電動汽車電池更換系統的安防子系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種安防子系統，應用于電動汽車電池更換系統，其中，所述電動汽車電池更換系統包括為電動汽車更換電池的機器人組和上位機，所述安防子系統包括：第一攝像機組、第二攝像機組、服務器、報警器和網絡交換器，所述安防子系統，通過攝像機獲取機器人及電池更換區域的視頻圖像信息，當電池更換區域或機器人的運行區域內發生異常時，攝像機獲得的視頻圖像信息與標準的圖像信息不匹配時，輸出相應的控制信號，以控制機器人組停止工作，并使報警器發出報警信號，從而保證電池換電區域的電動汽車的電池更換過程安全進行。
【專利說明】電動汽車電池更換系統的安防子系統

【技術領域】
[0001]本申請涉及電動汽車電池更換【技術領域】，特別是涉及電動汽車電池更換系統的安防子系統。

【背景技術】
[0002]電動汽車由于其動力能源為可再生的綠色能源-電能，而逐漸走入人們的生活，電動汽車是以車載電源作為動力的，車載電源的具體形式為可充電電池，為了保證可充電電池能夠為汽車提供足夠的電能，可充電電池的重量和體積都較大，電池更換不方便，需要一種電動汽車電池自動更換系統，為保證電動汽車電池更換系統的安全進行，急需一種安防子系統。


【發明內容】

[0003]為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種電動汽車電池更換系統的安防子系統，以保證電動汽車電池更換系統的安全運行，技術方案如下:
[0004]本申請提供一種安防子系統，應用于電動汽車電池更換系統，所述電動汽車電池更換系統包括為電動汽車更換電池的機器人組和上位機，所述安防子系統包括:第一攝像機組、第二攝像機組、服務器、報警器和網絡交換器；
[0005]所述第一攝像機組設置在所述機器人組的上方；
[0006]所述第二攝像機組設置在電動汽車換電區域的上方；
[0007]所述服務器的以太網接口通過網絡交換器連接所述上位機；
[0008]所述服務器的第一視頻接口組連接所述第一攝像機組，所述服務器的第二視頻接口組連接所述第二攝像機組，所述服務器的第一串行通信接口連接所述報警器及所述機器人組的控制信號輸入端；當所述服務器檢測到所述第一視頻接口組接收的視頻圖像信息與第一標準圖像不匹配時，輸出控制信號以控制所述機器人組停止工作，并控制所述報警器進行報警；當所述服務器檢測到所述第二視頻接口組接收到的視頻圖像信息與第二標準圖像不匹配時，輸出控制信號以控制所述報警器進行報警，和/或控制所述機器人組停止工作。
[0009]優選的，所述機器人組包括第一機器人和第二機器人，所述第一攝像機組包括設置在所述第一機器人上方的第一攝像機，以及設置在第二機器人上方的第二攝像機；所述服務器的第一視頻接口組包括第一視頻接口和第二視頻接口。
[0010]優選的，所述服務器的串行通信接口通過串行通信接口模塊RS485將串行通信信號轉換為控制信號提供給所述報警器及所述機器人組。
[0011]優選的，所述第一攝像機組和第二攝像機組均為全景攝像機。
[0012]優選的，所述全景攝像機的光軸垂直指向地面。
[0013]優選的，所述安防子系統的監控區域劃分為不同的區域，所述服務器對攝像機組傳輸的視頻圖像信息進行智能視覺分析，識別所述視頻圖像信息中對應的不同區域，并對不同區域采用不同的警戒策略。
[0014]優選的，所述服務器將所述機器人組運行區域作為一級警戒區域，當所述一級警戒區域對應的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，控制所述機器人組停止工作，并控制所述報警器報警；
[0015]以及，將所述監控區域內除所述機器人組運行區域之外的區域作為二級警戒區域，當所述二級警戒區域對應的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，控制所述報警器報警。
[0016]優選的，所述報警器為聲光報警器。
