基于自动配电的移动充电设备编队控制方法、系统、装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电动汽车充电、智能控制领域，具体涉及一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法、系统、装置，旨在解决现有的充电设备利用率低以及在返回的过程中极易造成丢失、损坏的问题。本系统方法包括获取设定区域内各移动充电设备、各电动车的数据；云端通过预测模型筛选出设定数量处于待机状态的移动充电设备，推送至用户端；用户端选取待服务的移动充电设备，并发送至云端；选取的移动充电设备生成导航路径移动至待充电电动车处充电；充电完成后，移动充电设备按照导航路径自主返航；若当前移动充电设备设定范围内存在其他自主返航的移动充电设备存在，则组成编队。本发明专利技术提高了充电设备的利用率以及移动充电设备在返回过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于自动配电的移动充电设备编队控制方法、系统、装置
本专利技术属于电动汽车充电、智能控制领域，具体涉及一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法、系统、装置。
技术介绍
随着电动汽车的数量不断增多，充电设备（充电桩）的需求也会随之增大，而现实是很多充电设备的使用效率不高，甚至出现闲置率较高，大量铺设公共充电设备，使得整体的充电设备的使用率在时间上呈现出来使用效率低的情况。目前现有充电设备运营商都是通过自身厂家的运营APP平台或第三方运营公司APP平台上提供的充电设备信息，提供APP平台给用户去选择或预约合适的充电设备进行充电，虽提高了充电设备的充电利用率但仍然处于被动，而且在移动充电设备充电对待充电电动车充电完成后，单个移动充电设备在返回过程中极易造成丢失、损坏的问题。基于此，本专利技术提出了一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的充电设备利用率低以及移动充电设备在返回的过程中极易造成丢失、损坏的问题，本专利技术第一方面，提出了一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，该方法包括：步骤S10，获取设定区域内各移动充电设备、各电动车的数据，分别作为第一数据、第二数据，并发送至云端；所述第一数据包括移动充电设备的位置及剩余电量；所述第二数据包括电动车的位置及剩余电量；步骤S20，根据各第一数据、第二数据，所述云端通过预测模型筛选出设定数量处于待机状态的移动充电设备，并推送至各电动车对应的用户端；所述预测模型基于深度卷积神经网络构建；<br>步骤S30，所述用户端基于对应电动车的第二数据，结合推送的各移动充电设备的第一数据，选取待服务的移动充电设备，并发送至云端；步骤S40，所述云端将各用户端对应的电动车的位置发送至被选取的移动充电设备；各被选取的移动充电设备生成导航路径并移动至待充电的电动车处充电；步骤S50，充电完成后，各移动充电设备按照原导航路径自主返航；步骤S60，获取自主返航的各移动充电设备的移动数据，并判断当前移动充电设备设定范围内是否存在其他自主返航的移动充电设备，若存在，则组成编队；所述移动数据包括位置坐标、移动速度和航向角度。在一些优选的实施方式中，编队后的移动充电设备中包括一个领航移动充电设备、一或多个跟随移动充电设备；其中，各跟随移动充电设备的跟随指令数据的生成方法为：对各跟随移动充电设备，根据预设的编队矩阵确定其目标方位，结合其对应的移动数据，计算角速度、线速度，并由角速度和线速度生成其对应的跟随指令数据；所述编队矩阵基于各跟随移动充电设备与领航移动充电设备的期望距离、期望航向角度构建。在一些优选的实施方式中，“根据预设的编队矩阵确定其目标方位”，其方法为：所述目标方位包括期望位置、期望航向角；计算第个跟随移动充电设备的期望位置和期望航向角度，公式如下:其中，表示领航移动充电设备的位置坐标，表示领航移动充电设备的航向角度，表示领航移动充电设备与第个跟随移动充电设备的期望距离，表示领航移动充电设备与第个跟随移动充电设备的期望航向角度，表示预设的航向角度误差补偿项，为自然数。在一些优选的实施方式中，编队的第个移动充电设备的剩余电量低于设定的第一电量阈值时：获取编队中移动充电设备的数量，并按顺序依次设置编号；若所述数量等于2且，则将第个移动充电设备移动至队尾，并采用物理连接件与前一个移动充电设备进行连接；若所述数量等于2且，则直接采用物理连接件与前一个移动充电设备进行连接；若所述数量大于2且，则将该移动充电设备移动至队尾，并采用物理连接件与前一个移动充电设备进行连接；若所述数量大于2且，则获取编队中第至第1个剩余电量大于等于所述第一电量阈值的移动充电设备的编号，作为第一编号，将最大的第一编号对应的移动充电设备至第个移动充电设备依次物理连接件连接；其中，为自然数；若编队中移动充电设备的剩余电量均小于所述第一电量阈值，则等待其他自主返航的移动充电设备组成新的编队后继续沿原导航路径返回；或通过运载工具对编队中的移动充电装置进行运回。