應(yīng)用案例｜基于三維機(jī)器視覺的機(jī)器人引導(dǎo)電動汽車充電頭自動插拔應(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，加速了電動汽車的普及，然而，電動汽車的充電依然面臨一些挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的電動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)致操作錯誤，還會引起不必要的延誤。
為了解決以上痛點(diǎn)，自動化充電技術(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)電動汽車充電頭的自動插拔，這種自動化應(yīng)用不僅提供了便利性，還減少了人為操作錯誤和提高充電設(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，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。
