一种全自动电池拆换方法、装置及系统与流程

[0001]
本发明涉及自动化技术领域，特别是涉及一种全自动电池拆换方法、装置及系统。


背景技术：

[0002]
自动搬运车(automated guided vehicle，简称agv)是装备有电磁或光学等自动引导装置，能够沿规定的路径行驶的运输车，在工业上具有很广泛的应用。
[0003]
现有的自动搬运车通常采用蓄电池作为能量来源。当电池电压低于安全阈值电压时，需要对电池进行充电，在充满电之后才可以正常工作。以常规锂电池为例，充电时间为2个小时，充满一次电可以工作8小时，可见实际使用率仅为8/(8+2)＝80％，即自动搬运车的实际使用率较低。


技术实现要素：

[0004]
本发明实施例的目的在于提供一种全自动电池拆换方法、装置及系统，以提高自动搬运车的实际使用率。具体技术方案如下：
[0005]
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种全自动电池拆换系统，所述系统包括：自动搬运车和换电站，所述换电站包括控制设备、视觉定位设备、电池仓、以及电池拆换设备，所述电池仓中包含多个备用电池；
[0006]
所述视觉定位设备的视野覆盖换电站内部的预定换电位置，并且，所述视觉定位设备用于对进入所述换电站的自动搬运车拍照；根据对所述自动搬运车拍照得到的图像向所述控制设备发送检测结果；
[0007]
所述控制设备，用于当根据所述视觉定位设备发送的检测结果确定所述自动搬运车到达所述预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令；
[0008]
所述电池拆换设备，用于基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的亏电电池，以及将从所述电池仓移出的备用电池安装在该自动搬运车上。
[0009]
可选的，所述电池仓中包含充电位，用于对所述多个备用电池进行充电；
[0010]
所述控制设备，用于在确定有自动搬运车即将前来换电时，从所述电池仓包含的多个备用电池中选择当前电量最大的备用电池，并向所述电池拆换设备通知选择的备用电池的仓位编号和电池编号；
[0011]
所述电池拆换设备，用于在所述视觉定位设备确定有自动搬运车进入所述换电站内部的预定位置之前，从所述电池仓取下所述仓位编号和电池编号对应的备用电池，以等待换电。
[0012]
可选的，所述换电站还包括辅助供电设备；
[0013]
所述电池拆换设备还用于：在取下所述自动搬运车的亏电电池之前，为所述自动搬运车接入所述辅助供电设备，并在将所述备用电池安装在所述自动搬运车之后，断开所述辅助供电设备。
[0014]
可选的，所述视觉定位设备，用于当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位
置的第一传感器时，拍照得到所述自动搬运车的第一图像，并向所述控制设备发送包含所述第一图像的检测结果；
[0015]
所述控制设备，具体还用于：从所述检测结果中获取所述第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述换电站的预定换电位置，若是则向所述电池拆换设备发送移动指令；
[0016]
所述电池拆换设备，还用于基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0017]
所述视觉定位设备，还用于当所述电池拆换设备触发设置在所述电池拆换位置的第二传感器时，拍照得到所述电池拆换设备的第二图像，将所述第二图像发送至所述控制设备；
[0018]
所述控制设备，具体还用于：基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置，若是则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0019]
可选的，所述控制设备，还用于当基于所述第一图像确定所述自动搬运车未移动至所述换电站的预定换电位置时，向所述自动搬运车发送第一调整指令以调整自动搬运车的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置；其中，所述第一调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与预定换电位置之间的位姿偏差进行反向补偿；以及
[0020]
还用于当基于所述第二图像确定所述电池拆换设备未移动至所述电池拆换位置时，向所述电池拆换设备发送第二调整指令以调整电池拆换设备的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置；其中，所述第二调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与电池拆换设备之间的位姿偏差进行反向补偿。
[0021]
可选的，所述视觉定位设备，用于当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位置的第一传感器时，拍照得到所述自动搬运车的第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述预定换电位置，得到第一判断结果；以及向所述控制设备发送包含所述第一判断结果的检测结果；
[0022]
所述控制设备，具体还用于，从所述检测结果中获取所述第一判断结果，若所述第一判断结果指示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置，则向所述电池拆换设备发送移动指令；
