.进一步地，所述系统还包括自充电模块和储能装置，所述自充电模块与所述储能装置相连，所述自充电模块用于所述充电枪收缩系统的自充电。
15.本说明书一个或多个实施例提供一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩方法，应用于充电枪收缩系统，所述方法包括：通过所述充电枪收缩系统的图像采集组件，采集充电环境图像；通过所述充电枪收缩系统的充电枪收缩感应装置，采集充电枪指定位置处的压力值；所述充电枪收缩系统的智能控制模块，根据所述充电环境图像和所述充电枪指定位置处的压力值，确定出所述充电枪的状态，其中，所述充电枪的状态包括拉伸状态和收缩状态；所述充电枪收缩系统的智能控制模块，根据所述充电枪的状态，控制所述机械卷盘装置，实现所述充电枪的拉伸和收缩。
16.本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过上述技术方案，设置图像采集组件和充电枪收缩感应装置，通过智能控制模块识别充电枪的充电状态，根据充电状态控制机械卷盘装置的运行，实现充电枪的自动拉伸和收缩。克服了传统充电枪的充电绳难于回收以及伸缩困难，小直径的回收卷绕盘无法满足性能要求，同时提升了吊轨式充电枪的人工智能程度，满足用户需求。
附图说明
17.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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
本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
18.图1为本说明书实施例提供的一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统的组成示意图；
19.图2为本说明书实施例提供的另一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统的结构示意图；
20.附图标记：1、吊轨；2、mcu智能控制系统图像；3、机械卷盘装置；4、智能充电枪收缩感应装置；5、图像采集ai人工智能识别模块。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
22.随着人工智能技术的快速发展，在轻碳经济发展下，清洁能源智能轨道充电机器人面临着产业发展的良好机遇。在大功率吊轨新能源电动汽车充电技术领域中，新能源以及混动汽车设备在设备充电技术领域面临着诸多问题，例如传统充电枪没有充电伸缩装置，让导缆裸露在设备外部，让充电电缆杂乱无章，甚至固定长度的充电枪充电电缆无法适应对充电距离的要求，难以在调整充电设备与电动汽车距离位置情况下，满足充电条件要求。在吊轨充电方面，大功率的快速吊轨充电桩设备，特别是大电流、高功率的快速充电设备传输线中，输电线传输电流比较大，存在的集肤效应增加了传输线的导线面积，导致生产出来的导线比较粗。此外，纯铜金属导致重量比较大，导致卷绕半径比较大，使得设备难于安装杂乱的充电枪设备，也没有合适的位置固定卷绕电缆。以上生产出来的笨拙充电设备无法满足人们的智能、多样化的生活需求。
23.由于充电枪上面的充电导线的材质一般采用纯铜金属材质，造成金属导线截面积的加粗以及材质的性质导致充电线比较坚硬，使得充电枪的充电绳难于回收以及伸缩困难，小直径的回收卷绕盘无法满足性能要求。
24.本说明书实施例提供一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统，图1为本说明书实施例提供的一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统的组成结构示意图，如图1所示，主要包括：智能控制模块、图像采集组件、机械卷盘装置以及充电枪收缩感应装置。
25.在本说明书的一个实施例中，智能控制模块可以设置在吊轨处，图像采集模块设置在智能控制模块的底部，可以设置在视野较开阔的位置，便于采集到完整的环境图像。机械卷盘装置设置在整个充电枪收缩装置的底部，横截面的卷缩在底盘，让比较硬质的输电线路能够有效地收集起来，依赖整个装置较宽大的下部截面积，能够更多的收卷充电线，实现远距离的输电线路能量的传输。充电枪收缩感应装置设置在充电枪的指定位置处，例如可以根据手握充电枪的位置，设置在充电枪的把手处。
