[发明专利]一种电动汽车充电接口视觉识别定位方法及充电系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电接口视觉识别定位方法及充电系统，采用本发明的方法不需要对电动汽车充电接口的机械结构做大幅度改动，不需要激光测距里等复杂仪器，仅需要在现有的电动汽车充电枪上增加单目相机，使用一帧图像即可实现对充电接口位姿的识别，因此本办法的适应性更好，成本更低。并且本发明通过识别电动汽车充电接口在相机坐标系下的位置和姿态，使充电接口位姿识别方法精度更高，鲁棒性更好，能够满足引导机械臂将充电枪插入充电接口的需求。

技术领域

本发明属于电动车充电领域，具体涉及一种电动汽车充电接口视觉识别定位方法及充电系统。

背景技术

随着化石能源的匮乏和环境压力的不断加大，节能减排日益受到人们的重视。电动汽车使用电能代替化石能源，能显著缓解环境污染的问题。因此在近几年，电动汽车行业得到国家的大力支持。

电动汽车传统的充电过程需要人工插拔，过程复杂，费时费力，大大降低了用户体验。并且，用户的一些误操作可能会导致充电枪锈蚀、损坏。

中国专利号CN 104786865公布了一种基于单目视觉的电动汽车充电对接装置和方法，其采用一横向滑槽和一纵向滑槽作为机械臂的执行机构，这使得该充电装置只能适应充电接口方向为水平的汽车。而实际场景中，很多汽车的充电接口是有一定倾斜角度的，该装置并不能适应这种情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电动汽车充电接口视觉识别定位方法及充电系统，能够根据充电接口的识别定位结果引导机械臂将充电枪加入充电接口，从而实现电动汽车的自动充电过程。

为了达到上述目的，一种电动汽车充电接口视觉识别定位方法，包括以下步骤：

S1001：确定电动汽车充电接口的固定螺栓位置，或在电动汽车充电接口固定若干标记块，所有标记块组成矩形结构；

S1002：实时采集电动汽车充电接口的图像；

S1003：对采集到的实时图像进行处理，得到电动汽车充电接口的固定螺栓或标记块的二值图，记为图像一；

S1004：对图像一做腐蚀和膨胀处理，去除图像中的噪点，得到图像二；

S1005：用Canny边缘检测算子，检测图像二中固定螺栓或标记块的边缘像素点，并将边缘像素点进行聚类，得到每个固定螺栓或标记块的边缘像素点的点集；

S1006：计算每个边缘像素点点集的中心点，得到对应中心点的像素坐标；判断像素坐标的数量，若所得中心点的像素坐标的数量不为四个，则认为该图像中没有充电接口，返回识别失败并结束；若所得中心点的像素坐标的数量为四个，则进入S1007；

S1007：根据所有中心点的像素坐标，计算出电动汽车充电接口在相机坐标系下的位置和姿态。

S1003中，对采集到的实时图像进行处理包括在图像处理前的离线过程和图像处理的在线过程，离线过程的具体方法如下：

S10031：采集电动汽车充电接口的固定螺栓或标记块在不同角度、光照条件下的彩色图像；

S10032：将彩色图像转化到HSV颜色空间；

S10033：将转化到HSV颜色空间后的图像中属于电动汽车充电接口固定螺栓或标记块部分像素点的HSV参数记录下来，保存到以H参数、S参数和V参数为坐标轴的点云中；

S10034：对点云做腐蚀和膨胀处理，去除噪点，并将最终的点云存储作为配置文件；

在线过程的具体方法如下：

S10035：读取离线过程生成的配置文件，得到电动汽车充电接口固定螺栓或标记块的颜色阈值空间；