[0023]
所述电池拆换设备，还用于基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0024]
所述视觉定位设备，还用于当所述电池拆换设备触发设置在所述电池拆换位置的第二传感器时，拍照得到所述电池拆换设备的第二图像，基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置，得到第二判断结果，并将第二判断结果发送至所述控制设备；
[0025]
所述控制设备，具体还用于，若所述第二判断结果指示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置，则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0026]
可选的，所述充电位包含至少一个普通充电位和至少一个用于养护电池的养护充电位，
[0027]
所述控制设备还用于，获取从自动搬运车取下的亏电电池的状态信息，基于所述状态信息判断所述亏电电池是否需要养护，若是则向所述电池拆换设备发送携带养护充电位标识的充电指令，若否则向所述电池拆换设备发送携带普通充电位标识的充电指令；
[0028]
所述电池拆换设备还用于，基于收到的充电指令，将所述亏电电池放入养护充电位标识或普通充电位标识所对应的充电位。
[0029]
可选的，所述系统还包括调度平台；
[0030]
所述调度平台，用于监控多个自动搬运车的电池的当前电量；当任一个自动搬运车的当前电量低于预设阈值时，从多个换电站中分配一空闲的换电站，通知当前电量低于预设阈值的自动搬运车前往该空闲的换电站，以及通知该空闲的换电站有自动搬运车前往换电。
[0031]
可选的，换电站的控制设备，还用于向调度平台上报从自动搬运车取下的亏电电池的电池编号；
[0032]
调度平台，还用于根据换电站上报的电池编号，统计各个换电站上报该电池编号的总次数；若该总次数达到电池最大使用次数，则通知该控制设备淘汰该电池编号对应的电池；
[0033]
控制设备，还用于若收到调度平台下发的淘汰该电池编号对应的电池的通知，则向所述电池拆换设备发送电池淘汰指令；
[0034]
所述电池拆换设备，用于根据该电池淘汰指令将该电池编号对应的电池放入电池仓中设置的电池回收位置。
[0035]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种全自动电池拆换方法，应用于全自动电池拆换系统中的控制设备，所述系统包括：自动搬运车和换电站，所述换电站包括控制设备、视觉定位设备、电池仓、以及电池拆换设备，所述电池仓中包含多个备用电池；所述方法包括：
[0036]
接收所述视觉定位设备发送的检测结果，其中，所述检测结果由所述视觉定位设备通过对进入所述换电站的自动搬运车拍照得到的图像而确定；
[0037]
当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的亏电电池，以及将从所述电池仓移出的备用电池安装在该自动搬运车上。
[0038]
可选的，在确定有自动搬运车即将前来换电时，从所述电池仓包含的多个备用电池中选择当前电量最大的备用电池，并向所述电池拆换设备通知选择的备用电池的仓位编号和电池编号；以使所述电池拆换设备在所述视觉定位设备确定有自动搬运车进入所述换电站内部的预定位置之前，从所述电池仓取下所述仓位编号和电池编号对应的备用电池，以等待换电。
[0039]
可选的，所述接收所述视觉定位设备发送的检测结果，当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，包括：
[0040]
接收视觉定位设备发送的包含第一图像的检测结果，所述第一图像是当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位置的第一传感器时，所述视觉定位设备对所述自动搬运车拍照得到的；
[0041]
从所述检测结果中获取所述第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述换电站的预定换电位置，若是则向所述电池拆换设备发送移动指令；以使所
述电池拆换设备基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0042]
接收所述视觉定位设备发送的第二图像，所述第二图像是当所述电池拆换设备触发设置在电池拆换位置的第二传感器时，所述视觉定位设备对所述电池拆换设备拍照得到的；
[0043]
基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置，若是则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0044]
可选的，当基于所述第一图像确定所述自动搬运车未移动至所述换电站的预定换电位置时，向所述自动搬运车发送第一调整指令以调整自动搬运车的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置；其中，所述第一调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与预定换电位置之间的位姿偏差进行反向补偿；以及
[0045]
