车辆自动充电系统及车辆自动充电方法与流程

1.本公开涉及自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种车辆自动充电系统及车辆自动充电方法。


背景技术：

2.随着无人驾驶技术的不断发展，无人车在人们生活中发挥的作用也越来越重要。目前业内无人车充电均为人工手动操作，即以人工干预的方式将车辆的充电头手动插入充电插座，待车辆充满电后再手动将充电头拔出。人工手动操作的方式严重制约了无人车的全天候、全自动的理想工作模式的应用，因此亟需一种能够自动化解决无人车充电的技术方案。


技术实现要素：

3.本公开一些实施例提供了一种车辆自动充电系统，包括：
4.电动车辆，设置有充电头，所述充电头配置为接入电源为所述电动车辆充电；
5.充电桩，具有充电盒，配置为与所述充电头电连接以为所述电动车辆充电；
6.图像采集装置，设置在所述电动车辆和/或充电桩上，配置为实时采集电动车辆靠近所述充电桩时所述充电头与所述充电盒的图像以确定所述充电头与所述充电盒的相对位置；以及
7.控制装置，设置在所述电动车辆和/或充电桩上，配置为控制所述电动车辆靠近所述充电桩并使得所述充电头与所述充电盒对准并对接。
8.在一些实施例中，所述充电桩包括：
9.第一表面，所述充电盒设置在所述第一表面上；
10.第一移动组件，与所述充电盒连接，配置为使得所述充电盒在第一方向上移动；
11.第二移动组件，与所述充电盒连接，配置为使得所述充电盒在第二方向上移动，其中第二方向与所述第一方向相互垂直。
12.在一些实施例中，所述充电盒包括：
13.容置槽，所述容置槽的底面与所述第一表面平行设置，配置为当所述充电盒与所述充电头对准时容置所述充电头；
14.第一推杆组件，其至少一部分设置在所述容置槽中，配置为在第一方向上推动所述充电头，使得所述充电头在第一方向上移动；以及
15.第二推杆组件，其至少一部分设置在所述容置槽中，配置为在第二方向上推动所述充电头，使得所述充电头在第二方向上移动，
16.其中，所述第一推杆组件和所述第二推杆组件中的至少一个上设置有第一充电接口，所述充电头上设置有第二充电接口，所述第一推杆组件和所述第二推杆组件分别在第一方向和第二方向上推抵所述充电头使得所述第一充电接口与所述第二充电接口对接以执行充电操作。
17.在一些实施例中，所述第一推杆组件包括：
18.第一杆体，设置在所述容置槽内，沿所述第二方向延伸，所述第一杆体的长度基本上等于所述容置槽在第二方向上的宽度；以及
19.第一推动杆，穿过所述容置槽的第一侧壁，沿第一方向延伸，所述第一推动杆的第一端与所述第一杆体连接，所述第一推动杆的第二端配置为接收外力使得所述第一推动杆带动所述第一杆体在第一方向上移动。
20.在一些实施例中，所述第二推杆组件包括：
21.第二杆体，设置在所述容置槽内，所述第二杆体在第一方向上的宽度与所述充电头在第一方向上的宽度基本上相同，所述第一充电接头设置在所述第二杆体上；以及
22.第二推动杆，穿过所述容置槽的第二侧壁，沿第二方向延伸，所述第二推动杆的第一端与所述第二杆体连接，所述第二推动杆的第二端配置为接收外力使得所述第二推动杆带动所述第二杆体在第二方向上移动。
23.在一些实施例中，所述充电头与所述充电盒对接的过程中，所述充电头与所述容置槽的底面是相互吸合的。
24.在一些实施例中，所述充电头设置在所电动车辆壳体上，配置为当执行充电操作时自所述电动车辆壳体朝向远离所述电动车辆的方向伸出，当充电操作完成后缩回所述电动车辆壳体内。
25.在一些实施例中，所述充电头由韧性的伸缩杆支撑。
26.本公开提供一种车辆自动充电方法，采用前述实施例所述的车辆自动充电系统，所述方法包括：
27.当电动车辆电量低于第一阈值时，所述控制装置控制所述电动车辆返回充电桩处；
28.基于图像采集装置实施采集的充电头与所述充电盒的相对位置信息，控制装置控制所述电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒对准并对接；以及
29.控制装置控制所述充电桩对所述电动车辆执行充电操作。
30.在一些实施例中，所述方法还包括：
31.当电动车辆电量高于第二阈值时，所述控制装置控制所充电盒与所述充电头脱离。
32.本公开实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：
33.本公开通过图像采集装置获取充电头与充电桩上的充电盒的图像并定位，通过控制装置控制所述电动车辆靠近所述充电桩并使得所述充电头与所述充电盒对准并对接，实现电动车辆的全自动充电，无需人员介入。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：
