一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng),包括三個三維掃描儀和一個定位服務(wù)器，一號掃描儀安裝在車輛換電工位中心的正上方，距離地面高度2.5m～3m；二號掃描儀和三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方兩側(cè)，二號掃描儀和三號掃描儀攝像頭位置均面向車輛換電工位且與水平呈45度夾角，且二號掃描儀和三號掃描儀與車輛換電工位后方兩側(cè)的端點(diǎn)的距離均為0.5m～0.8m；三個三維掃描儀通過有線和/或無線的方式與定位服務(wù)器連通。本實(shí)用新型解決無法精確且快速定位識別電動汽車換電站中車輛實(shí)時電池倉位置坐標(biāo)的問題，本實(shí)用新型可精確定位體積較大的電動汽車實(shí)時電池倉的位置坐標(biāo)，降低定位運(yùn)算復(fù)雜程度，縮短識別時間。
【專利說明】一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及車輛領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前類似的技術(shù)為較為成熟的雙目識別系統(tǒng)，主要應(yīng)用在智能車輛的路況檢測與導(dǎo)航、三維測量學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，在例如車輛路況檢測與導(dǎo)航領(lǐng)域中，識別精度不高；在三維測量學(xué)領(lǐng)域中，一般是測量體積較小的物體，例如某種零部件等，還沒有應(yīng)用來測量體積較大的物體，比如車輛等。
[0003]換電站是為電動汽車的動力電池提供快速更換的能源站，電動汽車為了連續(xù)行駛就要求其電能得到補(bǔ)充，動力電池的更換是指車輛在進(jìn)入換電站后通過換電設(shè)備將車輛的乏電電池取下并更換一組滿電電池，簡單地說就是車電分離。在換電的過程中需要對車輛實(shí)時電池倉的位置進(jìn)行定位，以便于換電設(shè)備將電池取下，在電動汽車換電站進(jìn)行車輛換電定位的過程中，通過預(yù)設(shè)的某型號車輛電池倉位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再加上車輛在空間內(nèi)X軸、Y軸、Z軸方向的偏移，即可計算出車輛實(shí)時電池倉位置坐標(biāo)，但是應(yīng)用現(xiàn)在的雙目識別系統(tǒng)即采用兩組攝像頭的布置方式，兩組攝像頭需同時識別三個空間坐標(biāo)方向上的偏移，第一運(yùn)算相對復(fù)雜，第二運(yùn)算時間相對較長并且易產(chǎn)生誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是無法精確定位識別電動汽車換電站中車輛的電池位置，提供一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，包括在換電站內(nèi)的三個三維掃描儀和一個定位服務(wù)器，所述三個三維掃描儀分別為一號掃描儀、二號掃描儀和三號掃描儀，所述一號掃描儀安裝在車輛換電工位中心的正上方，所述二號掃描儀和所述三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方兩側(cè)，所述三個三維掃描儀通過有線和/或無線的方式與所述定位服務(wù)器連通。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步地，所述一號掃描儀距離地面高度2.5m?3m。
[0008]進(jìn)一步地，所述二號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方一側(cè)，其攝像頭面向車輛換電工位且與水平呈45度夾角。
[0009]進(jìn)一步地，所述二號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離為0.5m?0.8mο
[0010]進(jìn)一步地，所述三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方另一側(cè)，其攝像頭面向車輛換電工位且與水平呈45度夾角。
[0011]進(jìn)一步地，所述三號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離為0.5m?0.Sm，且所述三號掃描儀與車輛換電工位后方最近端點(diǎn)的距離與所述二號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離相同。
[0012]進(jìn)一步地，所述三個掃描儀均采用非接觸式掃描，掃描測量幅面為5m*3m*2m，單幅測量精度< ±0.02mm，單幅測量時間< 5s，測量點(diǎn)距為0.07mm?0.80mm，采用外插法多頻相移光柵，掃描頭尺寸為0.92m*0.35m*0.165m，且采用全自動拼接方式。
[0013]進(jìn)一步地，所述定位服務(wù)器使用Windows XP及以上版本系統(tǒng)，硬件環(huán)境PIV以上微機(jī)，2GB以上內(nèi)存，80G以上硬盤空間。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:可以精確定位體積較大的車輛的電池倉位置，降低定位運(yùn)算復(fù)雜程度，縮短識別時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型所述基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0017]如圖1所示，一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，包括三個三維掃描儀和一個定位服務(wù)器，三個三維掃描儀分別為一號掃描儀、二號掃描儀和三號掃描儀，一號掃描儀安裝在車輛換電工位中心的正上方，二號掃描儀和三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方兩側(cè)，三個三維掃描儀通過有線和/或無線的方式與定位服務(wù)器連通。
[0018]—號掃描儀距離地面高度2.5m?3m ;采用2.5m?3m的范圍主要出于兩方面的考慮，第一，三維掃描儀的掃描距離及掃描范圍。如三維掃描儀距離被掃描車輛距離過小，則只能掃描到車輛某一局部，無法整體定位。如距離掃描車輛過遠(yuǎn)則掃描過程易出現(xiàn)誤差，綜合考慮得出三維掃描儀距離被掃描車輛Im?1.5m較為適宜；第二，換電站服務(wù)的車型以乘用車以及微型面包車為主，車身高度在1.5m?2m范圍內(nèi)。因此三維掃描儀安裝在此范圍內(nèi)在確保車輛定位精度的前提下，可同時兼顧多種車型。