所述方法还包括：当基于所述第二图像确定所述电池拆换设备未移动至所述电池拆换位置时，向所述电池拆换设备发送第二调整指令以调整电池拆换设备的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置；其中，所述第二调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与电池拆换设备之间的位姿偏差进行反向补偿。
[0046]
可选的，所述接收所述视觉定位设备发送的检测结果，当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，包括：
[0047]
接收所述视觉定位设备发送的包含第一判断结果的检测结果，所述第一判断结果是当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位置的第一传感器时，所述视觉定位设备拍照得到所述自动搬运车的第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述预定换电位置得到的；
[0048]
从所述检测结果中获取第一判断结果，若所述第一判断结果指示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置，则向所述电池拆换设备发送移动指令；以使所述电池拆换设备基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0049]
接收所述视觉定位设备发送的第二判断结果，所述第二判断结果是当所述电池拆换设备触发设置在所述电池拆换位置的第二传感器时，拍照得到所述电池拆换设备的第二图像，基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置得到的；
[0050]
若所述第二判断结果指示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置，则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0051]
可选的，所述充电位包含至少一个普通充电位和至少一个用于养护电池的养护充电位，所述方法还包括：
[0052]
获取从自动搬运车取下的亏电电池的状态信息，基于所述状态信息判断所述亏电电池是否需要养护，若是则向所述电池拆换设备发送携带养护充电位标识的充电指令，若否则向所述电池拆换设备发送携带普通充电位标识的充电指令；以使所述电池拆换设备基于收到的充电指令，将所述亏电电池放入养护充电位标识或普通充电位标识所对应的充电位。
[0053]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种全自动电池拆换装置，应用于全自
动电池拆换系统中的控制设备，所述系统包括：自动搬运车和换电站，所述换电站包括控制设备、视觉定位设备、电池仓、以及电池拆换设备，所述电池仓中包含多个备用电池；所述装置包括：
[0054]
接收模块，用于接收所述视觉定位设备发送的包含对所述自动搬运车拍照得到的图像的检测结果；
[0055]
控制模块，用于当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达所述预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的电池，以及从所述电池仓移出所述备用电池安装在该自动搬运车上。
[0056]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种控制设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
[0057]
存储器，用于存放计算机程序；
[0058]
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如下方法步骤：
[0059]
通过所述通信接口接收所述视觉定位设备发送的检测结果，其中，所述检测结果由所述视觉定位设备通过对进入所述换电站的自动搬运车拍照得到的图像而确定；
[0060]
当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，通过所述通信接口向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的亏电电池，以及将从所述电池仓移出的备用电池安装在该自动搬运车上。
[0061]
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法步骤。
[0062]
应用本发明实施例提供的全自动电池拆换方法、装置及系统，相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，从而提高了自动搬运车的使用率。
[0063]
当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0064]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0065]
图1为本发明实施例提供的全自动电池拆换系统的一种结构示意图；
[0066]
图2为本发明实施例提供的电池拆换系统的另一种结构示意图；
[0067]
图3为本发明实施例提供的全自动电池拆换方法的一种流程图；
[0068]
图4为本发明实施例提供的全自动电池拆换装置的一种结构示意图；
[0069]
图5为本发明实施例提供的控制设备的一种结构示意图。
具体实施方式
[0070]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0071]
