随着全球资源问题的日益严峻与人工智能技术的蓬勃发展,新能源汽车在整个汽车市场中所占的比重越来越大,充电设备作为其中最为重要的配套基础设施,需求也随之增大。当前市场上,新能源汽车的充电主要为充电站充电与家庭的人工充电两种方式。人工自助式的充电过程繁琐,不仅不能给用户良好的充电体验,而且在某种程度上存在着安全隐患。为了提高充电效率,避免不必要的安全问题,本文对自动充电的相关技术做出研究,开发出针对于新能源汽车的全自动充电机器人。设计出的全自动充电机器人在电动汽车停车之后,能够实现完成电动汽车的全自动充电,整个过程不需要任何人工操作,这样既可以避免充电期间的安全问题,同时也减少了人力成本,且充电效率更高。本文首先阐述了课题的研究背景与意义以及针对新能源汽车的全自动充电机器人的国内外研究现状,明确了研究的重难点。其次介绍了机器人视觉系统的单双目标定原理,并对根据需要实现的功能,对视觉系统的相机,镜头,光源等硬件选择提出了方案。提出了新的椭圆检测与筛选算法,其中包括了图像的预处理,对图像进行锐化,加强图形的边缘信息,紧接着利用图像的八邻域实现八邻域边缘追踪求得有效的边缘弧,并将边缘弧段划分象限,将弧段进行有效的组合排列,利用最小二乘法去拟合椭圆,根据实际充电口的各椭圆分布情况以及拟合参数去过滤筛选有效的椭圆。然后对充电机器人的运动控制系统进行研究,从成本和实用性的角度出发,搭建了组合滑台与具有偏航角和俯仰角的关节子系统,以低自由度和更为简洁的坐标系去完成机器人的运动。通过采用椭圆中固定的两根特殊弦的方法去估计充电口的位姿,并且采用SOCKET通信实现视觉系统部分与运动控制系统部分的位置信息传输,在保证手眼标定精度的基础上进一步的确保自动插接的精度。最后对全自动充电机器人进行硬件安装,然后根据设计的工作范围,在实验室环境下进行多距离多角度的识别与插接实验,以及与整车联调下的识别插接实验。通过一系列的实验,验证了对新能源汽车实现全自动充电是可行的,并且也是具有稳定性以及安全性的,对全自动充电技术的推广与发展提供了理论与实践的依据。