智能换电站电池包锁止机构位姿视觉估计

作     者：王立辉 苏余足威 韩华春 陈良亮 张浩 WANG Lihui;SU Yuzuwei;HAN Chunhua;CHEN Liangliang;ZHANG Hao

作者机构：东南大学仪器科学与工程学院微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211100 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2023年第31卷第21期

页      面：3135-3144页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(No.2021YFB2501603) 

主　　题：换电机器人 电池包 位姿估计 点云配准 点云分割 

摘      要：面向电动汽车的电池换电需求,对换电站电池包对接中的锁止机构定位问题,提出了一种基于点云分割的电池包锁止机构6D位姿估计方法。该方法使用YOLOv5网络从场景中分割出锁止机构的点云,并使用体素滤波与移动最小二乘拟合进行点云的滤波与平滑;通过引入点云分割网络预测点云标签,为快速点特征直方图特征加入全局语义特征,弥补快速点特征直方图只有点云局部特征的缺陷,并根据该特征进行随机抽样一致性刚体点云配准,估计锁止机构点云的6D位姿,最后使用迭代最近点方法算法校正位姿估计结果。实验结果表明,基于点云分割的锁止机构6D位姿估计算法精度较高,可以克服环境噪声导致的误匹配,精确获取锁止机构位姿,其位姿估计的角度误差可以达到1.90°,位移误差可以达到1.4 mm,RMSE可以达到1.5 mm,为换电站电池对接定位提供了有效的解决途径。