35.图1为本公开一些实施例提供的车辆自动充电系统的结构示意图；
36.图2为本公开一些实施例提供的自动驾驶的事件记录方法的流程图；
37.图3为本公开一些实施例提供的充电桩的结构示意图。
具体实施方式
38.为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。
39.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当一个元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
40.本公开提供一种车辆自动充电系统，包括：电动车辆，设置有充电头，所述充电头配置为接入电源为所述电动车辆充电；充电桩，具有充电盒，配置为与所述充电头电连接以为所述电动车辆充电；图像采集装置，设置在所述电动车辆和/或充电桩上，配置为实时采集电动车辆靠近所述充电桩时所述充电头与所述充电盒的图像以确定所述充电头与所述充电盒的相对位置；以及控制装置，设置在所述电动车辆和/或充电桩上，配置为控制所述电动车辆靠近所述充电桩并使得所述充电头与所述充电盒对准并对接。
41.本公开通过图像采集装置获取充电头与充电桩上的充电盒的图像并定位，通过控制装置控制所述电动车辆靠近所述充电桩并使得所述充电头与所述充电盒对准并对接，实现电动车辆的全自动充电，无需人员介入，实现电动车辆充电过程的完全自动化。
42.下面结合附图详细说明本公开的可选实施例。
43.图1为本公开一些实施例提供的车辆自动充电系统的结构示意图，图2为本公开一些实施例提供的车辆自动充电系统的结构示意图，其中图1和图2示出了不同的视角。
44.如图1和图2所示，本公开一些实施例提供一种车辆自动充电系统100，来实现电动车辆的全自动充电。
45.一种车辆自动充电系统100例如包括电动车辆10、充电桩20、图像采集装置以及控制装置。
46.电动车辆，例如为无人驾驶车辆、自动驾驶车辆等，其可以基设计路线自动行驶，无需人员进行操作。电动车辆设置有充电头11，所述充电头配置为接入电源为所述电动车
辆充电。充电头11，例如设置在电动车辆的尾部。
47.充电桩，例如设置在预定位置处，用于给电动车辆进行充电，充电桩例如设置在停车位处。充电桩20可以具有充电盒21，配置为与所述充电头11电连接以为所述电动车辆充电。
48.图像采集装置，例如设置在所述电动车辆10和/或充电桩20上，配置为实时采集电动车辆10靠近所述充电桩20时所述充电头11与所述充电盒21的图像以确定所述充电头11与所述充电盒21的相对位置，可以在电动车辆执行自动充电的过程中，对需要对接的充电头11和充电盒21实时定位便于两者准确对接。在一些实施例中，图像采集装置可以设置在其他位置，例如为地面车位上，只要在电动车辆执行自动充电的过车中可以实时采集电动车辆10靠近所述充电桩20时所述充电头11与所述充电盒21的图像即可。
49.在一些实施例中，图像采集装置例如为摄像头，摄像头的数量为多个，一部分摄像头设置在电动车辆上，另一部分摄像头设置在桩体上，通过多个摄像头实时采集的充电头11与所述充电盒21的图像来对两者进行定位。
50.控制装置，例如设置在所述电动车辆和/或充电桩上，配置为控制所述电动车辆10靠近所述充电桩20并使得所述充电头11与所述充电盒21对准并对接。控制装置可以对电动车辆即充电桩执行控制操作。当控制装置设置在电动车辆10上，充电桩10可以通过无线网络与控制装置连接，来接收控制装置的控制信号。当控制装置设置在充电桩20上，电动车辆10可以通过无线网络与控制装置连接，来接收控制装置的控制信号。
51.在一些实施例中，控制装置还可以设置在第三方上，此时电动车辆10及充电桩20均可以通过无线网络与控制装置连接，来接收控制装置的控制信号。
52.图3为本公开一些实施例提供的充电桩的结构示意图，结合图1至图3所示，所述充电桩20具有面向电动车辆的第一表面22，充电盒21例如设置在第一表面22上。当电动车辆10返回充电桩20充电时，电动车辆10的尾部与第一表面22相对，如此设置，位于电动车辆10尾部上的充电头11便于与第一表面22上的充电盒21对准。
53.如图2所示，第一表面22上设置有容纳槽221，充电盒21例如设置在容纳槽221中，充电盒21可以在容纳槽221中移动，以与充电头进行位置对准，便于两者对接。
54.充电桩20还包括第一移动组件23，与所述充电盒21连接，配置为带动所述充电盒21在第一方向上，例如为水平方向移动。在一些实施例中，第一移动组件23例如包括滑块，其可以在沿第一方向延伸的第一导轨24滑动。
