應(yīng)用案例｜基于三維機(jī)器視覺的機(jī)器人引導(dǎo)電動(dòng)汽車充電頭自動(dòng)插拔應(yīng)用方案

發(fā)布時(shí)間：2023-10-27 09:51:28     作者：顯揚(yáng)科技

Part.1 項(xiàng)目背景

類對減少溫室氣體排放,、提高能源效率以及減少對化石燃料的依賴,，加速了電動(dòng)汽車的普及,，然而,，電動(dòng)汽車的充電依然面臨一些挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車充電通常需要人工干預(yù),，插入和拔出充電頭,，這不僅可能導(dǎo)致操作錯(cuò)誤,，還會(huì)引起不必要的延誤,。

為了解決以上痛點(diǎn),，自動(dòng)化充電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。基于三維機(jī)器視覺的機(jī)器人系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電頭的自動(dòng)插拔,，這種自動(dòng)化應(yīng)用不僅提供了便利性,，還減少了人為操作錯(cuò)誤和提高充電設(shè)備的利用率。


Part.2 解決方案

該解決方案由硬件配置,、軟件算法組成,。

硬件配置：
機(jī)器人臂：具有足夠的自由度和穩(wěn)定性，以執(zhí)行插拔操作,。

三維視覺傳感器：選用顯揚(yáng)科技HY-M5三維視覺系統(tǒng),，該系統(tǒng)成像快、精度高,，HY-M5掃描速度為10-300Hz,，掃描精度能精確至±0.01mm，配合自研智能算法,，能夠快速準(zhǔn)確獲取汽車充電口和充電頭的位置,。

力傳感器：安裝在機(jī)器人臂的握持端，用于監(jiān)測插拔過程中的力,。

軟件算法：
目標(biāo)檢測與跟蹤：使用三維視覺傳感器檢測和跟蹤電動(dòng)汽車充電口和充電頭的位置,。

路徑規(guī)劃：根據(jù)目標(biāo)位置信息規(guī)劃機(jī)器人臂的插拔路徑，確保不會(huì)損壞車輛或充電設(shè)備,。

機(jī)器人控制：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制,，確保準(zhǔn)確地將充電頭插入充電口。

異常處理：開發(fā)異常處理算法,，以處理車輛位置不準(zhǔn)確等問題,。



Part.3 工作流程

1. 確定項(xiàng)目需求和目標(biāo)：

確定自動(dòng)插拔充電系統(tǒng)的性能要求，包括插拔時(shí)間,、準(zhǔn)確度,、兼容性等。

確定項(xiàng)目的預(yù)算和時(shí)間表,。

2. 設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)：

設(shè)計(jì)具有足夠自由度和穩(wěn)定性的機(jī)器人臂,，以執(zhí)行插拔操作。

選擇合適的三維視覺傳感器和力傳感器,。

定義機(jī)器人系統(tǒng)的整體架構(gòu),，包括硬件和軟件組件。

3. 開發(fā)軟件算法：

開發(fā)目標(biāo)檢測與跟蹤算法,，使用三維視覺傳感器來檢測和跟蹤電動(dòng)汽車充電口和充電頭的位置,。

開發(fā)路徑規(guī)劃算法，以規(guī)劃機(jī)器人臂的插拔路徑,，確保不會(huì)損壞車輛或充電設(shè)備,。

開發(fā)機(jī)器人控制算法,，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，確保準(zhǔn)確地將充電頭插入充電口,。

開發(fā)異常處理算法,，以處理車輛位置不準(zhǔn)確等問題。

4. 用戶界面開發(fā)：

開發(fā)用戶友好的界面,，使用戶可以啟動(dòng)充電,、監(jiān)視進(jìn)度并停止充電。

集成安全功能,，如急停按鈕,，以在緊急情況下停止操作。

Part.4 方案優(yōu)勢

1.視覺傳感器體積緊湊,，高精度,，安裝于輕型協(xié)作機(jī)器人上，靈活度高,；

2.該項(xiàng)目部分應(yīng)用場景處于室外或有環(huán)境光干擾的公共停車場內(nèi),。HY-M5具備優(yōu)異的抗環(huán)境光性能；

3.可對黑色且結(jié)構(gòu)較為精密的充電口高質(zhì)量成像并且兼容多種品牌的車型,；

4.可引導(dǎo)機(jī)器人開啟充電蓋,，定位充電位置并完成充電。

顯揚(yáng)科技由香港中文大學(xué)博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建,，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺系統(tǒng),，以及智能工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng),。其研發(fā)的三維機(jī)器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級(jí),，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀，此外還具有高精度,、大景深,、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)器人引導(dǎo),，以及工業(yè)檢測與測量,。顯揚(yáng)科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造,、軍工航天,、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。