26.在本说明书的一个实施例中，图像采集组件包括图像采集模块和图像传输模块，图像采集模块与图像传输模块相连，其中，图像模块用于采集充电环境图像，图像传输模块
用于将充电环境图像传输至智能控制模块。需要说明的是，图像采集模块可以是摄像头，也可以是高速相机，为了可以全方位采集环境图像，可以将摄像头设置为旋转摄像头，可以调节拍摄角度和拍摄范围。
27.在本说明书的一个实施例中，为了采集到全方位的图像，可以设置环境采集模块和多个车体采集模块，其中，环境采集模块用于采集充电环境图像，车体采集模块用于采集充电的电动汽车图像。通过设置环境采集模块，可以采集环境图像，识别环境图像中的车主的行为特征，根据车主的行为特征确定出对应的充电指令；设置多个车体采集模块，例如，可以通过车体采集模块采集充电汽车的车牌号，可以通过车体采集装置采集充电汽车的车标，根据车标对应的汽车品牌，匹配与当前车型对应的充电参数；还可以采集汽车的充电接口处的图像，在充电时及时监测汽车的充电状态，车体采集模块的数量可以根据实际情况设置，在说明书实施例在此不做限定。
28.在本说明书的一个实施例中，机械卷盘装置包括机械卷盘本体和卷盘驱动电机，卷盘驱动电机设置在机械卷盘上，卷盘驱动电机与智能控制模块相连，机械卷盘用于驱动机械卷盘的运动，以便于控制充电枪的拉伸和收缩。需要说明的是，卷盘驱动电机包括三种状态，一种是电机关闭状态，一种是电机带动机械卷盘顺时针转动，最后一种是电机带动机械卷盘逆时针转动，根据充电线的缠绕方式，机械卷盘顺时针和逆时针转动的对应的充电枪状态不同。在一种情况下，机械卷盘顺时针转动时，对应的充电枪状态为收缩状态，也就是将充电枪收进机械卷盘中；逆时针转动时对应的充电枪状态为拉伸状态，也就是将充电枪拉出，以供充电。在另一种情况下，机械卷盘顺时针转动时，对应的充电枪状态为拉伸状态；逆时针转动时对应的充电枪状态为收缩状态。具体根据充电线与机械卷盘的缠绕方式确定，本说明书实施例在此不做具体限定。
29.由于充电线外部为绝缘材料，在进行充电枪的收缩和拉伸时，充电线与机械卷盘之间存在摩擦力，导致拉伸或收缩效果不好，容易将充电线外部的绝缘材料损坏。
30.在本说明书的一个实施例中，在机械卷盘本体中设置多个环形凹槽，环形凹槽设置在机械卷盘的卷轴处，凹槽的宽度大于充电线的直径，每个所述环形凹槽用于存放充电导线。为了减小凹槽与充电线之间的摩擦力，可以在每个环形凹槽与充电导线的接触面处设置多个滚动件，例如滚珠，当拉动充电线运动时，若存在较大摩擦力，将会带动滚珠的运动，同时滚珠的运动可以带动充电线的运动，可以使得充电枪的拉伸和收缩更加省力，并且保护了充电线的外部绝缘材料。
31.为了实现充电枪收缩系统的自动化过程，在本说明书的一个实施例中，充电枪收缩系统的充电枪感应装置包括压力检测组件，压力检测组件用于检测充电枪指定位置处的压力值，压力检测组件与智能控制模块相连。通过设置充电枪感应装置，感应用户对充电枪的操作，此处可以是通过用户对充电枪施加的外部压力来判断，一般情况下，当用户需要充电时，通过充电枪收缩系统将充电枪拉伸至对应位置处，此时需要用户手动将充电枪的充电接口接入至车辆的充电接口，此时用户对充电枪施加外部压力；同样地，在充电完成后用户需要手动拔出，此时也会对充电枪产生外加压力。此外，还可以设置固定的充电规则和充满电收缩充电枪的规则，例如，用手紧握充电枪三次为开始充电，用手紧握充电枪两次为结束充电。本实施例在此不做具体限定。
32.在本说明书的一个实施例中，压力检测组件包括接触传感器和信号传输模块，其
中，接触传感器设置在充电枪上，通过接触传感器采集充电枪的外部压力，接触传感器通过信号传输模块与智能控制模块相连，将接触传感器采集到数据传输给智能控制模块。此外，压力检测组件还可以是压力传感器，通过压力传感器采集充电枪对应的压力值。
33.在本说明书的一个实施例中，智能控制模块包括控制芯片，此处的控制芯片可以是微控制单元(microcontroller unit，mcu)，需要说明的是，mcu又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central process unit；cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)、usb、a/d转换、uart、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
