【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动汽车充电，具体涉及一种实现精确定位的自动充电机器人系统及使用方法。
技术介绍
1、随着作为新能源汽车的电动汽车的发展，充电桩的数量在迅速增加。当前电动汽车充电主要采用人工方式进行，人工方式充电效率低，尤其当需要充电的电动汽车数量多时，此种方式显然不能满足充电需求。且随着无人驾驶的车辆的发展，自动充电机器人应运而生。自动充电机器人可帮助优化电动汽车充电的能源利用率，提高电池充电效率，从而实现能源的可持续发展。
2、现有自动充电机器人尚未完全普及，在使用过程中主要存在如下问题：一是现有的自动充电机器人对充电口的定位不准确，导致充电枪或电动汽车的充电口出现损坏。二是现有自动充电机器人采用的刚性机械臂由于设计制造过程复杂，因此成本高。
3、随着电动汽车的发展，作为充电桩配套的自动充电机器人可帮助提高充电效率，但现有的自动充电机器人对充电口的定位不准确，会造成充电口及充电枪的损坏，以及自动充电机器人的刚性机械臂成本高。
4、此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种实现精确定位的自动充电机器人系统及使用方法，是非常有必要的。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述随着电动汽车的发展，作为充电桩配套的自动充电机器人可帮助提高充电效率，但现有的自动充电机器人对充电口的定位不准确，会造成充电口及充电枪的损坏，以及自动充电机器人的刚性机械臂成本高的缺陷，本专利技术提供一种实现精确定位的自动充电机器人系统及使用方法以解决上述技术问题
2、第一方面，本专利技术提供一种实现精确定位的自动充电机器人系统，包括充电机器人本体；
3、充电机器人本体内部设有主控处理器，充电机器人本体外部设有双目相机、激光扫描装置和蛇形机械臂；
4、主控处理器与双目相机、激光扫描装置及蛇形机械臂均连接；
5、主控处理器通过双目相机获取充电口图像，获取充电口的第一数据，以及通过激光扫描装置对充电口进行扫描，获取充电口的第二数据，并根据第一数据和第二数据计算充电口的位置数据，再根据计算的充电口位置数据控制蛇形机械臂进行插充电枪和拔充电枪的操作。
6、进一步地，主控处理器包括充电口图像处理模块、充电口扫描数据处理模块、充电口三维模型构建模块和机械臂控制模块；
7、充电口图像处理模块，用于使用预先构建的充电口识别模型对双目相机采集的充电口图像进行分析，识别充电口的轮廓和特征点；
8、充电口扫描数据处理模块，用于接收激光扫描装置的反射光，并根据反射光确定充电口各位置点与充电机器人本体的空间点云数据；
9、充电口三维模型构建模块，用于根据充电口的轮廓、特征点以及空间点云数据构建模拟的充电口的三维模型；
10、机械臂控制模块，用于根据模拟的充电口的三维模型以及蛇形机械臂的实时位置计算目标运行轨迹，并按照目标运行轨迹控制蛇形机械臂的动作。
11、进一步地，充电口图像处理模块包括：
12、模型构建单元，用于采用神经网络的深度学习算法构建充电口识别模型；
13、模型训练单元，用于预先使用双目相机对充电口进行图像采集，并在采集的图像中标注出充电口，设置正向标签，以及在采集的图像中标注出车体相关位置及环境相关位置，设置反向标签，再使用标注后的图像对充电口识别模型进行训练；
14、模型使用单元，用于使用训练好的充电口识别模型对双目相机实时采集的图像进行处理，识别充电口的轮廓和特征点。
15、进一步地，蛇形机械臂包括若干骨节单元，各骨节单元串联形成蛇形；
16、相邻的骨节单元通过柔性关节连接；
17、每个骨节单元均设置有传感器和控制器，且每个骨节单元外部设有保护套；
18、每个传感器和控制器均与主控处理器连接。
19、进一步地，骨节单元外部的保护套采用聚四氟乙烯材质。
20、进一步地，机械臂控制模块根据目标运行轨迹生成控制指令，并将控制指令拆分成若干子指令，并将各子指令向对应骨节单元的控制器发送，控制蛇形机械臂的每个骨节单元的动作；
21、各骨节单元通过各自的传感器采集自身位置数据对自身动作进行修正，直至完成插充电枪或拔充电枪的动作。
22、第二方面，本专利技术提供一种采用第一方面的实现精确定位的自动充电机器人系统的使用方法，包括如下步骤：
23、s1.充电机器人本体的主控处理器使用预先构建的充电口识别模型对双目相机采集的充电口图像进行分析，识别充电口的轮廓和特征点；
24、s2.充电机器人本体的主控处理器接收激光扫描装置的反射光，并根据反射光确定充电口各位置点与充电机器人的空间点云数据；
25、s3.充电机器人本体的主控处理器根据充电口的轮廓、特征点以及空间点云数据构建模拟的充电口的三维模型，再结合蛇形机械臂的实时位置计算目标运行轨迹，并按照目标运行轨迹控制蛇形机械臂的动作。
26、进一步地，步骤s1具体步骤如下：
