融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及无线电能传输技术领域，具体公开了一种融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法及系统，分为机器视觉引导与磁场引导两个部分，机器视觉引导即摄像头检测车位线，远距离时通过视觉处理计算出原副边线圈的相对位置，给予反馈后给出位置信息和引导路线；磁场引导基于原副边线圈展开，近距离时地面端给予小电压激励，检测副边的电压变化来判断位置信息，对基于摄像头给出的引导路线进行修正

【技术实现步骤摘要】
融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线电能传输
，尤其涉及一种融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着新能源产业的兴起，电动汽车市场份额逐渐扩大
。
无线充电技术相比于有线充电技术具有安全
、
高效
、
低损耗等优点，因此更加受到人们的青睐
。
在电动汽车进行无线充电时，系统的原副边线圈对准与否直接影响整个充电系统的效率和电能传输功率，所以研究高精度的电动汽车无线充电对位引导技术，对于电动汽车的推广以及新能源产业的发展具有重要意义
。
[0003]原边线圈固定于车位地面下，对车位的精确检测有助于高精度对位引导，目前的研究主要是利用车载传感器进行车位及障碍物的检测与坐标定位，泊车系统用于车位识别的传感器主要有摄像头
、
激光雷达
、
超声波雷达等
。
摄像头由于其具有丰富的信息检测能力，常用于车位线车位的检测，但其获得的信息缺少立体性，对于立体空间停车位的检测能力不足
。
激光雷达具有很强的远距离目标识别能力，可直接检测出目标的距离
、
速度等信息，并且具有很强的抗干扰能力
。
激光雷达具有车位线车位与空间车位的检测能力，其可以远距离检测出空间车位，但其车位线检测的分辨率与摄像头相比有较大差距，恶劣环境都会影响激光雷达检测的精确度，其还具有成本高，体积大等缺点
。
超声波具有很强的穿透性与指向性，其受恶劣天气及光线的影响小，具有很强的稳定性，且超声波雷达成本低，体积小
。
温度对超声波雷达有较大的影响，远距离目标信息测量精度不够
。
超声波雷达常用于近距离空间车位检测，其不具备停车线车位的检测能力
。
各车载传感器性能如表1所示
。
[0004]表1车载传感器性能
[0005][0006]同时，根据磁场特性通过检测线圈计算原边线圈位置也是常见的检测技术，但是通过另加检测线圈的方式会增大车载端的体积和重量，对于轻量化小体积的目标很不友
好
。
因此急需一种技术能够克服以上缺点，实现高精度
、
低成本的无线充电对位引导技术
。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法及系统，解决的技术问题在于：如何实现无线充电对位引导的高精度和低成本
。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术提供融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，包括步骤：
[0009]S1、
将用于视觉引导的摄像头安装于车辆尾部正中间，当电动汽车进入倒车状态时，开启所述摄像头；
[0010]S2、
根据所述摄像头的拍摄画面识别地面端的原边线圈与车载端的副边线圈之间的相对位置并显示在车辆显示器上，直至所述摄像头无法拍摄到两侧车位线时关闭所述摄像头；
[0011]S3、
地面端给与所述原边线圈预设的电压激励，并检测所述副边线圈在所述电压激励下的电压；
[0012]S4、
根据所述副边线圈的电压变化修正所述原边线圈与所述副边线圈之间的相对位置
。
[0013]进一步地，所述步骤
S2
具体包括步骤：
[0014]S21、
根据所述摄像头的拍摄画面判断停车位两侧车位线出现于画面中时，根据所述摄像头的拍摄画面以及此时电动汽车的转向角
θ
计算所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置；
[0015]S22、
根据所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置，结合电动汽车的行驶轨迹
、
所述原边线圈的中心点位置
、
所述副边线圈的中心点位置
、
所述原边线圈的大小和所述副边线圈的大小生成充电对位引导图显示于车载显示器上
。
[0016]进一步地，在所述步骤
S22
中，所述充电对位引导图包括根据所述原边线圈的中心点位置
、
所述副边线圈的中心点位置
、
所述原边线圈的大小和所述副边线圈的大小生成的原副边线圈三维位置关系图
、
原边线圈与副边线圈之间的横纵向偏移位移，以及根据电动汽车的行驶轨迹
、
所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置生成的引导线
。
[0017]进一步地，在所述步骤
S21
中，根据所述摄像头的拍摄画面以及此时电动汽车的转向角
θ
计算所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置，具体包括步骤：
[0018]S211、
根据摄像头的拍摄画面和摄像头的外参矩阵
、
内参矩阵得到摄像头的三维位置
P
C
(x
c
,y
c
,z
c
)
和标志点的三维位置
P0(x0,y0,z0)
，其中
x
c
,y
c
,z
c
分别表示摄像头在三维空间中的
x
轴
、y
轴
、z
轴坐标，
x0,y0,z0分别表示标志点的
x
轴
