新エネルギー車の普及率が上昇し続ける今日、エネルギー補給効率は業界の主要な課題となっています。手動での充電プラグの抜き差しは操作が煩雑で、バッテリー交換ステーションではバッテリーの把持精度に高い要求があり、水素充填口はサイズが小さく素材が反射するため、多くのビジョンシステムが対応できません。
トランスファー・テクノロジーのPixelシリーズ3D産業用カメラは、自動充電、バッテリー交換ステーション、水素充填口など、複数の新エネルギー補給シーンで実用化されています。本稿では、実際のプロジェクトの流れと技術パラメータに基づき、3Dカメラがどのようにエネルギー補給作業の全工程を自動化するかを解説します。
PART1 屋外無人充電
理想汽車の5C超充ステーションでは、車両が駐車スペースに進入後、ロボットアームが自動で充電ガンを取得し、充電口を探し、充電プラグを挿入して充電を開始し、充電終了後は自動でプラグを抜いて元の位置に戻します。この全プロセスは人手を介さず、車両の停車位置のずれにも対応する必要があります。
トランスファー・テクノロジーのPixelシリーズ3Dカメラはロボットアームの先端に取り付けられ、以下の手順で動作します：
ロボットアームがカメラを搭載して充電口前方の撮影位置に移動；
カメラが充電口を高速スキャンし、3次元の位置と姿勢を出力；
ロボットアームを誘導して充電プラグを挿入し、挿入成功後は待機位置に戻る；
充電完了後、再度認識してプラグ抜きを誘導。
3Dカメラは広い視野とサブミリメートル級の繰り返し位置決め精度により、屋外無人充電ステーションのシーンで、屋外環境の変化に影響されず、安定して充電口のポイントクラウドデータを出力します。
PART2 無人バッテリー交換シーン
大型トラックのバッテリー交換ステーションでは、ビジョンシステムにさらなる課題が課されます：車両の停車位置のずれが大きく、バッテリーは重く、交換中に車体が浮いたり沈んだりします。ある大型交換ステーションプロジェクトでは、トランスファー・テクノロジーがPixel Mini 3D産業用カメラを導入し、「アイインハンド」方式のビジョンガイダンスにより、軽トラック/大型トラックのバッテリーフレームを認識・位置決めしました。
作業フローにおける4回のビジョンガイダンス：
ロック解除確認：カメラがロック機構のストッパーと横梁の角度を認識し、安全性を確保；
精密取出し：旧バッテリーの中心位置と姿勢を認識し、ロボットを誘導してバッテリーを取り出し、交換架の空きコンパートメントに配置；
空きコンパートメント位置決め：交換架から満充電バッテリーを取り出した後、再度車両のバッテリーフレームの空きコンパートメント中心位置と姿勢を認識；
ロック確認：満充電バッテリーを配置後、ロック機構のロック状態を認識し、事故を防止。
カメラの特長：
ビジョン認識精度±0.74mm、把持精度±1mm；
優れた環境光抑制能力により、遮光・補光設備への依存を低減；
軽トラック/大型トラックの2種類の異なるサイズのバッテリーフレームを同時に処理可能で、将来的に新車種への迅速な適合が可能。
PART3 無人水素充填シーン
水素充填口の位置決めは業界で「難所」とされています：水素充填口は金属部品（強反射）、黒色カバーはプラスチック部品（吸光）であり、両者の素材のコントラストが極めて大きいです。ある水素充填プロジェクトでは、トランスファー・テクノロジーがPixel Miniカメラを使用して2つの認識対象を同時にカバーしました。
作業フロー：
車両が停止後、1号ロボットアームがカメラを搭載して撮影し、黒色カバーを認識して取り外し；
再度撮影して水素充填口の金属内壁を認識；
2号ロボットアームが水素ガンを持って正確に挿入；
水素充填完了後、1号ロボットアームがカバーを元に戻す。
トランスファー・テクノロジーの3Dビジョンシステムは、1回の撮影＋認識が≤4秒、認識/把持精度≤±3mmで、小口径の水素充填口の位置と姿勢を高速認識し、ロボットアームを誘導してカバー取り外し、水素ガン挿入、カバー再装着の全工程作業を、金属ワークピースの反射干渉に影響されずに実行し、水素充填ステーションの無人化・安全化作業を実現します。