本發(fā)明涉及無線充電領(lǐng)域，特別是涉及利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為傳輸電力領(lǐng)域的一種新技術(shù)，無線電力傳輸與傳統(tǒng)傳輸方式相比有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，這種技術(shù)解除了對于傳輸導(dǎo)線的依賴，從而可以更方便和靈活地加以應(yīng)用，隨著市場需求擴(kuò)大無線充電市場關(guān)注度在不斷提升，業(yè)界也更加看好無線充電技術(shù)發(fā)展前景。

放眼全球數(shù)碼電子產(chǎn)業(yè)，移動(dòng)充電已經(jīng)呈現(xiàn)出一種必然的發(fā)展方向。隨著具有全球性的統(tǒng)一行業(yè)協(xié)會(huì)qi、wpc等制定的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到普遍認(rèn)同，各大廠商已經(jīng)開始將無線充電功能納入其產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去。比如手機(jī)行業(yè)巨頭蘋果、三星等，已經(jīng)在其現(xiàn)有及新款的手機(jī)中，添加了無線充電功能。

各種類型的無線充電系統(tǒng)均具有發(fā)射臺(tái)和接收設(shè)備。無線充電系統(tǒng)中，接收設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩者的磁力充電線圈必須通過完全或者大部分面積重合才能產(chǎn)生耦合效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)充電功能。而為了使接收設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩者的磁力充電線圈完全或者大部分面積重合，現(xiàn)有技術(shù)主要通過3種方式去實(shí)現(xiàn)：

1、固定位置磁力吸附，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)固定位置或者人為的把接收設(shè)備的磁力充電線圈放置在發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈附近；

2、增大磁力發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈面積或者個(gè)數(shù)；

3、計(jì)算接收設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩者的磁力充電線圈的耦合度來確定接收設(shè)備的線圈的位置，即通過機(jī)械滑軌移動(dòng)發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈的同時(shí)，計(jì)算接收設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩者的磁力充電線圈的耦合度來確定接收設(shè)備的線圈的位置；

但上述現(xiàn)有技術(shù)都有很大的局限性和不足：

1、固定位置磁力吸附的方式使用場景不夠靈活，需要人為擺放或者調(diào)整；

2、增大磁力發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈面積或者個(gè)數(shù)造成產(chǎn)品成本大幅增加，尤其在大面積的充電臺(tái)；

3、通過滑軌機(jī)械的移動(dòng)發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈的方式效率太低，遍歷所有位置所花時(shí)間常常需要幾十秒，并且很難實(shí)現(xiàn)一對多(一臺(tái)發(fā)射設(shè)備同時(shí)對應(yīng)多臺(tái)充電設(shè)備)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種通過發(fā)射設(shè)備內(nèi)部內(nèi)嵌的攝像頭和光源，采集充電設(shè)備的圖像信息，利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)，包括充電發(fā)射平臺(tái)、無線充電線圈、攝像頭模組、光源以及控制電聯(lián)接以上部件的控制模組，無線充電線圈設(shè)置在充電發(fā)射平臺(tái)下方，攝像頭模組位于充電發(fā)射平臺(tái)下方，光源設(shè)于充電發(fā)射平臺(tái)周圍，還包括位移組件，位移組件與無線充電線圈連接，控制模組控制電聯(lián)接位移組件。

在一些實(shí)施方式中，充電發(fā)射平臺(tái)為透光平臺(tái)。

在一些實(shí)施方式中，位移組件包括導(dǎo)軌和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制模組電聯(lián)接，導(dǎo)軌與無線充電線圈連接。

在一些實(shí)施方式中，還包括重力感應(yīng)模組，重力感應(yīng)模組與充電發(fā)射平臺(tái)感應(yīng)連接，重力感應(yīng)模組與控制模組電聯(lián)接。