为了解决现有的采用蓄电池作为能量来源的车辆的实际使用率较低的问题，本发明实施例提供了一种全自动电池拆换方法、装置及系统，为了便于说明，下面先对本发明实施例提供的全自动电池拆换系统进行介绍。
[0072]
参见图1，图1为本发明实施例提供的全自动电池拆换系统的一种结构示意图，本发明实施例提供的全自动电池拆换系统可以应用于多种运输场景，例如室内搬运，码头物流等场景。具体的，系统可以包括换电站101和自动搬运车102，其中换电站101和自动搬运车102均可以为多个，每个换电站102中包括控制设备103，视觉定位设备104，电池仓105和电池拆换设备106。电池仓105包括多个充电位，充电位能够为电池充电，电池仓105还包括备用电池，备用电池可以是已经完成充电的电池，即充满电的电池，也可以是正在充电的电池。
[0073]
在本发明的一种实施例中，控制设备103与电池仓105可以采用rs-485通信连接，控制设备103可以采用can(controller area network,控制器局域网络)与电池拆换设备106连接。
[0074]
下面针对在一个换电站中对自动搬运车拆换电池的过程进行详细说明。
[0075]
当控制设备确定有自动搬运车即将前来拆换电池时，可以从电池仓包含的多个备用电池中选择当前电量最大的备用电池，并通过与电池拆换设备之间的通信连接，向电池拆换设备通知选择的备用电池的仓位编号和电池编号。
[0076]
为了提前做好拆换电池的准备，电池拆换设备在视觉定位设备确定有自动搬运车进入换电站内部的预定位置之前，即可从电池仓中取下上述仓位编号和电池编号对应的备用电池，等待进行电池拆换过程。当然，在另一种实施方式中，电池拆换设备也可以先从自动搬运车上取下亏电电池，将亏电电池放入电池仓，再从电池仓取下上述仓位编号和电池编号对应的备用电池装入自动搬运车。
[0077]
换电站中的视觉定位设备的视野覆盖换电站内部的预定换电位置，当自动搬运车进入换电站后，视觉定位设备可以对自动搬运车拍照。其中换电站的预定换电位置可以是预先设置的进行拆换电池的特定位置，例如换电站中地面或换电平台上的某个方形区域等。当然也可以设置多个预定位置作为拆换电池的预定换电位置。
[0078]
此外，换电站中还预设有电池拆换位置，电池拆换位置是进行电池拆换时，电池拆换设备所处的位置。电池拆换位置可以是与上述自动搬运车所在的预定换电位置相邻的位置，即电池拆换设备处于电池拆换位置，即可完成自动搬运车电池的拆换过程。例如，若电池拆换设备采用钩取式机构从自动搬运车顶部钩出亏电电池并吊入备用电池，则电池拆换位置可以预先设置在预定换电位置的正上方。又例如，若电池拆换设备采用机械臂结构从自动搬运车侧面拉出亏电电池并推入备用电池，则电池拆换位置可以预先设置在预定换电位置的侧方。
[0079]
本发明实施例中，为了保证电池拆换过程中自动搬运车所处的位置更为精准，换
电站中的预定换电位置可以设置有第一传感器，在电池拆换位置还设置有第二传感器，例如压力传感器，红外传感器等。该第一传感器可以是视觉定位设备的一部分，也可以是独立于视觉定位设备之外的设备，当第一传感器为独立的设备时，第一传感器与视觉定位设备可以建立通信连接。
[0080]
在本发明的一种实施方式中，视觉定位设备可以直接将针对自动搬运车拍照得到的图像，发送至控制设备，由控制设备基于图像分析自动搬运车是否到达预定换电位置。
[0081]
在本发明的另一种实施方式中，视觉定位设备中可以包含视觉处理模块，从而可以根据针对自动搬运车拍照得到的图像，自行检测自动搬运车是否到达预定换电位置，并将检测结果发送至控制设备。
[0082]
为了便于理解，分别将上述两种实施方式记为实施方式a和实施方式b，下面分别针对上述两种实时方式，给出详细过程。
[0083]
针对上述第一种实施方式，即实施方式a，当自动搬运车触发设置在预定换电位置的第一传感器时，视觉定位设备可以开始对自动搬运车进行拍照，得到第一图像，并向控制设备发送包含第一图像的检测结果。
[0084]
控制设备从检测结果中获取第一图像，对第一图像进行分析，判断自动搬运车是否准确移动至换电站的预定换电位置，作为一个示例，控制设备对第一图像进行分析过程中，第一图像显示自动搬运车所在位置与预定换电位置之间的偏差在预设范围内时，可以认为自动搬运车已经移动到了换电站的预定换电位置。
[0085]
此外，当控制设备对第一图像进行分析后，确定自动搬运车未移动至换电站的预定位置时，可以向自动搬运车发送第一调整指令，该第一调整指令指示自动搬运车根据图像所显示的自动搬运车与预定换电位置之间的位姿偏差进行反向补偿的调整。举例来讲，当第一图像显示自动搬运车未到达预定换电位置且距离预定换电位置大致向后偏移3cm(厘米)时，控制设备向自动搬运车发送的第一调整指令可以指示自动搬运车再向前行驶大致3cm。当自动搬运车根据第一调整指令调整自身位置之后，视觉定位设备可以重新对自动搬运车拍照，并将拍得的照片发送至控制设备，控制设备继续分析，并下发调整指令，直到视觉定位设备反馈的图像显示自动搬运车已移动至预定换电位置。
[0086]
当控制设备确定自动搬运车已移动至预定换电位置后，可以控制电池拆换设备向自动搬运车移动。
[0087]
具体的，控制设备可以向电池拆换设备发送移动指令，电池拆换设备收到移动指令后，向预定的电池拆换位置移动。
[0088]
当电池拆换设备触发设置在电池拆换位置的第二传感器，视觉定位设备可以获取电池拆换设备的第二图像，将第二图像发送至控制设备。
[0089]
控制设备可以基于第二图像判断电池拆换设备是否准确移动至电池拆换位置，作为一个示例，控制设备对第二图像进行分析过程中，第二图像显示电池拆换设备所在位置与电池拆换位置之间的偏差在预设范围内时，可以认为电池拆换设备已经移动到了电池拆换位置，则控制设备控制电池拆换设备开始拆换自动搬运车的电池。