在一些优选的实施方式中，编队后的移动充电设备检测到前方出现障碍物时：停止等待并统计等待时间；若所述等待时间小于等于预设的第一时间阈值，则在检测到障碍物消失后继续沿原导航路径返回；若所述等待时间大于所述第一时间阈值，则通过人工势场法，结合原导航路径，对当前编队的移动充电设备进行路径修正。在一些优选的实施方式中，编队后的移动充电设备检测到左、右两侧出现移动物体时：获取当前编队的移动充电设备的总长度；若所述总长度小于等于设定的第一长度阈值，则继续沿原导航路径返回；若所述总长度大于设定的第一长度阈值，则获取当前编队中与移动物体距离最近的移动充电设备的编号，并从该编号的移动充电设备处断开，分成两个编队；或基于获取的移动物体的位置坐标、运动方向，计算在所述运动方向上移动物体与编队的移动充电设备相交的距离，根据该距离，结合移动物体的运动速度，得到移动物体移动至相交点的运动时间；计算所述运动时间内编队的最后一个移动充电设备是否通过相交点，若通过，则不断开，并继续沿原导航路径返回，否则结合编队中领航移动充电设备的移动速度、航向角度，确定编队的移动充电设备的断开点，并进行断开，分成两个编队；分成两个编队后，前一编队继续沿原导航路径返回，后一编队等待移动物体通过后继续沿原导航路径返回。在一些优选的实施方式中，当用户端选取的待服务移动充电设备为多个，在对待充电的电动车充电完成后：检测被选取的移动充电设备的剩余电量；依次判断任意两个被选取的移动充电设备的剩余电量总和是否大于设定的第二电量阈值且小于等于100%，若是，两个中剩余电量少的移动充电设备对另一个移动充电设备进行充电；充电后，按照剩余电量高低依次进行编队，并将剩余电量小于所述第一电量阈值的移动充电设备与前一个移动充电设备进行物理连接件的连接。本专利技术的第二方面，提出了一种基于自动配电的移动充电设备编队控制系统，该系统包括数据获取模块、筛选模块、推送模块、选取模块、自主返航模块、编队模块；所述数据获取模块，配置为获取设定区域内各移动充电设备、各电动车的数据，分别作为第一数据、第二数据，并发送至云端；所述第一数据包括移动充电设备的位置及剩余电量；所述第二数据包括电动车的位置及剩余电量；所述筛选模块，配置为根据各第一数据、第二数据，所述云端通过预测模型筛选出设定数量处于待机状态的移动充电设备，并推送至各电动车对应的用户端；所述预测模型基于深度卷积神经网络构建；所述推送模块，配置为所述用户端基于对应电动车的第二数据，结合推送的各移动充电设备的第一数据，选取待服务的移动充电设备，并发送至云端；所述选取模块，配置为所述云端将各用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S10，获取设定区域内各移动充电设备、各电动车的数据，分别作为第一数据、第二数据，并发送至云端；所述第一数据包括移动充电设备的位置及剩余电量；所述第二数据包括电动车的位置及剩余电量；/n步骤S20，根据各第一数据、第二数据，所述云端通过预测模型筛选出设定数量处于待机状态的移动充电设备，并推送至各电动车对应的用户端；所述预测模型基于深度卷积神经网络构建；/n步骤S30，所述用户端基于对应电动车的第二数据，结合推送的各移动充电设备的第一数据，选取待服务的移动充电设备，并发送至云端；/n步骤S40，所述云端将各用户端对应的电动车的位置发送至被选取的移动充电设备；各被选取的移动充电设备生成导航路径并移动至待充电的电动车处充电；/n步骤S50，充电完成后，各移动充电设备按照原导航路径自主返航；/n步骤S60，获取自主返航的各移动充电设备的移动数据，并判断当前移动充电设备设定范围内是否存在其他自主返航的移动充电设备，若存在，则组成编队；所述移动数据包括位置坐标、移动速度和航向角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S10，获取设定区域内各移动充电设备、各电动车的数据，分别作为第一数据、第二数据，并发送至云端；所述第一数据包括移动充电设备的位置及剩余电量；所述第二数据包括电动车的位置及剩余电量；
步骤S20，根据各第一数据、第二数据，所述云端通过预测模型筛选出设定数量处于待机状态的移动充电设备，并推送至各电动车对应的用户端；所述预测模型基于深度卷积神经网络构建；
步骤S30，所述用户端基于对应电动车的第二数据，结合推送的各移动充电设备的第一数据，选取待服务的移动充电设备，并发送至云端；
步骤S40，所述云端将各用户端对应的电动车的位置发送至被选取的移动充电设备；各被选取的移动充电设备生成导航路径并移动至待充电的电动车处充电；
步骤S50，充电完成后，各移动充电设备按照原导航路径自主返航；
步骤S60，获取自主返航的各移动充电设备的移动数据，并判断当前移动充电设备设定范围内是否存在其他自主返航的移动充电设备，若存在，则组成编队；所述移动数据包括位置坐标、移动速度和航向角度。


