利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统及方法与流程

本发明涉及无线充电领域，特别是涉及利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统。

背景技术：

作为传输电力领域的一种新技术，无线电力传输与传统传输方式相比有其明显的优点，这种技术解除了对于传输导线的依赖，从而可以更方便和灵活地加以应用，随着市场需求扩大无线充电市场关注度在不断提升，业界也更加看好无线充电技术发展前景。

放眼全球数码电子产业，移动充电已经呈现出一种必然的发展方向。随着具有全球性的统一行业协会qi、wpc等制定的标准已经得到普遍认同，各大厂商已经开始将无线充电功能纳入其产品设计中去。比如手机行业巨头苹果、三星等，已经在其现有及新款的手机中，添加了无线充电功能。

各种类型的无线充电系统均具有发射台和接收设备。无线充电系统中，接收设备和发射设备两者的磁力充电线圈必须通过完全或者大部分面积重合才能产生耦合效应来实现充电功能。而为了使接收设备和发射设备两者的磁力充电线圈完全或者大部分面积重合，现有技术主要通过3种方式去实现：

1、固定位置磁力吸附，通过结构设计固定位置或者人为的把接收设备的磁力充电线圈放置在发射设备的磁力充电线圈附近；

2、增大磁力发射设备的磁力充电线圈面积或者个数；

3、计算接收设备和发射设备两者的磁力充电线圈的耦合度来确定接收设备的线圈的位置，即通过机械滑轨移动发射设备的磁力充电线圈的同时，计算接收设备和发射设备两者的磁力充电线圈的耦合度来确定接收设备的线圈的位置；

但上述现有技术都有很大的局限性和不足：

1、固定位置磁力吸附的方式使用场景不够灵活，需要人为摆放或者调整；

2、增大磁力发射设备的磁力充电线圈面积或者个数造成产品成本大幅增加，尤其在大面积的充电台；

3、通过滑轨机械的移动发射设备的磁力充电线圈的方式效率太低，遍历所有位置所花时间常常需要几十秒，并且很难实现一对多(一台发射设备同时对应多台充电设备)。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通过发射设备内部内嵌的摄像头和光源，采集充电设备的图像信息，利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统，包括充电发射平台、无线充电线圈、摄像头模组、光源以及控制电联接以上部件的控制模组，无线充电线圈设置在充电发射平台下方，摄像头模组位于充电发射平台下方，光源设于充电发射平台周围，还包括位移组件，位移组件与无线充电线圈连接，控制模组控制电联接位移组件。

在一些实施方式中，充电发射平台为透光平台。

在一些实施方式中，位移组件包括导轨和驱动电机，驱动电机与控制模组电联接，导轨与无线充电线圈连接。

在一些实施方式中，还包括重力感应模组，重力感应模组与充电发射平台感应连接，重力感应模组与控制模组电联接。

在一些实施方式中，还包括光感应器，光感应器与控制模组电联接。

在一些实施方式中，光源为led光源。

利用图像处理技术定位充电设备的无线充电方法，包括如下方法步骤：

s1：重力感应模组感应到充电设备放置在充电发射平台，摄像头模组捕捉充电发射平台图像，并反馈信息发送至控制模组；

s2：控制模组接收图像信息，分析图像信息，检测充电设备的个数，并分别计算出充电设备的几何中心；

s3：控制模组根据充电设备在充电发射平台的区域位置，计算分配无线充电线圈，并通过驱动位移组件将无线充电线圈移至充电设备下方；

s4：控制模组通过充电设备与无线发射线圈的耦合强度对无线充电线圈的位置进行微调，保证充电设备无线充电接收线圈的最高效位置，并开启充电。

在一些实施方式中，其中s2步骤中，若图像信息清晰可见，则检测充电设备的个数，并分别计算出充电设备的几何中心，并进入s3；若图像光线不足造成不够清晰，则启动光源，摄像头模组重新捕捉充电发射平台图像。

在一些实施方式中，其中s4步骤中，通过耦合的强弱也可以判定充电设备的充电状态或是其他物品，若是其他物品，则无线充电线圈停止工作。

在一些实施方式中，其中s2步骤中，对图像处理的步骤包括：①图像前期处理；②边缘检出；③直线检出；④几何中心确立。

本发明的有益效果为：本发明利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统及方法，1、场景灵活，不需要人为摆放或者调整充电设备位置即可完成高效的无线充电；2、能有效利用磁力发射设备的磁力充电线圈，尤其在大面积的充电台；3、通过图像定位后再微调的方式效率很高，容易实现一对多(一台发射设备同时对应多台充电设备)无线充电。