27、s11.采用神经网络的深度学习算法构建充电口识别模型；
28、s12.预先使用双目相机对充电口进行图像采集，并在采集的图像中标注出充电口，设置正向标签，以及在采集的图像中标注出车体相关位置及环境相关位置，设置反向标签，再使用标注后的图像对充电口识别模型进行训练；
29、s13.将训练好的充电口识别模型设置在充电机器人本体的主控处理器中；
30、s14.充电机器人本体的主控处理器使用训练好的充电口识别模型对双目相机实时采集的图像进行处理，识别充电口的轮廓和特征点。
31、进一步地，步骤s2具体步骤如下：
32、s21.充电机器人本体的主控处理器控制激光扫描装置发出激光，并接收返回的反射光；
33、s22.充电机器人本体的主控处理器根据发射光与反射光的时间差确定充电口各位置点到充电机器人本体的位置点的集合；
34、s23.充电机器人本体根据位置点的集合构建出充电口的空间点云数据。
35、进一步地，步骤s3具体步骤如下：步骤s3具体步骤如下：
36、s31.充电机器人本体将识别的充电口平面的轮廓和特征点与充电口的空间点云数据相结合，确定出充电口在空间的位置，并构建出模拟的充电口的三维模型；s32.充电机器人本体获取蛇形机械臂的实时位置，并根据蛇形机械臂的实时位置和模拟的充电口的三维模型进行路径规划，生成目标运行轨迹；
37、s33.充电机器人本体根据目标运行轨迹生成控制指令，并将控制指令拆分成若干子指令，并将各子指令向对应骨节单元的控制器发送，控制蛇形机械臂的每个骨节单元的动作；
38、s34.蛇形机械臂的各骨节单元根据各自的传感器采集自身位置数据对自身动作进行修正，直至完成插充电枪或拔充电枪的动作。
39、本专利技术的有益效果在于：
40、本专利技术提供的实现精确本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，包括充电机器人本体；
2.如权利要求1所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，主控处理器包括充电口图像处理模块、充电口扫描数据处理模块、充电口三维模型构建模块和机械臂控制模块；
3.如权利要求2所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，充电口图像处理模块包括：
4.如权利要求3所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，蛇形机械臂包括若干骨节单元，各骨节单元串联形成蛇形；
5.如权利要求4所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，骨节单元外部的保护套采用聚四氟乙烯材质。
6.如权利要求4所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，机械臂控制模块根据目标运行轨迹生成控制指令，并将控制指令拆分成若干子指令，并将各子指令向对应骨节单元的控制器发送，控制蛇形机械臂的每个骨节单元的动作；
7.一种采用权利要求1-6任一项的实现精确定位的自动充电机器人系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求
9.如权利要求7所述的使用方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：
10.如权利要求7所述的使用方法，其特征在于，步骤S3具体步骤如下：步骤S3具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，包括充电机器人本体；
2.如权利要求1所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，主控处理器包括充电口图像处理模块、充电口扫描数据处理模块、充电口三维模型构建模块和机械臂控制模块；
3.如权利要求2所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，充电口图像处理模块包括：
4.如权利要求3所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，蛇形机械臂包括若干骨节单元，各骨节单元串联形成蛇形；
5.如权利要求4所述的实现精确定位的自动充电机器人系统，其特征在于，骨节单元外部的保护套采用聚四氟乙烯材质。...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞松，袁媛，王玮玮，孙超，尹乙鑫，王万军，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司博兴县供电公司，
类型：发明
国别省市：
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