項目目標(biāo)
3D視覺定位技術(shù)助力新能源汽車換電小車實現(xiàn)精準(zhǔn)高效電池投放
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配合新能源汽車公司實現(xiàn)換電柜中換電小車快速、精確、實效地抓取更換、放入填補(bǔ)目標(biāo)換電車輛 電池艙內(nèi)的電池。
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基于3D（結(jié)構(gòu)光+雙目攝像頭）相機(jī)提供快速、有效、精準(zhǔn)的3D視覺定位解決方案。
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實現(xiàn)在戶外環(huán)境下（提供具有可行性的外界光源遮擋條件），通過該3D視覺定位解決方案實現(xiàn)電池 艙艙口、電池的3D精準(zhǔn)定位。
功能需求
3D視覺定位實現(xiàn)新能源汽車換電小車精準(zhǔn)抓取與投放電池
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抓取電池階段：在設(shè)備進(jìn)入準(zhǔn)備換電池視覺定位階段時，通過安裝在換電小車車體上的單個3D（結(jié) 構(gòu)光+雙目攝像頭）相機(jī)快速、有效、精準(zhǔn)獲取目標(biāo)換電車輛待取電池的3D信息（包括電池前視面 的X、Y、Z軸的坐標(biāo)信息以及電池的R角，即繞Z軸角度），為執(zhí)行機(jī)構(gòu)給出準(zhǔn)確的四軸位移量信息 （X軸、Y軸、Z軸、R角），使換電小車能準(zhǔn)確到達(dá)指定位置實現(xiàn)電池的抓取動作。當(dāng)在取電池階段 電池艙在大地坐標(biāo)系下發(fā)生偏移時（特指Z軸高度信息），3D相機(jī)能夠?qū)崟r反饋準(zhǔn)確的輸入?yún)?shù)進(jìn) 行實時調(diào)整換電小車姿態(tài)。
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投放電池階段：在設(shè)備進(jìn)入準(zhǔn)備放電池視覺定位階段時，通過安裝在換電小車車體上的單個3D（結(jié) 構(gòu)光+雙目攝像頭）相機(jī)快速、有效、精準(zhǔn)獲取目標(biāo)換電車輛電池艙艙口的3D信息（包括電池艙艙 口前視面的X、Y、Z軸的坐標(biāo)信息以及電池艙的R角），為執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入準(zhǔn)確的四軸位移量信息（X 軸、Y軸、Z軸、R角），待換電小車準(zhǔn)確到達(dá)指定位置實現(xiàn)電池的投放動作。當(dāng)在投放電池階段電 池艙在大地坐標(biāo)系下發(fā)生偏移時（特指Z軸高度信息），3D相機(jī)能夠?qū)崟r反饋準(zhǔn)確的輸入?yún)?shù)進(jìn)行 實時調(diào)整換電小車姿態(tài)。
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如果由于位置、光線或其他問題，相機(jī)視野范圍內(nèi)無法成功定位，則給出引導(dǎo)建議及相關(guān)位移動參 數(shù)信息。
其他需求
戶外環(huán)境下3D視覺定位保障換電小車精準(zhǔn)操作
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是否支持在戶外環(huán)境正常工作，實現(xiàn)功能。（相機(jī)及檢測目標(biāo)【電池及電池艙】應(yīng)避免受到強(qiáng)光照 射影響，黑色物體會有點(diǎn)云缺失）
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該款3D相機(jī)的工作環(huán)境（適應(yīng)的濕度、溫度、光照度等外界環(huán)境）。
技術(shù)約束
提供視覺算法庫及遠(yuǎn)程調(diào)試支持，助力新能源汽車換電小車精準(zhǔn)操作
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需要有現(xiàn)成或一起開發(fā)的視覺算法動態(tài)庫，或者框架。
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算法調(diào)試工作支持提遠(yuǎn)程指導(dǎo)服務(wù)。
技術(shù)路線
3D視覺技術(shù)精準(zhǔn)定位新能源汽車換電小車電池抓取與投放
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抓取電池：
如圖1所示紅框，DL模型訓(xùn)練定位電池前視面中間插頭輪廓及插頭外界矩形外框輪廓。
滿足步驟1的定位判斷后模型訓(xùn)練定位電池前視面完整輪廓平面，由此平面處理點(diǎn)云信息輸出待抓 取電池的X軸、Y軸、Z軸、R角（即繞Z軸運(yùn)動角Yaw），四軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時執(zhí)行相關(guān)位移量到達(dá)可準(zhǔn)確抓取位置。
在抓取過程中，車輛電池艙由于電池被抓取后發(fā)生高度變化，按照經(jīng)驗法執(zhí)行相關(guān)運(yùn)動進(jìn)行高度調(diào)整（能否通過算法進(jìn)行定位實現(xiàn)）。
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投放電池（電池艙無拉籃結(jié)構(gòu)）：
如圖二所示，識別電池艙艙口左右兩側(cè)白色區(qū)域平面。由此平面處理點(diǎn)云信息（并驗證實際物理 位置，確定是倉位），輸出電池艙的X軸、Y軸、Z軸，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行Z軸相關(guān)位移量到達(dá)實際高度位置。
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投放電池（電池艙有拉籃結(jié)構(gòu)）： 新設(shè)計的電池艙結(jié)構(gòu)（帶拉籃結(jié)構(gòu)且艙口后移300mm）如圖三所示。輸 出電池艙的X軸、Y軸、Z軸，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行Z軸相關(guān)位移量到達(dá)實際度。 
（來源微鏈機(jī)器人視覺研究）