34.在本说明书的一个实施例中，智能控制模块用于根据汽车的充电环境图像以及充电枪指定位置处的压力值，控制机械卷盘装置中的充电枪状态。
35.具体包括：通过预先训练的充电状态识别模型，根据该汽车的充电环境图像，识别出该汽车的充电状态，其中，该充电状态包括待充电状态和充电完成状态；通过该充电枪收缩感应装置，采集该充电枪指定位置处的多个时刻对应的多个压力值；在该多个压力值中，确定出两个符合要求的压力值，其中，该两个符合要求的压力值所对应的采集时刻为相邻时刻，且该两个符合要求的压力值大于预设压力阈值；当该汽车的充电状态为未充电状态，控制该机械卷盘装置中的充电枪状态为拉伸状态，以便于将该充电枪拉伸至汽车处，对汽车进行充电；当该汽车的充电状态为充电完成状态，且存在该两个符合要求的压力值时，控制该机械卷盘装置中的充电枪状态为收缩状态，以便于将该充电枪收缩至该机械卷盘装置中。
36.在该多个压力值中，确定出两个符合要求的压力值，具体包括：按照每个压力值对应的采集时刻，将该多个压力值中相邻时刻对应的两个压力值作为一组；计算每组压力值的压力平均值；根据该每组压力值的压力平均值，在该多组压力值中确定出该压力平均值最大的第一组压力值，该第一组压力值中的两个压力值为符合要求的压力值。
37.在本说明书的一个实施例中，预先构建神经网络模型，并采集多个历史充电环境图像，对每个历史充电环境图像进行人工标注，当历史环境图像中同时出现汽车特征和用户特征时，根据汽车特征和用户特征进行充电状态的标注。一般情况下，若采集到的汽车特征中存在充电区域为开放状态，比如充电舱打开时一般是充电状态，若充电舱关闭一般是充电完成状态。对于用户特征，可以设置充电信号，例如用户抬手动作作为充电信号。用户特征可以根据实际情况设置。对历史环境图像进行人工标注后，使用多个历史环境图像对神经网络模型进行训练，得到充电状态识别模型，并将充电状态识别模型内嵌在智能控制模块中。
38.将汽车的充电环境图像，输入至预先训练的充电状态识别模型中，输出汽车的待充电状态，其中，充电状态包括待充电状态和充电完成状态。通过充电枪收缩感应装置，采集充电枪指定位置处的多个时刻对应的多个压力值，例如，连续十秒钟，每秒采集一次压力值，得到10个压力值。在该多个压力值中，确定出两个相邻时刻下，每个时刻的压力值均大于预设压力阈值的两个压力值。此时为用户发出的充电完成的信号，此处的充电完成信号标识用户手握充电枪两次，需要说明的是，预设压力阈值可以根据实验数据获得，实验数据为多个用户正常握住充电枪时，对应的压力平均值。
39.当该汽车的充电状态为未充电状态时，控制该机械卷盘装置中的充电枪状态为拉伸状态，以便于将该充电枪拉伸至汽车处，对汽车进行充电；当汽车的充电状态为充电完成状态，且存在该两个符合要求的压力值时，控制该机械卷盘装置中的充电枪状态为收缩状态，以便于将该充电枪收缩至该机械卷盘装置中。
40.在本说明书的一个实施例中，按照每个压力值对应的采集时刻，将该多个压力值中相邻时刻对应的两个压力值作为一组，例如，连续十秒中，每秒采集一次压力，将第一秒和第二秒对应的压力值为一组，第二秒和第三秒对应的压力值为一组，第三秒和第四秒对应的压力值为一组，依此类推，得到多组压力值，计算每组压力值的压力平均值，在多组压力值中确定出压力平均值最大的第一组压力值，该第一组压力值中的两个压力值为符合要求的压力值。一般情况下，当用户充电完成需要拔出充电枪时，初始状态下，用户未触碰充电枪，因此充电枪所受的压力为零，当充电完成需要发出充电完成的信号时，用户手握充电枪两次，此刻充电枪的压力骤增，连续两次对应的相邻时刻下的压力平均值最大。
41.在本说明书的一个实施例中，还包括自充电模块和储能装置，自充电模块与储能装置相连，自充电模块用于充电枪收缩系统的自充电。通过设置自充电模块和储能装置，通过储能装置储存电量，避免了特殊情况下的系统无法供电而导致的充电枪收缩系统无法正常使用。
42.在本说明书的一个实施例中，系统还包括智能收缩云台，智能收缩云台与智能控制模块相连，用于展示充电枪状态。需要说明的是，通过智能收缩云台可以实现与充电枪收缩系统的人机交互。
43.在本说明书的一个实施例中，智能收缩云台包括展示屏、可伸缩连接杆以及伸缩控制器，展示屏通过可伸缩连接杆与伸缩控制器相连。此处的展示屏可以是触摸展示屏，通过伸缩控制器控制可伸缩连接杆的伸缩情况，用于实现展示屏的收放功能。此外，通过可触摸展示屏，可以查看当前的充电情况，用户还可以通过可触摸展示屏，点击展示屏中的暂停键，实现暂停充电等功能。
