本发明涉及无人车近场对接，具体涉及一种车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统。
背景技术：
1、近年来，随着新能源汽车技术的不断发展与进步，新能源汽车的接受度也在不断提高，并且已经形成了较大规模的社会渗透，同时保持着可观的持续增长趋势。与传统燃油车相比，尤其在一些大城市，城市管理采取的譬如上牌、限行等政策，使得新能源汽车展现出明显的落地优势，成为需求者的购置首选，这也使得新能源汽车的保有率很高。
2、但是，基于目前充电设施的建设情况，充电桩和充电站的建设速度相较于新能源汽车购置的增长速度，已经远远不能满足充电需求，在节假日或人口密集的地方表现的更为明显。考虑到部分区域充电设施的铺设难度较大，给人们的充电带来了很多不便，无人充电车的出现为解决这类问题提供了可能选项。
3、无人充电车作为一个移动的充电站，具有体积小、移动便捷的特点，能够灵活穿梭于各种区域，可以为充电不便捷的地方提供移动充电。为了进一步提高服务效率，车柜分离式的无人充电车在充电过程中，无人车可以去执行新的转移任务，空闲柜子也可以独自进行补电及充电，这样还能够将储能与无人车进行很好地融合，实现储能与移动充电的复合利用。
4、车柜分离式的无人充电车虽然提高了服务效率，但是在无人车与充电柜的托运、对接、分离等移动控制方面存在许多问题，尤其是无人车与充电柜近场对接的控制。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，能够有效克服现有技术所存在的不能对无人车与充电柜的近场对接进行较好控制的缺陷。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5、一种车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，包括无人车、激光雷达、充电柜、充电柜标识、位置传感器、规划路径标识、线控底盘控制器和近场对接控制器；
6、激光雷达，安装于无人车上，用于识别充电柜的相对位置及识别充电柜标识；
7、位置传感器，安装于无人车上，用于检测充电柜的位置特征点，帮助判断无人车是否与充电柜有效对接；
8、充电柜标识，为充电柜所处方位的标识，是激光雷达识别充电柜相对位置的重要参照；
9、线控底盘控制器，用于对无人车进行底盘控制，并对接指令传递及自检上电；
10、近场对接控制器，根据激光雷达采集的点云数据进行充电柜自主识别、近场对接预控制和近场对接控制，并根据位置传感器的检测数据进行车柜对接控制。
11、优选地，所述对接指令传递及自检上电，包括：
12、s11、通过远程控制器的开关，输出近场对接控制的激活信号至线控底盘控制器，线控底盘控制器控制近场对接控制系统的上电继电器吸合，近场对接控制系统实现上电；
13、s12、近场对接控制系统上电完成后，开始进行系统自检，并在完成系统自检后通过can总线反馈给线控底盘控制器；
14、s13、线控底盘控制器通过can总线输出激活指令至近场对接控制系统，近场对接控制系统开始工作。
15、优选地，所述充电柜自主识别，包括：
16、利用激光雷达采集的点云数据对充电柜进行初识别，检测充电柜标识的突变点云，并对突变点云进行曲线拟合和曲线修补，确定充电柜的相对位置，完成充电柜自主识别。
17、优选地，所述利用激光雷达采集的点云数据对充电柜进行初识别，检测充电柜标识的突变点云，并对突变点云进行曲线拟合和曲线修补，确定充电柜的相对位置，完成充电柜自主识别，包括：
18、s21、定义无人车坐标系，并在激光雷达采集的点云数据中筛选与设定充电柜尺寸相符的目标点云，初步确定充电柜的相对位置；
19、s22、对目标点云进行分割提取，并进行突变点检测，以搜寻充电柜标识的突变点云；
20、s23、对突变点云进行特征线拟合，得到突变特征线，并定义充电柜坐标系；
21、s24、根据突变点云的特征，以充电柜的轮廓曲线为边界，对残缺的突变特征线进行修补；
22、s25、以完整形态的突变特征线为基础，确定充电柜的相对位置，完成充电柜自主识别；
23、其中，无人车坐标系以激光雷达中心为原点、以无人车前进方向为x轴、以垂直于地面方向为z轴、以x轴在原点绕z轴旋转90°为y轴；
24、充电柜坐标系以深度方向拟合线为x轴、以突变分布方向为y轴、以垂直于地面方向为z轴。
25、优选地，s25中以完整形态的突变特征线为基础，确定充电柜的相对位置，完成充电柜自主识别，包括：
26、在充电柜坐标系中，确定分布方向的曲线中点，将曲线中点的纵坐标减去充电柜的净高度h，得到充电柜坐标系的原点；
27、将无人车后部托运平台上表面的中心点作为初始点，将充电柜坐标系的原点作为目标点。
28、优选地，所述近场对接预控制，包括：