附图说明

图1为本发明利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统的俯视结构示意图；

图2为图1的正面结构示意图；

图3为本发明利用图像处理技术定位充电设备的无线充电方法的图片处理步骤图；

图4为图3处理过程中的实例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统，包括充电发射平台、无线充电线圈、摄像头模组、光源以及控制电联接以上部件的控制模组，无线充电线圈设置在充电发射平台下方，摄像头模组位于充电发射平台下方，光源设于充电发射平台周围，还包括位移组件，位移组件与无线充电线圈连接，控制模组控制电联接位移组件。

充电发射平台即充电设备充电放置的平台区域，是本发明的主体功能区，下方是无线充电模块。要求有良好的可见光或不可见光的透过性，半透明或全透明，非电磁屏蔽材质。

无线充电线圈可以将电能转化为变化的磁场和电磁波将能量输出，充电设备的无线接收端再将磁场和电磁波转化为电能，收发端相互作用，完成电能传递和耦合。除了实现能量传递外，也通过耦合状态传递给控制模组，判断无线接收线圈与无线发射线圈的重合度。

位移组件包括导轨和驱动电机，驱动电机与控制模组电联接，导轨与无线充电线圈连接。驱动电机驱动导轨，在电机的驱动下，将固定在上面的无线发射线圈移动至指定位置。

还包括重力感应模组，重力感应模组与充电发射平台感应连接，重力感应模组与控制模组电联接。重力感应模块能够检测到充电平台的重力变化，用于检测是否有设备放到充电平台上。检测到后触发摄像头模组开始捕捉图像。

还包括光感应器，光感应器与控制模组电联接。光传感器用于感知环境光的强度。当环境光亮度不足时，将信号传递至控制模组。

光源为led光源，固定于充电发射平台的周围，接收控制模组的触发信号。当环境光不足时，提供光源，保证捕捉到的图像清晰有效。

利用图像处理技术定位充电设备的无线充电方法，包括如下方法步骤：

s1：重力感应模组感应到充电设备放置在充电发射平台，摄像头模组捕捉充电发射平台图像，并反馈信息发送至控制模组；

s2：控制模组接收图像信息，分析图像信息，检测充电设备的个数，并分别计算出充电设备的几何中心；

s3：控制模组根据充电设备在充电发射平台的区域位置，计算分配无线充电线圈，并通过驱动位移组件将无线充电线圈移至充电设备下方；

s4：控制模组通过充电设备与无线发射线圈的耦合强度对无线充电线圈的位置进行微调，保证充电设备接收无线充电线圈的最高效位置，并开启充电。

其中s2步骤中，若图像信息清晰可见，则检测充电设备的个数，并分别计算出充电设备的几何中心，并进入s3；若图像光线不足造成不够清晰，则启动光源，摄像头模组重新捕捉充电发射平台图像。

其中s4步骤中，通过耦合的强弱也可以判定充电设备的充电状态或是其他物品，若是其他物品，则无线充电线圈停止工作。

其中s2步骤中，对图像处理的步骤包括：①图像前期处理；②边缘检出；③直线检出；④几何中心确立。

通过图像处理技术定位充电设备的原理：

因为现有被充电电子设备，尤其是智能手机、平板电脑等，绝大多数外观都为直线型的边缘，使用图像处理的技术可以准确而高精度的实现。其过程如图3，通过光源照射后采集的设备阴影轮廓图像，先进行图像预处理，减少噪点，突出充电设备。利用图像处理技术能够准确的检测出这些设备的边缘和直线，即确定了各个充电设备的轮廓位置(图4)，从而准确计算出充电设备的个数及其几何中心。然后则可以控制发射线圈快速的移动到充电设备下进行无线充电。

本发明的有益效果为：本发明利用图像处理技术定位充电设备的无线充电系统及方法，1、场景灵活，不需要人为摆放或者调整充电设备位置即可完成高校的无线充电；2、能有效利用磁力发射设备的磁力充电线圈，尤其在大面积的充电台；3、通过图像定位后再微调的方式效率很高，容易实现一对多(一台发射设备同时对应多台充电设备)无线充电。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。