在一些實(shí)施方式中，還包括光感應(yīng)器，光感應(yīng)器與控制模組電聯(lián)接。

在一些實(shí)施方式中，光源為led光源。

利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電方法，包括如下方法步驟：

s1：重力感應(yīng)模組感應(yīng)到充電設(shè)備放置在充電發(fā)射平臺(tái)，攝像頭模組捕捉充電發(fā)射平臺(tái)圖像，并反饋信息發(fā)送至控制模組；

s2：控制模組接收圖像信息，分析圖像信息，檢測充電設(shè)備的個(gè)數(shù)，并分別計(jì)算出充電設(shè)備的幾何中心；

s3：控制模組根據(jù)充電設(shè)備在充電發(fā)射平臺(tái)的區(qū)域位置，計(jì)算分配無線充電線圈，并通過驅(qū)動(dòng)位移組件將無線充電線圈移至充電設(shè)備下方；

s4：控制模組通過充電設(shè)備與無線發(fā)射線圈的耦合強(qiáng)度對無線充電線圈的位置進(jìn)行微調(diào)，保證充電設(shè)備無線充電接收線圈的最高效位置，并開啟充電。

在一些實(shí)施方式中，其中s2步驟中，若圖像信息清晰可見，則檢測充電設(shè)備的個(gè)數(shù)，并分別計(jì)算出充電設(shè)備的幾何中心，并進(jìn)入s3；若圖像光線不足造成不夠清晰，則啟動(dòng)光源，攝像頭模組重新捕捉充電發(fā)射平臺(tái)圖像。

在一些實(shí)施方式中，其中s4步驟中，通過耦合的強(qiáng)弱也可以判定充電設(shè)備的充電狀態(tài)或是其他物品，若是其他物品，則無線充電線圈停止工作。

在一些實(shí)施方式中，其中s2步驟中，對圖像處理的步驟包括：①圖像前期處理；②邊緣檢出；③直線檢出；④幾何中心確立。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)及方法，1、場景靈活，不需要人為擺放或者調(diào)整充電設(shè)備位置即可完成高效的無線充電；2、能有效利用磁力發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈，尤其在大面積的充電臺(tái)；3、通過圖像定位后再微調(diào)的方式效率很高，容易實(shí)現(xiàn)一對多(一臺(tái)發(fā)射設(shè)備同時(shí)對應(yīng)多臺(tái)充電設(shè)備)無線充電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電方法的圖片處理步驟圖；

圖4為圖3處理過程中的實(shí)例圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1、2所示，利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)，包括充電發(fā)射平臺(tái)、無線充電線圈、攝像頭模組、光源以及控制電聯(lián)接以上部件的控制模組，無線充電線圈設(shè)置在充電發(fā)射平臺(tái)下方，攝像頭模組位于充電發(fā)射平臺(tái)下方，光源設(shè)于充電發(fā)射平臺(tái)周圍，還包括位移組件，位移組件與無線充電線圈連接，控制模組控制電聯(lián)接位移組件。

充電發(fā)射平臺(tái)即充電設(shè)備充電放置的平臺(tái)區(qū)域，是本發(fā)明的主體功能區(qū)，下方是無線充電模塊。要求有良好的可見光或不可見光的透過性，半透明或全透明，非電磁屏蔽材質(zhì)。

無線充電線圈可以將電能轉(zhuǎn)化為變化的磁場和電磁波將能量輸出，充電設(shè)備的無線接收端再將磁場和電磁波轉(zhuǎn)化為電能，收發(fā)端相互作用，完成電能傳遞和耦合。除了實(shí)現(xiàn)能量傳遞外，也通過耦合狀態(tài)傳遞給控制模組，判斷無線接收線圈與無線發(fā)射線圈的重合度。

位移組件包括導(dǎo)軌和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制模組電聯(lián)接，導(dǎo)軌與無線充電線圈連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將固定在上面的無線發(fā)射線圈移動(dòng)至指定位置。