[0090]
此外，当控制设备对第二图像进行分析后，确定电池拆换设备未移动至电池拆换位置时，可以向电池拆换设备发送第二调整指令，该第二调整指令指示电池拆换设备根据图像所显示的自动搬运车与电池拆换设备之间的位姿偏差进行反向补偿的调整。举例来
讲，当第二图像显示电池拆换设备当前位于自动搬运车的右侧位置，且偏离大致10cm(厘米)，若预定的电池拆换位置位于自动搬运车位置的右侧5cm处，则控制设备向电池拆换设备发送的第二调整指令可以指示电池拆换设备向左移动大致5cm，即向电池拆换位置移动。当电池拆换设备根据第二调整指令调整自身位置之后，视觉定位设备可以重新对电池拆换设备拍照，并将拍得照片发送至控制设备，控制设备继续分析，并下发调整指令，直到视觉定位设备反馈的图像显示电池拆换设备已移动至预定电池拆换位置。
[0091]
具体的，控制设备可以向电池拆换设备发送电池拆换指令，从而电池拆换设备开始执行后续的拆换电池的步骤。
[0092]
针对上述第二种实施方式，即实施方式b，当自动搬运车触发设置在预定换电位置的第一传感器时，视觉定位设备可以开始对自动搬运车进行拍照，得到第一图像，并对第一图像进行分析，判断自动搬运车是否移动至预定换电位置，得到第一判断结果，并向控制设备发送包含第一判断结果的检测结果。作为一个示例，视觉定位设备对第一图像进行分析过程中，第一图像显示自动搬运车所在位置与预定换电位置之间的偏差在预设范围内时，可以认为自动搬运车已经移动到了换电站的预定换电位置。
[0093]
此外，当视觉定位设备对第一图像进行分析后，确定自动搬运车未移动至换电站的预定位置时，视觉定位设备发送至控制设备的检测结果中还可以包含自动搬运车与预定换电位置之间的位姿偏差，从而控制设备可以获取该位姿偏差，并将自动搬运车发送包含该位姿偏差的调整指令，该调整指令指示自动搬运车根据位姿偏差进行反向补偿的调整。自动搬运车根据调整指令调整自身位置，直到视觉定位设备基于拍摄的图像确定自动搬运车已移动至预定换电位置。其中，基于位姿偏差进行调整的过程可以参见上文，在此不赘述。
[0094]
当控制设备接收的第一判断结果指示自动搬运车已移动至预定换电位置，控制设备可以向电池拆换设备发送移动指令。电池拆换设备收到移动指令后，向预定的电池拆换位置移动。
[0095]
当电池拆换设备触发设置在电池拆换位置的第二传感器，视觉定位设备可以获取电池拆换设备的第二图像，并对第二图像进行分析，判断电池拆换设备是否移动至电池拆换位置，得到第二判断结果，将第二判断结果发送至控制设备。作为一个示例，视觉定位设备对第二图像进行分析过程中，第二图像显示电池拆换设备所处位置与电池拆换位置之间的偏差在预设范围内时，可以认为电池拆换设备已经移动到了换电站的电池拆换位置。
[0096]
此外，当视觉定位设备对第二图像进行分析后，确定电池拆换设备未移动至换电站的电池拆换位置时，视觉定位设备发送至控制设备的检测结果中还可以包含电池拆换设备与自动搬运车之间的位姿偏差，从而控制设备可以获取该位姿偏差，并向电池拆换设备发送包含该位姿偏差的调整指令，该调整指令指示电池拆换设备根据位姿偏差进行反向补偿的调整。电池拆换设备根据调整指令调整自身位置，直到视觉定位设备基于拍摄的图像确定电池拆换设备已移动至预定的电池拆换位置。其中，基于位姿偏差进行调整的过程可以参见上文，在此不赘述。
[0097]
可见，本发明实施例中，视觉定位设备能够采集自动搬运车和电池拆换设备的实时图像，保证拆换电池时自动搬运车和电池拆换设备处于准确的位置，提高拆换电池的精准性。
[0098]
当控制设备确定自动搬运车和电池拆换设备均处于准确位置时，可以向电池拆换设备发送电池拆换指令。从而电池拆换设备基于电池拆换指令，取下自动搬运车的电池，将上文所确定的备用电池安装在该自动搬运车上。
[0099]
可见，应用本发明实施例提供的全自动电池拆换系统，相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，从而提高了自动搬运车的使用率。
[0100]
在本发明的一种实施例中，换电站还可以包括辅助供电设备，电池拆换设备在取下自动搬运车的亏电电池之前，可以为自动搬运车接入辅助供电设备，并在将备用电池安装在自动搬运车之后，断开辅助供电设备。
[0101]
具体的，辅助供电设备可以是带有外接电源线的小型发电设备，或者是带有外接电源线的电池组设备等。本发明实施例对此不限定。
[0102]
当自动搬运车到位后，电池拆换设备将辅助供电设备接入自动搬运车，之后再进行电池的拆换，保证自动搬运车在拆换电池的过程中不断电，从而不会丢失自身的任务信息，路径信息，电池状态信息等。
[0103]
可见，本发明实施例提供的全自动电池拆换系统，视觉定位设备确定自动搬运车是否到达换电站的预定位置，若是则通知控制设备；控制设备当接收到视觉定位设备的通知后，向电池拆换设备发送电池拆换指令；电池拆换设备基于电池拆换指令，取下自动搬运车的亏电电池，并将从电池仓移出的备用电池安装在自动搬运车。相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，提高了自动搬运车的使用率。
[0104]
此外，由于自动搬运车的长时间运行导致电池的充放电循环次数增加，自动搬运车的电池组中的各单体电池的电压可能会出现分化，若不加以养护，则可以导致电池组出现续航能力下降，甚至不能对外放电的情况。为了避免出现上述情况，提高电池的寿命，在本发明的一种实施例中，电池仓中不仅包含普通充电位，还可以包含用于养护电池的养护充电位。
[0105]
