[发明专利]一种智能无线充电系统及其充电方法

权利要求书

1.一种智能无线充电系统的充电方法，其特征在于：所述充电方法包括如下步骤，

步骤1：智能无线充电车的射频通信模块接收来自无线充电器的充电请求信号或充电完成信号，充电车主控模块确定卸载或捡拾对象及其移动路径的任务列表，如果任务为空或已经全部完成，则转到步骤12；

步骤2：充电车动力装置发出运动控制信号驱动智能无线充电车沿行进路线行进到待充电的无线网络节点充电对象附近；

步骤3：智能无线充电车的视频采集模块对无线网络节充电对象的LED信标指示灯进行视频图像采集；

步骤4：充电车主控模块计算无线网络节充电对象LED信标指示灯的动态质心位置O_动态；

步骤5：充电车主控模块计算O_动态和O_目标的像素距离d＝||O_动态-O_目标||，如果d大于预设值d_预设，则转步骤6，否则转步骤8；

步骤6：通过智能无线充电车定位，确定智能无线充电车需要移动的距离和方位；

步骤7：充电车主控模块发出控制指令，由充电车动力装置驱动智能无线充电车进行运动，进而控制智能无线充电车产生位置和方位改变；

步骤8：智能无线充电车针对当前无线网络节点充电目标的位置移动结束；

步骤9：充电器抓手动作机构驱动充电器抓手作横向、纵向和垂直方向抓取无线充电器；

步骤10：对无线网络节点充电对象进行无线充电；

步骤11：转步骤1；

步骤12：结束。

2.根据权利要求1所述的一种智能无线充电系统的充电方法，其特征在于：所述步骤6中智能无线充电车定位的方法包括如下步骤：

步骤6.1：智能无线充电车的视频图像采集模块获取无线网络节点或无线充电器上的LED信标矩形视频图像；

步骤6.2：通过识别视频图像中的LED信标指示灯，判别是定位目标；

步骤6.3：通过智能无线充电车与无线充电器或无线网络节点相对位置，计算智能无线充电车距离定位目标的距离矢量；

步骤6.4：判断智能无线充电车距离标准收放位置的距离和方位偏差，如果小于预先定义的阈值，则转到步骤6.7；

步骤6.5：根据距离和方位偏差控制充电车动力装置进行运动，修正智能无线充电车的位置和角度；

步骤6.6：转到步骤6.1，持续对充电车的位置和角度进行修正；

步骤6.7：定位结束。

3.根据权利要求2所述的一种智能无线充电系统的充电方法，其特征在于：所述步骤6.3中智能无线充电车与无线充电器或无线网络节点相对位置的计算方法包括如下步骤：

步骤6.3.1：以定位目标为中心，在其附近系列非均匀密度布置的预设网状位置点P上，智能无线充电车的视频图像采集模块采集定位目标LED信标矩形的视频图像；预设网状位置点，P_i，j＝P(x_ij，y_ij)为在第(i，j)个位置点处智能无线充电车距离定位目标的距离矢量；x_ij和y_ij分别是第(i，j)个位置点处智能无线充电车位置的横坐标和纵坐标；i＝1，2，…，M，j＝1，2，…，N，其中M和N分别为预设网状位置点横向和纵向序号；

步骤6.3.2：计算各预设位置点上所采集的视频图像中LED信标矩形质心O_i，j的像素坐标O(x′_ij，y′_ij)：

其中x′_ij和y′_ij分别是当充电车位于第(i，j)个预设位置点处所采集的视频图像中LED信标矩形质心O_i，j的像素横坐标和纵坐标；上式中，L_k＝L_k(x，y)，k＝1，2，3，4，是视频图像中LED信标矩形四个顶点的像素坐标；

步骤6.3.3：建立视频图像中LED信标矩形质心O_i，j与智能无线充电车距离定位目标的距离矢量P_i，j之间的一一对应关系，即，x′_ij对应x_ij，y′_ij对应y_ij；

步骤6.3.4：智能无线充电车实时采集目标定位的LED信标灯矩形L₁～L₄的视频图像，按下式计算LED信标矩形质心O的像素坐标O(x′，y′)：

其中x′和y′分别是当充电车在采集的视频图像时LED信标矩形质心O的像素横坐标和纵坐标；L_k＝L_k(x，y)，k＝1，2，3，4，是视频图像中LED信标矩形四个顶点的像素坐标；

步骤6.3.5：将x′和所有的x′_ij一起按数值大小进行排序，将y′和所有的y′_ij一起按数值大小进行排序，使得：

x′_small＜x′＜x′_big

y′_small＜y′＜y′_big

其中，x′_small和x′_big均属于x′_ij，y′_small和y′_big均属于y′_ij；根据步骤3的对应关系，令x′_small对应x_small，x′_big对应x_big，y′_small对应y_small，y′_big对应y_big，若找不到符合上式的x′_small或y′_small，则令：

x′_small＝0或y′_small＝0；

若找不到符合上式的x′_big或y′_big，则令：

x′_big＝+∞或y′_big＝+∞；

步骤6.3.6：计算智能无线充电车距离定位目标的距离矢量P(x，y)：

x＝x_small+αx_big

y＝y_small+βy_big

其中，为横向缩放因子，为纵向缩放因子。