[0017]由以上本申請實施例提供的技術方案可見，所述電動汽車電池更換系統的安防子系統，通過攝像機獲取機器人及電池更換區域的視頻圖像信息，當電池更換區域或機器人的運行區域內發生異常時，攝像機獲得的視頻圖像信息與標準的圖像信息不匹配時，輸出相應的控制信號，以控制機器人組停止工作，并使報警器發出報警信號，從而保證電池換電區域的電動汽車的電池更換過程安全進行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本申請實施例一種安防子系統的結構示意圖；
[0020]圖2為本申請實施例另一種安防子系統的結構示意圖；
[0021]圖3為本申請實施例一種安防子系統的監控區域示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0023]請參見圖1，示出了本申請實施例一種安防子系統的結構示意圖，所述安防子系統應用于電動汽車電池更換系統中，所述電動汽車電池更換系統包括:為電動汽車更換電池的機器人組I和上位機2，所述安防子系統包括:第一攝像機組100、第二攝像機組200、服務器300、報警器400和網絡交換器500 ；
[0024]第一攝像機組100設置在機器人組I的上方，第一攝像機組100用于獲取機器人組I的運行區域內的圖像信息。
[0025]其中，機器人組I具體為機械臂，具體的第一攝像機組安裝在機械臂的轉軸中心正上方O
[0026]具體的，機器人組I可以包括第一機器人11，還可以進一步包括第二機器人12，本實施例以機器人組I包括一個機器人組11為例進行說明。
[0027]機器人組I包括第一機器人11，則第一攝像機組100包括第一攝像機101，其中，第一攝像機101安裝在第一機器人11的轉軸中心的正上方，用于拍攝第一機器人11的運行區域的視頻圖像信息；
[0028]第二攝像機組200包括第二攝像機201，安裝在電動汽車電池更換區域上方，用于拍攝電池更換區域內的視頻圖像信息，即監控電池更換區域內電動汽車的進場與出場等信肩、O
[0029]服務器300的以太網接口通過網絡交換器連接上位機2，實現服務器300與上位機2之間通信，具體的，上位機2向服務器300下發布防或撤防指令，服務器300依據所述布防或撤防指令進入相應的工作狀態后，向上位機反饋布防結果或撤防結果。
[0030]服務器300的第一視頻接口組包括第一視頻接口，第二視頻接口組包括一個視頻接口，其中，服務器300通過第一視頻接口連接第一攝像機，從而接收第一攝像機傳輸的視頻圖像信息，該視頻圖像信息為模擬視頻信號；服務器300通過第二視頻接口組的一個視頻接口連接第二攝像機，以接收第二攝像機傳輸的視頻圖像信息，該視頻圖像信息為模擬視頻信號。
[0031]服務器300通過串行通信接口連接報警器及所述機器人組，用于控制所述報警器400及所述機器人組I進行相應的動作。
[0032]具體實施時，服務器300的串行通信接口通過串行通信接口模塊RS485連接報警器及機器人，串行通信接口模塊RS485用于將接收到的服務器傳輸的RS485信號轉換為控制信號提供給報警器及機器人。
[0033]具體的，安防子系統處于布防狀態時，服務器300的工作過程如下:
[0034]服務器300通過第一視頻接口接收到視頻圖像信息后，將該視頻圖像信息與第一標準圖像信息進行比較，當比較出該視頻圖像信息與第一標準圖像信息不匹配時，表明機器人的運行區域發生異常現象(比如，有人員或)，向機器人組I發送控制信號，以使機器人組I停止工作，同時，向報警器400發送控制信號，以使報警器400發出報警信號；
[0035]服務器300比較通過第二視頻接口組接收到的視頻圖像信息與第二標準圖像信息，當兩者不匹配時，向報警器400輸出控制信號，以使報警器發出報警信號，和/或，向機器人組I輸出控制信號，以使機器人組I停止工作。
[0036]當然，安防子系統在開機后可以一直處于工作狀態，即開機后一直保持安全監控狀態，不受其他設備的影響，當檢測到監控區域發生異常情況時，檢測是否收到上位機發送的布防/撤防指令，如果收到了上位機發送的布防指令且未收到撤防指令，則控制報警器報警，并控制機器人停止工作；如果檢測到未收到上位機發送的布防指令或收到撤防指令，則不產生報警信號。
[0037]一、機器人的安全防護功能的工作流程如下:
[0038]I)、初始設置
[0039]設置警戒區域、設置機器人的初始位置信息、設置第一攝像機的坐標系與機器人的坐標系之間的關系；
[0040]2)實時工作狀態