一种实施例中，控制设备可以获取拆换电池的状态信息，基于状态信息判断拆换电池是否需要养护。其中，拆换电池表示此次电池拆换过程所针对的电池。电池的状态信息可以是bms(battery management system，电池管理系统)信息，可以基于bms信息确定电池的状态。例如，当电池的bms信息显示电池处于过放电、电压失衡等异常状况时，可以确定电池为待养护电池。
[0106]
其中，控制设备可以通过自动搬运车获取电池的状态信息。具体的，自动搬运车可以实时检测自身电池的状态信息，并隔一段时间上报至控制设备。控制设备也可以向自动搬运车发送电池状态信息的指令，从而自动搬运车收到指令后，将自身电池的状态信息发送至控制设备。
[0107]
当然，控制设备获取自动搬运车的电池状态信息的方式也不仅限于上述两种。本发明实施例对此不做限定。
[0108]
控制设备获取自动搬移车的电池的状态信息后，可以基于状态信息判断自动搬运车中的亏电电池是否需要养护，若该亏电电池需要养护，则向电池拆换设备发送携带有养护充电位标识的充电指令；若该亏电电池不需要用户，则向电池拆换设备发送携带普通充
电位标识的充电指令。
[0109]
其中，拆换电池要放入的普通充电位或养护充电位可以是控制设备确定的。具体的，控制设备可以获取电池仓的状态信息，包括空闲的普通充电位标识，空闲的养护充电位标识等。电池仓的状态信息可以是电池仓实时上报给控制设备的，也可以电池仓基于控制设备的指令进行上报。对此不再赘述。
[0110]
作为一个示例，控制设备基于自动搬运车的亏电电池的状态信息，判断该亏电电池不需要养护，进而控制设备从电池仓获取至少一个空闲的普通充电位的标识，则控制设备可以向电池拆换设备发送带有普通充电位标识的充电指令，从而电池拆换设备收到充电指令后，将取下的上述亏电电池放入普通充电位标识所对应的充电位。
[0111]
作为另一个示例，控制设备基于自动搬运车的亏电电池的状态信息，判断该亏电电池需要养护，进而控制设备从电池仓获取至少一个空闲的养护充电位的标识，则控制设备可以向电池拆换设备发送携带有养护充电位标识的充电指令，从而电池拆换设备收到充电指令后，将取下的上述亏电电池放入养护充电位所对应的充电位。
[0112]
可见，本发明实施例中，可以根据电池实际使用情况确定需要养护的电池，并将其放置于电池仓的养护位，修复电池的过放电，电压失衡等问题，从而延长电池的使用寿命。
[0113]
此外，由于本发明实施例提供的全自动电池拆换系统中包含多个换电站和多个自动搬运车，各个换电站单独执行拆换电池的任务，为了方便统一管理，也便于技术人员查看整个系统的运行状态，本发明实施例提供的全自动电池拆换系统中还可以包括调度平台。
[0114]
如图2所示，调度平台107可以与自动搬运车，以及各个换电站中的控制设备相连接。一种实施例中，调度平台通过wifi分别与自动搬运车和控制设备相连接。
[0115]
调度平台可以实时监控自动搬运车的电池电量信息。一种实施方式中，调度平台每隔预定时间向自动搬运车发送获取电量信息的指令，自动搬运车响应指令，获取电池的电量信息并反馈至调度平台。另一种实施方式中，自动搬运车可以主动向调度设备上报自身电池的电量信息。调度平台监控自动搬运车的电池电量信息也不仅限于上述两种方式。
[0116]
值得说明的是，调度平台不仅可以获取自动搬运车的电池电量信息，还可以实时监控自动搬运车的任务信息，路径信息，以及自动搬运车的电池的状态信息等。这些实时信息可以是自动搬运车实时采集并通过wifi通信向调度平台上报的。
[0117]
本发明实施例中，当调度平台检测到任一自动搬运车的当前电量低于预设阈值时，可以从多个换电站中分配一最优的换电站，控制该当前电量低于预设阈值的自动搬运车前往该最优的换电站，以及通知该最优的换电站有自动搬运车前往换电。
[0118]
其中，最优的换电站可以是调度平台基于预设规则从所有换电站中确定的。例如，最优的换电站可以是具有可替换的备用电池的多个换电站中、距离该待换电自动搬运车最近且空闲的一个换电站。
[0119]
本发明一种实施例中，调度平台可以综合考虑各个换电站的状态信息以及自动搬运车距各个换电站的距离，为自动搬运车确定最优的换电站。一种实施方式中，调度平台可以根据换电池时间，在换电站的等待时间，以及往返时间的总和来确定最优的换电站。举例来讲，若当前距离自动搬运车较近的换电站处于空闲状态，则可以直接将该换电站确定为该自动搬运车的最优的换电站。若当前距离自动搬运车最近的换电站a处于非空闲状态，而当前处于空闲状态的换电站b距离该自动搬运车的距离较远，则可以估计在换电站a处等待
的时间，以及前往换电站b所需要的行驶时间。将二者进行比较，若在换电站a处等待的时间较短，则可以将最优的换电站确定为换电站a，反之，可以确定最优的换电站为换电站b。
[0120]
本发明另一种实施例中，若同时检测到多个自动搬运车需要充电，且没有足够的空闲换电站时，可以按照各个自动搬运车的电池的电量设置优先级，电量越低优先级可以越高，控制设备根据优先级为自动搬运车分配换电站，高优先级的自动搬运车前往空闲的换电站进行电池拆换，低优先级的自动搬运车可以等待高优先级的自动搬运车完成拆换后，再驶入对应的换电站进行拆换电池。
[0121]
此外，所确定的换电站需要满足预定条件，例如，调度平台确定最优的换电站时，最优的换电站应包含有充满电的备用电池，且以自动搬运车的当前电量能够驶入该换电站等。上述仅为调度平台确定最优的换电站的几个示例，在确定最优的换电站时，可以不限于上述实施方式。
[0122]
在本发明的一种实施例中，调度平台为自动搬运车分配最优的换电站后，可以通知自动搬运车前往该最优的换电站，并通知该最优的换电站有自动搬运车前往拆换电池。