2.根据权利要求1所述的基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，编队后的移动充电设备中包括一个领航移动充电设备、一或多个跟随移动充电设备；
其中，各跟随移动充电设备的跟随指令数据的生成方法为：
对各跟随移动充电设备，根据预设的编队矩阵确定其目标方位，结合其对应的移动数据，计算角速度、线速度，并由角速度和线速度生成其对应的跟随指令数据；所述编队矩阵基于各跟随移动充电设备与领航移动充电设备的期望距离、期望航向角度构建。


3.根据权利要求2所述的基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，“根据预设的编队矩阵确定其目标方位”，其方法为：
所述目标方位包括期望位置、期望航向角度；
计算第个跟随移动充电设备的期望位置和期望航向角度，公式如下：









其中，表示领航移动充电设备的位置坐标，表示领航移动充电设备的航向角
度，表示领航移动充电设备与第个跟随移动充电设备的期望距离，表示领航移动
充电设备与第个跟随移动充电设备的期望航向角度，表示预设的航向角度误差补偿
项，为自然数。


4.根据权利要求1所述的基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，编
队的第个移动充电设备的剩余电量低于设定的第一电量阈值时：
获取编队中移动充电设备的数量，并按顺序依次设置编号；
若所述数量等于2且，则将第个移动充电设备移动至队尾，并采用物理连接件
与前一个移动充电设备进行连接；
若所述数量等于2且，则直接采用物理连接件与前一个移动充电设备进行连接；
若所述数量大于2且，则将该移动充电设备移动至队尾，并采用物理连接件与前
一个移动充电设备进行连接；
若所述数量大于2且，则获取编队中第至第1个剩余电量大于等于所述第一
电量阈值的移动充电设备的编号，作为第一编号，将最大的第一编号对应的移动充电设备
至第个移动充电设备依次采用物理连接件连接；其中，为自然数；
若编队中各移动充电设备的剩余电量均小于所述第一电量阈值，则等待其他自主返航的移动充电设备组成新的编队后继续沿所述导航路径返回；或通过运载工具将编队的移动充电装置进行运回。


5.根据权利要求1中所述的基于自动配电的移动充电设备编队控制方法，其特征在于，编队后的移动充电设备检测到前方出现障碍物时：
停止等待并统计等待时间；
若所述等待...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰洁，刘峰，杨俊强，刘然，高洋，
申请(专利权)人：北京国新智电新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11