[0041]實時獲取機器人的位置信息，具體的，機器人向服務器上報當前姿態參數，服務器更新警戒模型及位置信息，檢測警戒區域是否出現異常目標時，將機器人的當前位置設為不檢測的對象；
[0042]服務器處于工作狀態時，當上位機下發布防指令后，目標安全檢測開啟，機器人的位置每更新一次，將更新后的姿態數據上報至服務器，此時，服務器進行目標檢測，一旦有目標進入警戒區域，服務器將發出相應的警戒信息。
[0043]需要說明的是，以下為本申請的安防子系統的故障緊急處理方式:
[0044]①當服務器的視覺分析軟件停止響應時，可以通過上位機檢測到，并向服務器下發復位命令，由服務器的監聽程序實現重啟視覺分析軟件；
[0045]②當服務器檢測到連接攝像機的視頻通道故障時，產生應急警示信號上傳至上位機；
[0046]③當服務器檢測到與上位機的通信中斷時，控制報警器發出報警信號，并控制機器人停止工作。
[0047]二、電池更換區域的檢測功能的工作流程如下:
[0048]I)初始設置
[0049]設置電池更換區域
[0050]2)目標類型判斷
[0051]判斷進入電池更換區域的目標是否是車輛。
[0052]3)電池更換區域的狀態變化情況判斷
[0053]判斷出進入電池更換區域的目標是車輛時，進一步判斷該車輛是進入該區域還是尚開該區域。
[0054]本實施例提供的安防子系統通過攝像機獲取機器人及電池更換區域的視頻圖像信息，當電池更換區域或機器人的運行區域內發生異常時，攝像機獲得的視頻圖像信息與標準的圖像信息不匹配時，輸出相應的控制信號，以控制機器人組停止工作，并使報警器發出報警信號，從而保證電池換電區域的電動汽車的電池更換過程安全進行。
[0055]請參見圖2，示出了本申請實施例另一種安防子系統的結構示意圖，與圖1對應的安防子系統不同的是，本實施例提供的安防子系統適用于包含兩個機器人的電動汽車電池更換系統中，所述電動汽車電池更換系統的機器人組包括第一機器人11和第二機器人12，所述安防子系統包括:第一攝像機組、第二攝像機組200、服務器300、報警器400和網絡交換機500。
[0056]其中第一攝像機組包括第一攝像機101和第三攝像機102，所述第三攝像機102設置在第二機器人上方，用于拍攝第二機器人的運動區域的視頻圖像信息；報警器400可以包括第一報警器401和第二報警器402，第一報警器用于當第一機器人的運行區域出現異常時發出報警信號；第二報警器用于當第二機器人的運行區域出現異常時發出報警信號。
[0057]服務器300的第一視頻接口組包括第一視頻接口和第二視頻接口，其中服務器通過第一視頻接口第一攝像機，接收第一攝像機傳輸的視頻圖像信息；同時，服務器通過第二視頻接口連接第三攝像機，接收第三攝像機傳輸的視頻圖像信息。
[0058]服務器300通過串行通信接口連接所述第一機器人和第二機器人的控制端，以及第二報警器402。
[0059]當服務器300接收到的第三攝像機傳輸的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，控制第二機器人停止工作，并控制第二報警器402發出報警信號。
[0060]服務器控制接收第一攝像機和第二攝像機的視頻圖像信息的處理過程與上述實施例的處理過程相同，此處不再贅述。
[0061]本實施例提供的安防子系統應用于包含兩個機器人的電動汽車電池更換系統中，能夠對兩個機器人的運動區域進行監控，以及電池更換區域的監控，從而保證電動汽車電池更換系統的安全運行。
[0062]請參見圖3，示出了安防子系統的監控區域的示意圖，以圖1所示的安防子系統的監控區域為例進行說明。
[0063]如圖3所示，將監控區域劃分為兩個不同等級的警戒區域，其中，機器人的中心工作區域為一級警戒區域，將監控區域中除機器人的中心工作區域之外的區域劃分為二級警戒區域。
[0064]安防子系統處于布防狀態時，若一級警戒區域內有人員出現，此時，服務器通過對接收到的監控區域的視頻圖像信息進行智能視覺分析識別出一級警戒區域對應的視頻圖像信息，當一級警戒區域對應的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，服務器將輸出第一警戒信號上傳至上位機，同時輸出控制信號控制所述報警器發出聲/光報警信號，并控制所述機器人停止工作。
