电动汽车充电口位姿激光扫描定位技术的研究

发布时间：2020-07-10 22:31

【摘要】：随着电动汽车大功率直流充电技术不断发展和普及,充电枪的尺寸和重量相较于交流充电枪有了显著增加,目前的电动汽车充电方式为人工操作,劳动强度大,作业效率低,且存在线路损坏、雨雪天气导致的火灾及漏电的危险。使用机器人代替人为电动汽车进行充电是一种理想的电动汽车自动充电解决方案,随着自动泊车技术的发展,也对自动充电系统提出迫切的需求。充电口的定位是电动汽车自动充电系统中的关键环节,本文在分析现有定位技术的基础上,研究了采用激光对电动汽车充电口位姿进行定位的研究,旨在设计一套能够实现对电动汽车充电口进行精确定位的定位系统,为自动充电环节提供稳定的位置信息。在分析激光扫描技术所使用的测距原理的基础上,选择使用线激光激光三角法对充电口外形进行扫描。建立测量系统坐标系,提出一种基于充电口圆形特征的定位方法,使用改进的阈值分割方法提取图像中的特征,最终得出充电口中心的三维坐标和角度信息。设计了定位系统的总体方案,激光器和相机安装在机器人的末端,激光沿水平方向发射,通过机器人的运动实现对充电口的扫描。将定位过程分为粗定位和精定位两部分,确定了定位过程各个环节的工作流程,根据定位系统需要达到的性能指标选择合适的相机和激光器,完成了系统控制程序和各部分硬件的程序的设计。对充电口定位算法进行了实验验证,完成了定位系统的校正和标定,能够在工作空间内对激光光条上的点实现精确定位,在不同光照情况下验证了激光提取算法的可靠性,分别对充电口的中心位置和偏转角度进行了定位实验,在精定位范围内,位姿测量精度可达±1mm和±1°,能够满足自动充电系统对充电口位姿定位的需求。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN24;U491.8

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本文编号：2749538