55.充电桩20还包括第二移动组件24，与所述充电盒21连接，配置为带动所述充电盒21在第二方向，例如为竖直方向上移动，其中第二方向与所述第一方向相互垂直。在一些实施例中，第二移动组件25例如包括第二滑轨，其沿第二方向延伸，充电盒21与第二滑轨滑动连接，使得充电盒21可以在第二方向上移动。
56.在一些实施例中，如图2所示，第二移动组件25的一端部与第一移动组件23固定连接，第一移动组件23在第一方向上移动时带动第二移动组件25即充电盒21在第一方向上移动。
57.通过第一移动组件23和第二移动组件25可以使得充电盒21可以在容纳槽221内移动，以与充电头11对准。
58.在一些实施例中，所述充电盒21包括容置槽211，所述容置槽211的底面与所述第
一表面22平行设置，当所述充电盒21与所述充电头11对准时容置所述充电头11。
59.当控制装置控制电动车辆10返回充电桩20进行充电的操作过程中，电动车辆10逐渐靠近充电桩20的过程中，充电头11与充电桩20上的充电盒21并不一定处于对准状态，即充电头11在充电桩20的第一表面22上的正投影并未落入容置槽211中。此时，控制装置控制第一移动组件23和第二移动组件25使得充电盒21在容纳槽221中移动，以使得充电盒21与所述充电头11对准，此时，充电头11在充电桩20的第一表面22上的正投影落入容置槽211中。
60.在一些实施例中，所述充电头11与所述充电盒21对接的过程中，所述充电头11与所述容置槽211的底面是可以相互吸合的，保证两者可以比较紧密的贴紧，避免充电头11余充电盒21脱落。
61.在一些实施例中，如图1至图3所示，所充电盒21还包括第一推杆组件212和第二推杆组件213，第一推杆组件212和第二推杆组件213用于推抵并定位吸附在容置槽211的底面上的充电头11使得充电头11上的充电接口与充电盒21上的充电接口可以准确对接。
62.第一推杆组件212其至少一部分设置在所述容置槽211中，配置为在第一方向，例如为水平方向上推动所述充电头11，使得所述充电头在第一方向例如为水平方向上移动。第二推杆组件213其至少一部分设置在所述容置槽211中，配置为在第二方向，例如为竖直方向上推动所述充电头11，使得所述充电头11在第二方向,例如为竖直方向上移动。
63.所述第一推杆组件212和所述第二推杆组件213中的至少一个上设置有第一充电接口，所述充电头11上设置有第二充电接口，所述第一推杆组件212和所述第二推杆组件213分别在第一方向和第二方向上推抵所述充电头11使得所述第一充电接口与所述第二充电接口对接以执行充电操作。
64.在一些实施例中，如图1至图3所示，所述第一推杆组件212包括第一杆体2122以及第一推动杆2121。第一杆体2122例如设置在所述容置槽211内，沿所述第二方向，例如为竖直方向延伸，所述第一杆体2122的长度基本上等于所述容置槽211在第二方向上的宽度。
65.第一推动杆2121穿过所述容置槽211的第一侧壁，例如为左侧壁，沿第一方向，例如为水平方向延伸，所述第一推动杆2121的第一端与所述第一杆体2122连接，所述第一推动杆2121的第二端配置为接收外力使得所述第一推动杆2121带动所述第一杆体2122在第一方向，例如为水平方上移动。如此设置，第一推杆组件212可以推动吸附在容置槽211底壁上的充电头11，例如使得充电头11移动至容置槽211的右侧壁处与容置槽211的右侧壁抵接。
66.在一些实施例中，所述第二推杆组件213包括第二杆体2132以及第二推动杆2131。第二杆体2132，设置在所述容置槽211内，所述第二杆体2131在第一方向上的宽度与所述充电头11在第一方向上的宽度基本上相同，所述第一充电接头例如设置在所述第二杆体2131上。第二推动杆2131穿过所述容置槽211的第二侧壁，例如为上侧壁，沿第二方向延伸，所述第二推动杆2131的第一端与所述第二杆体2132连接，所述第二推动杆2131的第二端配置为接收外力使得所述第二推动杆2131带动所述第二杆体2132在第二方向，例如为竖直方向上移动。例如，第二推杆组件213可以推动移动至容置槽211的右侧壁处的充电头11在竖直方向上向下移动至容置槽211的下侧壁处，并与容置槽211的下侧壁抵接。在该位置处，充电头11上的第二充电接口可以与第二杆体2132上的第一充电接口对准，随着第二推杆组件213
进一步在第二方向行移动，可以使得充电头11上的第二充电接口与所述第二杆体2132上的第一充电接口完成插接式对接。
67.在一些实施例中，第一充电接口和第二充电接口中的一个例如为充电公接头，另一个为充电母接槽，充电公接头可以插入充电母接槽中实现插接式对接。
68.在一些实施例中，所述充电头11设置在所电动车辆10壳体上，配置为当执行充电操作时自所述电动车辆11壳体朝向远离所述电动车辆11的方向伸出，当充电操作完成后缩回所述电动车辆壳体内。避免车体在靠近充电桩进行充电的过程中冲撞充电桩。