[0019]二號掃描儀和三號掃描儀分別安裝在車輛換電工位正后方兩側(cè)，其攝像頭位置均面朝車輛換電工位后方方向且與水平呈45度夾角，且二號掃描儀和三號掃描儀與車輛換電工位后方兩側(cè)的端點(diǎn)的距離均為0.5m?0.Sm，考慮到由于掃描儀安裝在需定位車輛的斜后部，因此需考慮掃描景深問題，因此三維掃描儀安裝在此范圍內(nèi)在確保車輛定位精度的前提下，可同時兼顧多種車型。
[0020]三維掃描儀是市場上成熟產(chǎn)品，一套三維掃描儀包括一部光柵發(fā)生器用來發(fā)射焚光，兩部或四部攝像頭用來拍照，傳感器將測量信息變換成電信號形式輸出，以滿足信息傳輸、運(yùn)算處理等要求。三個掃描儀均采用非接觸式掃描，掃描測量幅面為5m*3m*2m，單幅測量精度< ±0.02mm，單幅測量時間< 5s，測量點(diǎn)距為0.07mm?0.80mm，采用外插法多頻相移光柵，掃描頭尺寸為0.92m*0.35m*0.165m，且采用全自動拼接方式。
[0021]三維掃描儀在實(shí)時定位時，由光柵發(fā)射裝置發(fā)射投影數(shù)幅特定編碼的結(jié)構(gòu)光到待掃描車輛上，由攝像頭同步拍照采得相應(yīng)圖像，然后由傳感器將測量信息轉(zhuǎn)換為電信號輸出至定位服務(wù)器。通過預(yù)置的相關(guān)算法，對測量信息與預(yù)設(shè)的空間絕對值坐標(biāo)進(jìn)行比對，則可得出車輛實(shí)時坐標(biāo)信息。
[0022]定位服務(wù)器與換電站內(nèi)其他服務(wù)器一同安裝在機(jī)房內(nèi)，使用Windows XP及以上版本系統(tǒng)，硬件環(huán)境PIV以上微機(jī)，2GB以上內(nèi)存，80G以上硬盤空間。
[0023]車輛駛?cè)爰与娬静⑦M(jìn)行刷卡驗(yàn)證，智能刷卡終端將車輛信息(包括車型、電池倉位置、電池數(shù)量等)傳送至定位服務(wù)器。定位服務(wù)器控制三組三維掃描儀準(zhǔn)備定位識別待換電車輛。
[0024]車輛駛?cè)霌Q電工位后，將車輛停至地面車位線所示范圍內(nèi)，三個三維掃描儀開始工作。如圖1所示。一號掃描儀安裝在車輛換電工位正上方，用于對車輛水平位置X方向、Y方向進(jìn)行掃描定位，二號、三號掃描儀以45°斜角安裝在車輛定位平臺后方，用于對車輛垂直位置Z方向的傾斜進(jìn)行掃描定位。
[0025]定位服務(wù)器采用隨機(jī)采用點(diǎn)的掃描方式，將車輛掃描數(shù)據(jù)發(fā)送至定位服務(wù)器。定位服務(wù)器通過將掃描儀發(fā)送的實(shí)時車輛空間位置數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)的此型號車輛在客觀現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的空間絕對值坐標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)比對出車輛實(shí)時數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)空間絕對值坐標(biāo)發(fā)生的偏離(傾斜)等數(shù)據(jù)。通過預(yù)設(shè)的此型號車輛電池倉位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可計算出車輛實(shí)時電池倉位置坐標(biāo)。
[0026]定位服務(wù)器將車輛實(shí)時電池倉位置坐標(biāo)發(fā)送至換電設(shè)備控制服務(wù)器，同時三維掃描儀進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
[0027]應(yīng)用本實(shí)用新型所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，在換電工位正上方增加一組攝像頭，此組攝像頭可非常簡便的識別出車輛在X軸、Y軸方向的偏移，剩余兩組攝像頭只識別車輛在Z軸上的偏移，這樣可降低運(yùn)算復(fù)雜程度，縮短識別時間(5S以內(nèi))同時提高識別精準(zhǔn)度(0.1mm以內(nèi))。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，包括在換電站內(nèi)的三個三維掃描儀和一個定位服務(wù)器，所述三個三維掃描儀分別為一號掃描儀、二號掃描儀和三號掃描儀，所述一號掃描儀安裝在車輛換電工位中心的正上方，所述二號掃描儀和所述三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方兩側(cè)，所述三個三維掃描儀通過有線和/或無線的方式與所述定位服務(wù)器連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述一號掃描儀距離地面高度2.5m?3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述二號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方一側(cè)，其攝像頭面向車輛換電工位且與水平呈45度夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述二號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離為0.5m?0.8m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述三號掃描儀安裝在車輛換電工位正后方另一側(cè)，其攝像頭面向車輛換電工位且與水平呈45度夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述三號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離為0.5m?0.Sm，且所述三號掃描儀與車輛換電工位后方最近端點(diǎn)的距離與所述二號掃描儀與車輛換電工位后方最近的端點(diǎn)的距離相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述三個掃描儀均采用非接觸式掃描，掃描測量幅面為5m*3m*2m，單幅測量精度(±0.02mm，單幅測量時間< 5s，測量點(diǎn)距為0.07mm?0.80mm，采用外插法多頻相移光柵，掃描頭尺寸為0.92m*0.35m*0.165m，且采用全自動拼接方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維空間掃描技術(shù)的車輛電池?fù)Q電定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位服務(wù)器使用Windows XP及以上版本系統(tǒng)，硬件環(huán)境PIV以上微機(jī)，2GB以上內(nèi)存，80G以上硬盤空間。
【文檔編號】G01B11/00GK204240948SQ201420812517
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】谷金鵬 申請人:谷金鵬