還包括重力感應(yīng)模組，重力感應(yīng)模組與充電發(fā)射平臺(tái)感應(yīng)連接，重力感應(yīng)模組與控制模組電聯(lián)接。重力感應(yīng)模塊能夠檢測到充電平臺(tái)的重力變化，用于檢測是否有設(shè)備放到充電平臺(tái)上。檢測到后觸發(fā)攝像頭模組開始捕捉圖像。

還包括光感應(yīng)器，光感應(yīng)器與控制模組電聯(lián)接。光傳感器用于感知環(huán)境光的強(qiáng)度。當(dāng)環(huán)境光亮度不足時(shí)，將信號(hào)傳遞至控制模組。

光源為led光源，固定于充電發(fā)射平臺(tái)的周圍，接收控制模組的觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)環(huán)境光不足時(shí)，提供光源，保證捕捉到的圖像清晰有效。

利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電方法，包括如下方法步驟：

s1：重力感應(yīng)模組感應(yīng)到充電設(shè)備放置在充電發(fā)射平臺(tái)，攝像頭模組捕捉充電發(fā)射平臺(tái)圖像，并反饋信息發(fā)送至控制模組；

s2：控制模組接收圖像信息，分析圖像信息，檢測充電設(shè)備的個(gè)數(shù)，并分別計(jì)算出充電設(shè)備的幾何中心；

s3：控制模組根據(jù)充電設(shè)備在充電發(fā)射平臺(tái)的區(qū)域位置，計(jì)算分配無線充電線圈，并通過驅(qū)動(dòng)位移組件將無線充電線圈移至充電設(shè)備下方；

s4：控制模組通過充電設(shè)備與無線發(fā)射線圈的耦合強(qiáng)度對無線充電線圈的位置進(jìn)行微調(diào)，保證充電設(shè)備接收無線充電線圈的最高效位置，并開啟充電。

其中s2步驟中，若圖像信息清晰可見，則檢測充電設(shè)備的個(gè)數(shù)，并分別計(jì)算出充電設(shè)備的幾何中心，并進(jìn)入s3；若圖像光線不足造成不夠清晰，則啟動(dòng)光源，攝像頭模組重新捕捉充電發(fā)射平臺(tái)圖像。

其中s4步驟中，通過耦合的強(qiáng)弱也可以判定充電設(shè)備的充電狀態(tài)或是其他物品，若是其他物品，則無線充電線圈停止工作。

其中s2步驟中，對圖像處理的步驟包括：①圖像前期處理；②邊緣檢出；③直線檢出；④幾何中心確立。

通過圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的原理：

因?yàn)楝F(xiàn)有被充電電子設(shè)備，尤其是智能手機(jī)、平板電腦等，絕大多數(shù)外觀都為直線型的邊緣，使用圖像處理的技術(shù)可以準(zhǔn)確而高精度的實(shí)現(xiàn)。其過程如圖3，通過光源照射后采集的設(shè)備陰影輪廓圖像，先進(jìn)行圖像預(yù)處理，減少噪點(diǎn)，突出充電設(shè)備。利用圖像處理技術(shù)能夠準(zhǔn)確的檢測出這些設(shè)備的邊緣和直線，即確定了各個(gè)充電設(shè)備的輪廓位置(圖4)，從而準(zhǔn)確計(jì)算出充電設(shè)備的個(gè)數(shù)及其幾何中心。然后則可以控制發(fā)射線圈快速的移動(dòng)到充電設(shè)備下進(jìn)行無線充電。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用圖像處理技術(shù)定位充電設(shè)備的無線充電系統(tǒng)及方法，1、場景靈活，不需要人為擺放或者調(diào)整充電設(shè)備位置即可完成高校的無線充電；2、能有效利用磁力發(fā)射設(shè)備的磁力充電線圈，尤其在大面積的充電臺(tái)；3、通過圖像定位后再微調(diào)的方式效率很高，容易實(shí)現(xiàn)一對多(一臺(tái)發(fā)射設(shè)備同時(shí)對應(yīng)多臺(tái)充電設(shè)備)無線充電。

以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。