69.在一些实施例中，如图1至图3所示，所述充电头11由韧性的伸缩杆12支撑。当电动车辆10靠近充电桩20来进行自动充电时，可以保持电动车辆10和充电桩20在第一方向和第二方向上的相对位置不变的情况下，通过第一推杆组件212和所述第二推杆组件213调整吸附在充电盒21的容置槽211底壁上的充电头11的位置来使得充电头11与充电盒21对准插接，增加了自动充电的鲁棒性。
70.本公开一些实施例还提供一种车辆自动充电方法，采用前述实施例所述的车辆自动充电系统，所述方法包括以下步骤：
71.s101：当电动车辆电量低于第一阈值时，所述控制装置控制所述电动车辆返回充电桩处；
72.电动车辆上的电量检测装置实施检测电动车辆的电量，当电动车辆电量低于第一阈值时，控制装置向电动车辆发出返回充电桩充电的指令，电动车辆例如定位最近的充电桩，并计算最优路线前往，电动车辆例如通过自动泊车系统自动停入对应充电桩的停车位中。
73.s102：基于图像采集装置实施采集的充电头与所述充电盒的相对位置信息，控制装置控制所述电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒对准并对接。
74.在电动车辆停车入位并靠近充电桩的过程中，充电头例如自电动车辆尾部朝向充电桩伸出，图像采集装置，例如摄像头可以实时采集充电头与所述充电盒的位置，进而获取两者的相对位置信息，根据该位置信息，控制装置控制电动车辆调整位置及姿态，使得充电头在充电桩第一表面上的正投影落入容纳槽内，进一步地，控制装置根据实时的充电头与充电盒的相对位置信息控制充电桩的第一移动组件和第二移动组件来调整充电盒在容纳槽中的位置，使得充电头在充电桩第一表面上的正投影落入充电盒上的容置槽内，实现电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒对准，然后控制装置控制第一推杆组件和第二推杆组件，将吸附在充电盒容置槽底壁上的充电头推抵至预定位置，使得电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒可以对准插接，实现电路连通。
75.s103：控制装置控制所述充电桩对所述电动车辆执行充电操作。
76.在所述电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒完全对接，控制装置控制所述充电桩对电动车辆执行充电操作。
77.在一些实施例中，车辆自动充电方法还包括以下步骤：
78.s104：当电动车辆电量高于第二阈值时，所述控制装置控制所充电盒与所述充电头脱离。
79.当电动车辆上的电量检测装置检测到电动车辆电量高于第二阈值时，例如为满电时，控制装置控制所充电盒与所述充电头脱离，充电头缩回电动车辆的壳体内。
80.以下具体介绍车辆自动充电系统的具体工作原理。
81.电动车辆上的电量检测装置实时获取电动车辆的电量数据，当电量低于预设第一阈值时，控制装置向电动车辆发出返回充电桩充电的指令，电动车辆例如定位最近的充电桩，并计算最优路线前往。
82.当电动车辆来到充电桩附件时，自动泊车系统控制电动车辆泊入停车位。在电动车辆停车入位并靠近充电桩的过程中，充电头例如自电动车辆尾部朝向充电桩伸出，图像采集装置，例如摄像头可以实时采集充电头与所述充电盒的位置，进而获取两者的相对位置信息，例如获取两盒的相对的位置坐标信息。根据该位置信息，控制装置控制电动车辆调整位置及姿态，使得充电头在充电桩第一表面上的正投影落入容纳槽内，实现充电头与充电桩的初步对位。
83.进一步地，控制装置根据实时的充电头与充电盒的相对位置信息控制充电桩的第一移动组件和第二移动组件来调整充电盒在容纳槽中的位置，使得充电头在充电桩第一表面上的正投影落入充电盒上的容置槽内，实现电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒对准，然后控制装置控制第一推杆组件和第二推杆组件，将吸附在充电盒容置槽底壁上的充电头推抵至预定位置，使得电动车辆的充电头与所述充电桩上的充电盒可以对准插接，实现电路连通。
84.当电动车辆上的电量检测装置检测到电动车辆电量高于第二阈值时，控制装置向充电桩发出断电指令。通过第一推杆组件和/或第二推杆组件的反方向移动，例如第一推杆组件向容置槽的左侧壁移动，第二推杆组件向容置槽的上侧壁移动，使得充电盒与充电头相脱离。充电头缩回电动车辆的壳体内，完成充电电动车辆可以驶离充电桩。
85.最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
86.以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。