[发明专利]一种基于仿射变换的电动汽车充电孔像素坐标校正方法

说明书

本发明公开了一种基于仿射变换的电动汽车充电孔像素坐标校正方法，当相机正对充电口时，将射影变换近似成仿射变换，通过目标检测方法得到充电孔中心点的原始坐标，根据仿射变换前后保持共线性和距离比的特性，参照充电孔间的几何尺寸对像素坐标进行校正；依次进行平行线拟合、垂直于平行线方向上校正、引入校正量在平行线方向上校正，最终得到仿射变换校正后的充电孔像素坐标的关于校正量的表达式；最后通过构造误差函数，使校正后的像素坐标与原始像素坐标误差最小，求解出校正量，进而得到仿射变换校正后的充电孔中心像素坐标值。本发明能显著提高充电口的定位的精度。

技术领域

本发明具体涉及一种基于仿射变换的电动汽车充电孔像素坐标校正方法。

背景技术

随着电动汽车的不断普及，人们对汽车充电的需求日益增加。电动汽车自动充电技术可优化用户充电体验，避免人员用电危险，是目前的研究热点之一。目前自动充电方案主要分为无线自动充电技术和基于自动充电机器人的电缆传导连接式充电。电动汽车充电所需的高电压、高功率，以及设备改装维护给无线自动充电的成本和安全性带来了额外的挑战；同时能量较低的传递效率使实现快速充电成为巨大难题。基于自动充电机器人的电缆传导连接式充电方式避免了以上缺点，成本低、充电效率高，且几乎没有电离辐射，更加安全可靠。电动车汽车充电接口的识别和定位是实现电缆传导连接式自动充电的关键，充电接口识别及定位精度决定了充电枪是否可以顺利对接充电接口，决定了自动充电系统的可靠性。但在复杂背景和光照环境下，提高充电接口的定位精度仍是具有挑战性的研究问题。

目前基于单目视觉的充电接口定位方案中，大多数方案是通过基于传统目标检测算法或基于深度学习的目标检测算法获取充电接口特征，得到充电孔中心像素坐标，再利用pnp(perspective-n-point)算法来定位充电接口位姿信息。充电孔中心像素坐标的准确性直接影响充电接口的定位精度。且在复杂光环境和发复杂场景下保证充电接口定位精度是一大挑战，充电接口定位精度需要被提升，来保证自动充电系统的插拔成功率。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于仿射变换的电动汽车充电孔像素坐标校正方法，用于提高充电接口定位的精度。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于仿射变换的电动汽车充电孔像素坐标校正方法：

假设充电接口中共有n个充电孔，当相机正对充电接口时，相机采集的充电接口图像传输给计算机，通过目标检测算法确定充电孔中心在相机像素坐标系下的原始坐标(u_i,v_i)，根据所述坐标(u_i,v_i)确定一组平行线，其中i＝1,...,n；

确定所述坐标(u_i,v_i)在对应平行线上的投影点(u_i',v_i')；

将所有投影点及所在平行线同时进行平移，直至平移参考点(u_j',v_j')移至相机像素坐标系的原点处，平行线以相机像素坐标系的原点为旋转中心旋转至水平，投影点对应的旋转点为(u_i”,v_i”)；其中平移参考点(u_j',v_j')可以是(u_i',v_i')中选定的任意一点；

根据仿射变换特性，对旋转点(u_i”,v_i”)进行校正，得到(u_i”',v_i”')的表达式；