[0065]安防子系統處于布防狀態，若二級警戒區域出現異常情況時，服務器接收到的該區域的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配，服務器將輸出第二警戒信號上傳至上位機，同時輸出控制信號控制報警器發出聲/光報警信號。
[0066]當然，相應于圖3所示的監控區域及安防子系統的工作過程，圖2所對應的安防子系統也可以將其對應的電動汽車電池更換系統的監控區域劃分成不同的區域，圖2對應的安防子系統的工作過程與圖3對應的實施例中的安防子系統的工作過程相似，此處不再贅述。
[0067]上述實施例中的攝像機均為全景攝像機,安裝時，全景攝像機的光軸與地面垂直，安裝完成后可根據實際情況旋轉全景攝像機的外殼調整視角。安裝時，為避免陽光直射后造成虛假目標，導致安防子系統產生虛警，因此盡量避免陽光直射到系統警戒區或是停車位上，設置不透光的大型頂棚，且地面不要有鏡面反射，夜間照明條件達到500勒克斯。
[0068]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。
[0069]以上所述僅是本申請的【具體實施方式】，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。
【權利要求】
1.一種安防子系統，應用于電動汽車電池更換系統，其特征在于，所述電動汽車電池更換系統包括為電動汽車更換電池的機器人組和上位機，所述安防子系統包括:第一攝像機組、第二攝像機組、服務器、報警器和網絡交換器； 所述第一攝像機組設置在所述機器人組的上方； 所述第二攝像機組設置在電動汽車換電區域的上方； 所述服務器的以太網接口通過網絡交換器連接所述上位機； 所述服務器的第一視頻接口組連接所述第一攝像機組，所述服務器的第二視頻接口組連接所述第二攝像機組，所述服務器的第一串行通信接口連接所述報警器及所述機器人組的控制信號輸入端；當所述服務器檢測到所述第一視頻接口組接收的視頻圖像信息與第一標準圖像不匹配時，輸出控制信號以控制所述機器人組停止工作，并控制所述報警器進行報警；當所述服務器檢測到所述第二視頻接口組接收到的視頻圖像信息與第二標準圖像不匹配時，輸出控制信號以控制所述報警器進行報警，和/或控制所述機器人組停止工作。
2.根據權利要求1所述的安防子系統，其特征在于，所述機器人組包括第一機器人和第二機器人，所述第一攝像機組包括設置在所述第一機器人上方的第一攝像機，以及設置在第二機器人上方的第二攝像機；所述服務器的第一視頻接口組包括第一視頻接口和第二視頻接口。
3.根據權利要求1或2所述的安防子系統，其特征在于，所述服務器的串行通信接口通過串行通信接口模塊RS485將串行通信信號轉換為控制信號提供給所述報警器及所述機器人組。
4.根據權利要求1所述的安防子系統，其特征在于，所述第一攝像機組和第二攝像機組均為全景攝像機。
5.根據權利要求4所述的安防子系統，其特征在于，所述全景攝像機的光軸垂直指向地面。
6.根據權利要求1所述的安防子系統，其特征在于，所述安防子系統的監控區域劃分為不同的區域，所述服務器對攝像機組傳輸的視頻圖像信息進行智能視覺分析，識別所述視頻圖像信息中對應的不同區域，并對不同區域采用不同的警戒策略。
7.根據權利要求6所述的安防子系統，其特征在于，所述服務器將所述機器人組運行區域作為一級警戒區域，當所述一級警戒區域對應的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，控制所述機器人組停止工作，并控制所述報警器報警； 以及，將所述監控區域內除所述機器人組運行區域之外的區域作為二級警戒區域，當所述二級警戒區域對應的視頻圖像信息與對應的標準圖像信息不匹配時，控制所述報警器報警。
8.根據權利要求1、2、4-7任一項所述的安防子系統，其特征在于，所述報警器為聲光報警器。
【文檔編號】B60S5/06GK104417504SQ201310389431
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】張帆, 林曉斌, 鄭正仙, 楊曉東, 祝科峰 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司杭州供電公司, 杭州大有科技發展有限公司