[0123]
具体的，调度平台可以通知最优的换电站中的控制设备，控制设备接收通知后，即获知将有自动搬运车前来拆换电池。则控制设备可以进行检测电池仓的状态信息，确定空闲充电位等准备过程。当自动搬运车到达该最优的换电站的预定位置后，即可开始拆换电池，具体可以参见上文。
[0124]
在本发明实施例中，为了保证电池的质量较好，可以淘汰充电次数较多的电池。具体的，换电站中的控制设备可以获取每次自动搬运车换下的亏电电池的电池编号，并将电池编号上报至调度平台。当然，换电站也可以获取每次自动搬运车更换上的电池的电池编号，同样可以统计各个电池的使用次数，对此不做限定。
[0125]
调度平台可以实时统计各个换电站上报的每个电池编号的总次数，若总次数达到电池最大使用次数，例如400次。则调度平台可以通知换电站中的控制设备淘汰该电池编号对应的电池。
[0126]
进而，若控制设备收到调度平台下发的淘汰该电池编号对应的电池的通知后，可以向电池拆换设备发送包含该电池编号的电池淘汰指令。
[0127]
电池拆换设备若收到电池淘汰指令，则可以将该电池淘汰指令中包含的电池编号相对应的电池放入电池仓中设置的电池回收位置。
[0128]
可见，本发明实施例中，还可以统计各个电池的充放电次数，合理淘汰到达电池使用寿命的电池，从而提高了自动搬运车所使用电池的质量。
[0129]
参见图3，本发明实施例还提供了一种全自动电池拆换方法，该方法可以应用于全自动电池拆换系统中的控制设备，所述系统包括：自动搬运车和换电站，所述换电站包括控制设备、视觉定位设备、电池仓、以及电池拆换设备，所述电池仓中包含多个备用电池；所述方法包括：
[0130]
s301：接收所述视觉定位设备发送的检测结果，其中，所述检测结果由所述视觉定位设备通过对进入所述换电站的自动搬运车拍照得到的图像而确定；
[0131]
s302：当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的亏电电池，以及将从所述电池仓移出的备用电池安装在该自动
搬运车上。
[0132]
可见，应用本发明实施例提供的电池拆换方法，相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，提高了自动搬运车的使用率。
[0133]
在本发明的一种实施例中，控制设备在确定有自动搬运车即将前来换电时，从所述电池仓包含的多个备用电池中选择当前电量最大的备用电池，并向所述电池拆换设备通知选择的备用电池的仓位编号和电池编号；以使所述电池拆换设备在所述视觉定位设备确定有自动搬运车进入所述换电站内部的预定位置之前，从所述电池仓取下所述仓位编号和电池编号对应的备用电池，以等待换电。
[0134]
一种实施方式中，控制设备可以接收全自动电池拆换系统中的调度平台的通知，根据该通知确定有自动搬运车即将前来换电。
[0135]
在本发明的一种实施例中，上述接收所述视觉定位设备发送的检测结果，当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令的步骤，具体可以包括以下步骤：
[0136]
接收视觉定位设备发送的包含第一图像的检测结果，所述第一图像是当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位置的第一传感器时，所述视觉定位设备对所述自动搬运车拍照得到的；
[0137]
从所述检测结果中获取所述第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述换电站的预定换电位置，若是则向所述电池拆换设备发送移动指令；以使所述电池拆换设备基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0138]
接收所述视觉定位设备发送的第二图像，所述第二图像是当所述电池拆换设备触发设置在电池拆换位置的第二传感器时，所述视觉定位设备对所述电池拆换设备拍照得到的；
[0139]
基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置，若是则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0140]
在本发明的一种实施例中，控制设备当基于所述第一图像确定所述自动搬运车未移动至所述换电站的预定换电位置时，向所述自动搬运车发送第一调整指令以调整自动搬运车的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置；其中，所述第一调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与预定换电位置之间的位姿偏差进行反向补偿；
[0141]
在本发明的一种实施例中，控制设备当基于所述第二图像确定所述电池拆换设备未移动至所述电池拆换位置时，向所述电池拆换设备发送第二调整指令以调整电池拆换设备的位置，直至所述视觉定位设备反馈的图像显示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置；其中，所述第二调整指令用于根据图像所显示的自动搬运车与电池拆换设备之间的位姿偏差进行反向补偿。
[0142]
在本发明的一种实施例中，接收所述视觉定位设备发送的检测结果，当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令的步骤，具体可以包括以下细化步骤：
[0143]
接收所述视觉定位设备发送的包含第一判断结果的检测结果，所述第一判断结果
