以乘用車為例，2021年，我國(guó)新能源汽車銷量爆發(fā)式增長(zhǎng)，“車樁比”矛盾進(jìn)一步突出。公開數(shù)據(jù)顯示，截至2021年年底，全國(guó)新能源汽車保有量784萬(wàn)輛，充電樁保有量261.7萬(wàn)個(gè)，車樁比為3∶1。預(yù)計(jì)到2030年，新能源電動(dòng)汽車銷量預(yù)計(jì)突破4000萬(wàn)臺(tái)，按照國(guó)家發(fā)改委及能源局布置的充電樁建設(shè)任務(wù)要求，到2030年“車樁比”要達(dá)到2∶1，這意味著國(guó)內(nèi)充電樁市場(chǎng)仍存在較大的缺口。不完善的基礎(chǔ)配套設(shè)施，加劇了新能源車主的里程焦慮，能源企業(yè)及車企將目光紛紛投向機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域，結(jié)合先進(jìn)的3D視覺技術(shù)，力求實(shí)現(xiàn)多種方式相互補(bǔ)充的充換電補(bǔ)能方案。
3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)充電解決方案
針對(duì)不易部署固定式充電樁的區(qū)域，或是地下停車場(chǎng)、立體停車場(chǎng)、商場(chǎng)、寫字樓等商業(yè)場(chǎng)所，機(jī)器人移動(dòng)充電是一個(gè)很好的補(bǔ)充方案，采用復(fù)合機(jī)器人+3D視覺定位系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)“樁找車”，車主只需要在相應(yīng)的程序上進(jìn)行充電預(yù)約即可，不必再辛苦搶充電位。
方案解析
- 復(fù)合機(jī)器人（協(xié)作機(jī)器人+AGV/AMR）負(fù)責(zé)攜帶3D相機(jī)在停車區(qū)域內(nèi)尋找待充電的汽車，到位后?？吭诔潆娍趥?cè)旁，用自帶電池模組或獨(dú)立的電池模組進(jìn)行充電；
- 3D相機(jī)對(duì)車身外蓋及內(nèi)充電座進(jìn)行掃描定位，獲取目標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，視覺系統(tǒng)通過(guò)點(diǎn)云算法及AI算法的實(shí)施，獲取準(zhǔn)確的定位坐標(biāo)，引導(dǎo)協(xié)作機(jī)器人開啟車身外蓋、攜帶充電槍插入充電座進(jìn)行充電；
- 3D相機(jī)可應(yīng)對(duì)室內(nèi)和半開放等多種環(huán)境，對(duì)各種車身顏色及漆面反光有良好的適應(yīng)性；
- 3D相機(jī)可識(shí)別多種直/交流充電座，可快速調(diào)用和切換品類，并快速導(dǎo)入新國(guó)標(biāo)；
- 3D視覺定位系統(tǒng)可自動(dòng)糾正車輛?？考皬?fù)合機(jī)器人到位產(chǎn)生的方向和角度偏差，降低?？恳?，減少地面限位設(shè)施的部署，讓場(chǎng)站建設(shè)和運(yùn)維更加靈活。
3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)換電解決方案
隨著新能源車的普及和發(fā)展，車電分離（電池租用、換電）的概念也愈發(fā)被熟知，部分補(bǔ)貼政策甚至明確鼓勵(lì)“車電分離”，在2020年兩會(huì)政府工作報(bào)告中，換電站首次被納入“新基建”范疇。換電模式，一來(lái)可減少購(gòu)車者預(yù)算負(fù)擔(dān)、提高購(gòu)買力，二來(lái)可通過(guò)換電模式，將電池的歸屬權(quán)集中到換電站運(yùn)維者手中，便于電池管理回收。
“換電“成為車電分離不可缺少的補(bǔ)能方案。尤其對(duì)于出租車、網(wǎng)約車、物流運(yùn)輸?shù)葼I(yíng)運(yùn)類車輛，時(shí)間意味著金錢，即便是1~2個(gè)小時(shí)的快充也會(huì)增加當(dāng)天的營(yíng)運(yùn)成本，顯然，他們更需要2~5分鐘即可完成補(bǔ)能的換電服務(wù)，通過(guò)租賃電池、購(gòu)買電力服務(wù)，實(shí)現(xiàn)不間斷續(xù)能，保證營(yíng)運(yùn)時(shí)長(zhǎng)。
方案解析
- 車輛駛?cè)霌Q電站、放下電池托架，機(jī)器人攜帶3D相機(jī)及工裝夾具移動(dòng)至底盤一側(cè)，3D相機(jī)通過(guò)對(duì)電池包托架側(cè)方進(jìn)行掃描，通過(guò)點(diǎn)云處理獲取準(zhǔn)確的定位坐標(biāo)，引導(dǎo)機(jī)器人調(diào)整姿態(tài)準(zhǔn)確對(duì)接側(cè)抽位置，取出待充電池包；