44.通过上述技术方案，设置图像采集组件和充电枪收缩感应装置，通过智能控制模块识别充电枪的充电状态，根据充电状态控制机械卷盘装置的运行，实现充电枪的自动拉伸和收缩。克服了传统充电枪的充电绳难于回收以及伸缩困难，小直径的回收卷绕盘无法满足性能要求，同时提升了吊轨式充电枪的人工智能程度，满足用户需求。
45.本说明书实施例还提供另一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩系统，图2为本说明书实施例提供的另一种的结构示意图，如图2所示，主要包括：mcu智能控制系统2、图像采集ai人工智能识别模块5、机械卷盘装置3、智能充电枪收缩感应装置4、智能屏幕收缩云台，其中，mcu智能控制系统2控制在吊轨1上。
46.mcu智能控制系统实现吊轨充电桩充电枪智能收缩装置的整体控制，使用mcu智能控制芯片，实现整个系统的逻辑控制。负责机械卷盘的卷盘控制，即充电枪的智能收缩；还用于图像采集ai人工智能的识别采集，把采集到的数据进行神经网络计算，通过人工智能技术识别车辆、以及人员情况，实现准确判断位置信息。还负责智能充电枪收缩感应装置的通信，以及判断是否将充电枪收回，还负责智能屏幕云台控制，对屏幕云台的的下放和收起起到控制作用，在整个系统中担任人工智能的控制中心的作用。
47.图像采集ai人工智能识别模块实现吊轨充电桩充电枪智能收缩装置的人工ai识
别的作用，识别汽车的位置，利用卷积神经网络算法把汽车模型的特征点提取出来，准确的判断是汽车还是其他物体，减少其他物体的错误判断，以及对人体的识别，当识别到物体的时候，如果没有识别到人体的对汽车发出的充电动作，图像人工智能识别模块也不会给mcu装置控制系统发出控制指令，同时在人没有拔出充电枪驾车离开的时候，人工智能识别模块会识别汽车发动、启动前进的动作，发出警告语音提示；
48.机械卷盘装置实现吊轨充电桩充电枪智能收缩装置的充电输电线路的机械收卷功能，设置在整个装置的下面，横截面的卷设置在底盘，让比较硬质的输电线路能够有效地收集起来，依靠整个装置的宽大的下部截面积，能够更多的收卷绳索，实现远距离的输电线路能量的传输；
49.智能充电枪收缩感应装置实现吊轨充电桩充电枪智能收缩装置的充电枪输电线的收起功能感应信号，车辆实现能量的充满功能，车主在拔出充电枪的时候，用手紧握住充电枪把手两下，智能充电枪收缩感应装置感应到连续的两次压力信号，给mcu发出控制命令，mcu智能装置收到信号，通过图像识别信号判断此时是否完成充电任务，实现充电枪的收起功能；
50.智能屏幕收缩云台实现吊轨充电桩充电枪智能收缩装置云控制平台人机交互的功能，当人工智能ai识别到有人体发出充电的有效信号的时候，智能屏幕收缩云台装置慢慢往下放下来，客户可以用手控制点击触摸屏，实现客户充电的其他需求。
51.通过上述技术方案，克服了传统充电枪的充电绳难于回收以及伸缩困难，小直径的回收卷绕盘无法满足性能要求，同时也解决了传统地面立柱式、单一吊轨式没有人工智能体验等问题。采用可伸缩的吊轨充电桩充电枪智能收缩装置，解决了传统常规充电枪收缩困难、枪头外漏不安全以及人工智能性能不高的一系列弊端问题，具有经济性、使用性等优势，对吊轨充电桩产业前景发展有着创新性优势。
52.本说明书实施例还提供一种应用于吊轨式充电桩的充电枪收缩方法，应用于充电枪收缩系统，方法包括：通过充电枪收缩系统的图像采集组件，采集充电环境图像；通过充电枪收缩系统的充电枪收缩感应装置，采集充电枪指定位置处的压力值；充电枪收缩系统的智能控制模块，根据充电环境图像和充电枪指定位置处的压力值，确定出充电枪的状态，其中，充电枪的状态包括拉伸状态和收缩状态；充电枪收缩系统的智能控制模块，根据充电枪的状态，控制机械卷盘装置，实现充电枪的拉伸和收缩。
53.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
54.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
55.以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明
书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。