随着國家對能源低碳化和綠色減排的持續推進，多地相繼出台節能減排綜合工作實施方案，實施綠色出行"續航工程"，無論是乘用車還是商用車市場，均加大了新能源電動車型的推廣應用力度，預測到2025年，公共交通中新能源汽車占比将達到72%。續航，是頭等大事！除了儲能電池技術的不斷精進，基礎充電設施也至關重要。
以乘用車為例，2021年，大陸新能源汽車銷量爆發式增長，“車樁比”沖突進一步突出。公開資料顯示，截至2021年年底，全國新能源汽車保有量784萬輛，充電樁保有量261.7萬個，車樁比為3∶1。預計到2030年，新能源電動汽車銷量預計突破4000萬台，按照國家發改委及能源局布置的充電樁建設任務要求，到2030年“車樁比”要達到2∶1，這意味着國内充電樁市場仍存在較大的缺口。不完善的基礎配套設施，加劇了新能源車主的裡程焦慮，能源企業及車企将目光紛紛投向機器人自動化領域，結合先進的3D視覺技術，力求實作多種方式互相補充的充換電補能方案。
3D視覺引導機器人自動充電解決方案
針對不易部署固定式充電樁的區域，或是地下停車場、立體停車場、商場、寫字樓等商業場所，機器人移動充電是一個很好的補充方案，采用複合機器人+3D視覺定位系統即可實作“樁找車”，車主隻需要在相應的程式上進行充電預約即可，不必再辛苦搶充電位。
- 方案解析
- 複合機器人（協作機器人+AGV/AMR）負責攜帶3D相機在停車區域内尋找待充電的汽車，到位後停靠在充電口側旁，用自帶電池模組或獨立的電池模組進行充電；
- 3D相機對車身外蓋及内充電座進行掃描定位，擷取目标的點雲資料，視覺系統通過點雲算法及AI算法的實施，擷取準确的定位坐标，引導協作機器人開啟車身外蓋、攜帶充電槍插入充電座進行充電；
- 3D相機可應對室内和半開放等多種環境，對各種車身顔色及漆面反光有良好的适應性；
- 3D相機可識别多種直/交流充電座，可快速調用和切換品類，并快速導入新國标；
- 3D視覺定位系統可自動糾正車輛停靠及複合機器人到位産生的方向和角度偏差，降低停靠要求，減少地面限位設施的部署，讓場站建設和運維更加靈活。
3D視覺引導機器人自動換電解決方案
随着新能源車的普及和發展，車電分離（電池租用、換電）的概念也愈發被熟知，部分補貼政策甚至明确鼓勵“車電分離”，在2020年兩會政府工作報告中，換電站首次被納入“新基建”範疇。換電模式，一來可減少購車者預算負擔、提高購買力，二來可通過換電模式，将電池的歸屬權集中到換電站運維者手中，便于電池管理回收。
“換電“成為車電分離不可缺少的補能方案。尤其對于計程車、網約車、物流運輸等營運類車輛，時間意味着金錢，即便是1~2個小時的快充也會增加當天的營運成本，顯然，他們更需要2~5分鐘即可完成補能的換電服務，通過租賃電池、購買電力服務，實作不間斷續能，保證營運時長。
一種側軸式換電展示
- 方案解析
- 車輛駛入換電站、放下電池托架，機器人攜帶3D相機及工裝夾具移動至底盤一側，3D相機通過對電池包托架側方進行掃描，通過點雲處理擷取準确的定位坐标，引導機器人調整姿态準确對接側抽位置，取出待充電池包；
- 機器人将待充電池包放置到貨架空閑充電位，按照控制系統指令到指定貨位處，掃描後準确取出滿電電池包，根據前次定位的取出位坐标（車輛無需移動）将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；
- 車主無需下車、無需長時間等待，僅需在程式上進行預約即可；
- 3D相機可應對室内和半開放等多種環境，對各種材質、顔色托架均可識别；
- 3D視覺定位系統可自動糾正車輛停靠的方向和角度偏差，降低車主停靠要求，減少地面限位設施的部署，讓場站建設和運維更加靈活；
- 不僅是乘用車，對于商用卡車（輕卡/重卡）側向換電也可通過桁架機器人+3D視覺定位系統實施，有效保障長途運輸續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補能設施，在住宅、消費密集區域、區段建設足夠數量的充電樁并滿足電網容量要求，是提升消費者純電動新能源車輛選擇率的必經之路。在必要的偏遠地區和高速公路沿線設立充電樁，是遠途跨區駕駛、客運交通、運輸物流的必要設施。
一個不需要下車操作、可以按預約時間充電、由機器人管理的自動充電站将是未來新能源車主的一種選擇。協作機器人搭載3D視覺定位系統，發揮安全、靈活的優勢，讓加油站的服務體驗延續至充電站。
同時，如果電樁或電力不足，還可在電站内搭配移動電源模組及時完成補能，車主也無需回到電站移動車位，移動電源模組可根據系統調配移動至待充電車旁，3D視覺定位系統可準确找到移動模組的充電接口，引導機器人抓取充電槍完成補能。
3D視覺産品選型
目前，乘用車充/換電市場需求一般采用機器人搭配輕量型3D相機、 Eye-in-Hand的安裝方式，埃爾森為使用者優選以下型号3D相機，在保障定位精度和識别準确性的同時，滿足長時間連續運作穩定性和運維易用性的要求，配套成熟的3D視覺應用系統SmartVison平台，幫助運維方實作補能站「部署+調試+運作」的快速落地。
埃爾森擁有完備的産品線，可根據補能站光照環境、部署方式、機器人選型等多種條件提供多樣化的軟硬體産品方案。
- AT-S1000-04A-S3，埃爾森即将煥新上市的Nano系列雙目線掃雷射3D相機，輕松應對車身漆面反光幹擾，可在全戶外110000Lux光照條件下穩定使用，具備良好的抗環境适應能力，複雜環境優選機型。
- AT-S1000-06C-S，埃爾森成熟的高精度雙目面掃光栅3D相機，工作距離适中，移動充電、固定充電樁充電均适配，高速識别，精準糾偏，可在半戶外60000Lux光照條件下使用，對反光具備較好适應性，綜合性能優選機型。
- AT-S1000-06C-S3，埃爾森即将煥新上市的Nano系列雙目面掃光栅3D相機，輕薄設計，重量僅700g，協作機器人等輕量型機械臂首選，可在半戶外60000Lux光照條件下使用，對環境光照及反光具備較好适應性，成本效益優選機型。