- 機(jī)器人將待充電池包放置到貨架空閑充電位，按照控制系統(tǒng)指令到指定貨位處，掃描后準(zhǔn)確取出滿電電池包，根據(jù)前次定位的取出位坐標(biāo)（車輛無(wú)需移動(dòng)）將滿電電池放入電池托架，托架歸位，即可完成換電，非常便捷、快速；
- 車主無(wú)需下車、無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間等待，僅需在程序上進(jìn)行預(yù)約即可；
- 3D相機(jī)可應(yīng)對(duì)室內(nèi)和半開放等多種環(huán)境，對(duì)各種材質(zhì)、顏色托架均可識(shí)別；
- 3D視覺定位系統(tǒng)可自動(dòng)糾正車輛停靠的方向和角度偏差，降低車主?？恳?，減少地面限位設(shè)施的部署，讓場(chǎng)站建設(shè)和運(yùn)維更加靈活；
- 不僅是乘用車，對(duì)于商用卡車（輕卡/重卡）側(cè)向換電也可通過(guò)桁架機(jī)器人+3D視覺定位系統(tǒng)實(shí)施，有效保障長(zhǎng)途運(yùn)輸續(xù)航及短途施工車輛高頻次換電需求。
3D視覺配套固定式充電樁解決方案
固定式充電樁依然是最重要的基礎(chǔ)補(bǔ)能設(shè)施，在住宅、消費(fèi)密集區(qū)域、區(qū)段建設(shè)足夠數(shù)量的充電樁并滿足電網(wǎng)容量要求，是提升消費(fèi)者純電動(dòng)新能源車輛選擇率的必經(jīng)之路。在必要的偏遠(yuǎn)地區(qū)和高速公路沿線設(shè)立充電樁，是遠(yuǎn)途跨區(qū)駕駛、客運(yùn)交通、運(yùn)輸物流的必要設(shè)施。
一個(gè)不需要下車操作、可以按預(yù)約時(shí)間充電、由機(jī)器人管理的自動(dòng)充電站將是未來(lái)新能源車主的一種選擇。協(xié)作機(jī)器人搭載3D視覺定位系統(tǒng)，發(fā)揮安全、靈活的優(yōu)勢(shì)，讓加油站的服務(wù)體驗(yàn)延續(xù)至充電站。
同時(shí)，如果電樁或電力不足，還可在電站內(nèi)搭配移動(dòng)電源模組及時(shí)完成補(bǔ)能，車主也無(wú)需回到電站移動(dòng)車位，移動(dòng)電源模組可根據(jù)系統(tǒng)調(diào)配移動(dòng)至待充電車旁，3D視覺定位系統(tǒng)可準(zhǔn)確找到移動(dòng)模組的充電接口，引導(dǎo)機(jī)器人抓取充電槍完成補(bǔ)能。
3D視覺產(chǎn)品選型
目前，乘用車充/換電市場(chǎng)需求一般采用機(jī)器人搭配輕量型3D相機(jī)、 Eye-in-Hand的安裝方式，埃爾森為用戶優(yōu)選以下型號(hào)3D相機(jī)，在保障定位精度和識(shí)別準(zhǔn)確性的同時(shí)，滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)維易用性的要求，配套成熟的3D視覺應(yīng)用系統(tǒng)SmartVison平臺(tái)，幫助運(yùn)維方實(shí)現(xiàn)補(bǔ)能站「部署+調(diào)試+運(yùn)行」的快速落地。
埃爾森擁有完備的產(chǎn)品線，可根據(jù)補(bǔ)能站光照環(huán)境、部署方式、機(jī)器人選型等多種條件提供多樣化的軟硬件產(chǎn)品方案。
- AT-S1000-04A-S3，埃爾森即將煥新上市的Nano系列雙目線掃激光3D相機(jī)，輕松應(yīng)對(duì)車身漆面反光干擾，可在全戶外110000Lux光照條件下穩(wěn)定使用，具備良好的抗環(huán)境適應(yīng)能力，復(fù)雜環(huán)境優(yōu)選機(jī)型。
AT-S1000-06C-S，埃爾森成熟的高精度雙目面掃光柵3D相機(jī)，工作距離適中，移動(dòng)充電、固定充電樁充電均適配，高速識(shí)別，精準(zhǔn)糾偏，可在半戶外60000Lux光照條件下使用，對(duì)反光具備較好適應(yīng)性，綜合性能優(yōu)選機(jī)型。
AT-S1000-06C-S3，埃爾森即將煥新上市的Nano系列雙目面掃光柵3D相機(jī)，輕薄設(shè)計(jì)，重量?jī)H700g，協(xié)作機(jī)器人等輕量型機(jī)械臂首選，可在半戶外60000Lux光照條件下使用，對(duì)環(huán)境光照及反光具備較好適應(yīng)性，性價(jià)比優(yōu)選機(jī)型。