是当所述自动搬运车触发设置在所述预定换电位置的第一传感器时，所述视觉定位设备拍照得到所述自动搬运车的第一图像，基于所述第一图像判断所述自动搬运车是否移动至所述预定换电位置得到的；
[0144]
从所述检测结果中获取第一判断结果，若所述第一判断结果指示所述自动搬运车已移动至所述预定换电位置，则向所述电池拆换设备发送移动指令；以使所述电池拆换设备基于所述移动指令，移动至预定的电池拆换位置；
[0145]
接收所述视觉定位设备发送的第二判断结果，所述第二判断结果是当所述电池拆换设备触发设置在所述电池拆换位置的第二传感器时，拍照得到所述电池拆换设备的第二图像，基于所述第二图像判断所述电池拆换设备是否移动至所述电池拆换位置得到的；
[0146]
若所述第二判断结果指示所述电池拆换设备已移动至所述电池拆换位置，则向所述电池拆换设备发送所述电池拆换指令。
[0147]
在本发明的一种实施例中，所述充电位包含至少一个普通充电位和至少一个用于养护电池的养护充电位，所述方法还包括：
[0148]
获取从自动搬运车取下的亏电电池的状态信息，基于所述状态信息判断所述亏电电池是否需要养护，若是则向所述电池拆换设备发送携带养护充电位标识的充电指令，若否则向所述电池拆换设备发送携带普通充电位标识的充电指令；以使所述电池拆换设备基于收到的充电指令，将所述亏电电池放入养护充电位标识或普通充电位标识所对应的充电位。
[0149]
在本发明的一种实施例中，换电站的控制设备还可以向调度平台上报从自动搬运车取下的亏电电池的电池编号，以使调度平台可以根据控制设备上报的电池编号，统计各个换电站上报该电池编号的总次数，若该总次数达到电池最大使用次数，则通知该换电站淘汰该电池编号对应的电池。控制设备若收到调度平台发送的淘汰通知，则指示电池拆换设备将该电池放入电池仓中的电池回收位置。
[0150]
相应于图3所示的全自动电池拆换方法，本发明实施例还提供了一种全自动电池拆换装置，参见图4，该装置可以应用于全自动电池拆换系统中的控制设备，所述系统包括：自动搬运车和换电站，所述换电站包括控制设备、视觉定位设备、电池仓、以及电池拆换设备，所述电池仓中包含多个备用电池；所述装置包括：
[0151]
接收模块401，用于接收所述视觉定位设备发送的包含对所述自动搬运车拍照得到的图像的检测结果；
[0152]
控制模块402，用于当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达所述预定换电位置时，向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的电池，以及从所述电池仓移出所述备用电池安装在该自动搬运车上。
[0153]
可见，应用本发明实施例提供的电池拆换装置，相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，提高了自动搬运车的使用率。
[0154]
本发明实施例还提供了一种控制设备，如图5所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信，
[0155]
存储器503，用于存放计算机程序；
[0156]
处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现如下步骤：
[0157]
通过所述通信接口接收所述视觉定位设备发送的检测结果，其中，所述检测结果由所述视觉定位设备通过对进入所述换电站的自动搬运车拍照得到的图像而确定；
[0158]
当根据所述检测结果确定所述自动搬运车到达换电站内部的预定换电位置时，通过所述通信接口向所述电池拆换设备发送电池拆换指令，以使所述电池拆换设备基于所述电池拆换指令，取下所述自动搬运车的亏电电池，以及将从所述电池仓移出的备用电池安装在该自动搬运车上。
[0159]
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0160]
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
[0161]
存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
[0162]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0163]
可见，应用本发明实施例提供的控制设备，相比传统的agv自动充电方法，能够快速高效的完成自动搬运车更换电池，自动搬运车更换电池后即可开始工作，提高了自动搬运车的使用率。
[0164]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有机器可执行指令，机器可执行指令在被处理器加载并执行时，实现本发明实施例所提供的全自动电池拆换方法。
[0165]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0166]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于全自动电池拆换方法、装置、控制设备及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于全自动电池拆换系统实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见全自动电池拆换系统实施例的部分说明即可。
[0167]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除