、y
轴
、z
轴坐标，其中标志点为所述原边线圈的中心；
[0019]S212、
获取电动汽车的转向角传感器测得的电动汽车的转向角
θ
；
[0020]S213、
将标志点的三维位置
P0(x0,y0,z0)
记为所述原边线圈的中心点位置
P
TX
，计算副边线圈的中心点位置为
P
RX
(x
c
+d sin
θ
,y
c
+d cos
θ
,z
c
)
，其中
d
表示副边线圈的中心点
P
S
与摄像头之间的直线距离
。
[0021]进一步地，所述步骤
S4
具体包括步骤：
[0022]S41、
根据电动汽车的行驶轨迹对充电对位引导图和进行更新，更新过程中实时检测所述接收线圈的感应电压，当感应电压大于0时开始记录，此时所述原边线圈和所述副边线圈之间的纵向距离为定值，根据该定值对充电对位引导图中所述原边线圈和所述副边线圈之间的纵向距离进行修正；
[0023]S42、
当电动汽车行驶了预设距离时，判断此时的感应电压是否达到第一预设电压，若否则根据从开始记录到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，包括步骤：
S1、
将用于视觉引导的摄像头安装于车辆尾部正中间，当电动汽车进入倒车状态时，开启所述摄像头；
S2、
根据所述摄像头的拍摄画面识别地面端的原边线圈与车载端的副边线圈之间的相对位置并显示在车辆显示器上，直至所述摄像头无法拍摄到两侧车位线时关闭所述摄像头；
S3、
地面端给与所述原边线圈预设的电压激励，并检测所述副边线圈在所述电压激励下的电压；
S4、
根据所述副边线圈的电压变化修正所述原边线圈与所述副边线圈之间的相对位置
。2.
根据权利要求1所述的融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，所述步骤
S2
具体包括步骤：
S21、
根据所述摄像头的拍摄画面判断停车位两侧车位线出现于画面中时，根据所述摄像头的拍摄画面以及此时电动汽车的转向角
θ
计算所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置；
S22、
根据所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置，结合电动汽车的行驶轨迹
、
所述原边线圈的中心点位置
、
所述副边线圈的中心点位置
、
所述原边线圈的大小和所述副边线圈的大小生成充电对位引导图显示于车载显示器上
。3.
根据权利要求2所述的融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，在所述步骤
S22
中，所述充电对位引导图包括根据所述原边线圈的中心点位置
、
所述副边线圈的中心点位置
、
所述原边线圈的大小和所述副边线圈的大小生成的原副边线圈三维位置关系图
、
原边线圈与副边线圈之间的横纵向偏移位移，以及根据电动汽车的行驶轨迹
、
所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置生成的引导线
。4.
根据权利要求3所述的融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，在所述步骤
S21
中，根据所述摄像头的拍摄画面以及此时电动汽车的转向角
θ
计算所述原边线圈的中心点位置和所述副边线圈的中心点位置，具体包括步骤：
S211、
根据摄像头的拍摄画面和摄像头的外参矩阵
、
内参矩阵得到摄像头的三维位置
P
C
(xc,yc,zc)
和标志点的三维位置
P0(x0,y0,z0)
，其中
xc,yc,zc
分别表示摄像头在三维空间中的
x
轴
、y
轴
、z
轴坐标，
x0,y0,z0
分别表示标志点的
x
轴
、y
轴
、z
轴坐标，其中标志点为所述原边线圈的中心；
S212、
获取电动汽车的转向角传感器测得的电动汽车的转向角
θ
；
S213、
将标志点的三维位置
P0(x0,y0,z0)
记为所述原边线圈的中心点位置
PTX
，计算副边线圈的中心点位置为
PRX(xc+d sin
θ
,yc+d cos
θ
,zc)
，其中
d
表示副边线圈的中心点
P
S
与摄像头之间的直线距离
。5.
根据权利要求4所述的融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，所述步骤
S4
具体包括步骤：
S41、
根据电动汽车的行驶轨迹对充电对位引导图和进行更新，更新过程中实时检测所述接收线圈的感应电压，当感应电压大于0时开始记录，此时所述原边线圈和所述副边线圈之间的纵向距离为定值，根据该定值对充电对位引导图中所述原边线圈和所述副边线圈之
间的纵向距离进行修正；
S42、
当电动汽车行驶了预设距离时，判断此时的感应电压是否达到第一预设电压，若否则根据从开始记录到此时这个时间段内的感应电压变化计算横向偏移距离并根据横向偏移距离对所述充电对位引导图中所述原边线圈和所述副边线圈之间的横向距离进行修正，若是则继续按照当前电动汽车的行驶轨迹对充电对位引导图进行更新
。6.
根据权利要求5所述的融合机器视觉与磁场感应的电动汽车对位引导方法，其特征在于，在所述步骤
S42
中，根据从开始记录到此时这个时间段内的感应电压变化和此时的感应电压计算横向偏移距离，具体包括步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓锐，李小飞，肖静，唐春森，肖江，张聿铭，龚文兰，莫宇鸿，韩帅，陈卫东，吴宁，郭敏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：