29、以充电柜坐标系为参考，近场对接控制器规划一条调整路径，以调整无人车的位置，使得无人车坐标系的x轴与充电柜坐标系的x轴平行，避免无人车与充电柜之间的角度过大或者过小而导致对接失败。
30、优选地，所述近场对接控制，包括：
31、s41、近场对接控制器将当前无人车后部托运平台上表面的中心点作为初始点，将充电柜坐标系的原点作为目标点，以激光雷达采集的点云数据为基础，再次进行路径规划，并通过can总线将档位、速度、转角信息发送至线控底盘控制器；
32、s42、线控底盘控制器按照设定信息驱动无人车行驶，直至无人车到达目标点，且行驶过程中的运动方向与充电柜坐标系的坐标轴方向保持一致。
33、优选地，s41中近场对接控制器以激光雷达采集的点云数据为基础，再次进行路径规划，包括：
34、s411、根据激光雷达采集的点云数据生成格栅地图，并对初始点、目标点进行更新；
35、s412、以更新后的初始点、目标点作为路径规划的参考点，进行无人车驾驶路径规划；
36、s413、不断结合激光雷达采集的点云数据进行障碍物判断，当存在障碍物时，则进行局部路径规划，避开障碍物后，回到原规划路径。
37、优选地，所述车柜对接控制，包括：
38、s51、近场对接控制结束后，近场对接控制器启动位置传感器在水平面内检测充电柜的位置特征点，当两个位置传感器检测到无人车位置在误差范围内时，确认充电柜的对接导轨是否已经进入无人车的v字型导槽中，实现精确入轨；
39、s52、近场对接控制器切换无人车坐标系，线控底盘控制器控制无人车沿切换后无人车坐标系的x轴方向继续倒入充电柜；
40、s53、当四个位置传感器均检测到充电柜的位置特征点时，立即停止倒车；
41、s54、近场对接控制器向充电柜发送对接完成信号，充电柜进行收腿动作，完成整个对接过程；
42、其中，切换无人车坐标系后以无人车尾部位置传感器中心点连线的中点为原点、以中心点连线为y轴、以y轴在原点绕z轴旋转90°为x轴、以垂直于地面方向为z轴。
43、优选地，所述位置传感器设有四个，分别安装于后部托运平台上表面的四个拐角处。
44、(三)有益效果
45、与现有技术相比，本发明所提供的一种车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，基于感知融合技术，结合综合控制技术，实现对车柜分离式的无人充电车与充电柜之间近场对接的有效控制，不仅优化了无人充电车的使用体验，使得对接过程更加安全高效，还可以将储能与无人车进行很好地融合，实现储能与移动充电的复合利用。
1.一种车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：包括无人车(1)、激光雷达(2)、充电柜(3)、充电柜标识(4)、位置传感器(5)、规划路径标识(6)、线控底盘控制器和近场对接控制器；
2.根据权利要求1所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述对接指令传递及自检上电，包括：
3.根据权利要求2所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述充电柜(3)自主识别，包括：
4.根据权利要求3所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述利用激光雷达(2)采集的点云数据对充电柜(3)进行初识别，检测充电柜标识(4)的突变点云，并对突变点云进行曲线拟合和曲线修补，确定充电柜(3)的相对位置，完成充电柜(3)自主识别，包括：
5.根据权利要求4所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：s25中以完整形态的突变特征线为基础，确定充电柜(3)的相对位置，完成充电柜(3)自主识别，包括：
6.根据权利要求3所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述近场对接预控制，包括：
7.根据权利要求6所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述近场对接控制，包括：
8.根据权利要求7所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：s41中近场对接控制器以激光雷达(2)采集的点云数据为基础，再次进行路径规划，包括：
9.根据权利要求7所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述车柜对接控制，包括：
10.根据权利要求9所述的车柜分离式无人充电车的近场对接控制系统，其特征在于：所述位置传感器(5)设有四个，分别安装于后部托运平台上表面的四个拐角处。
