
40年前,工業機器人的橫空出世,帶給人類更多自由與可能。今天,工業機器人正以迅猛的速度替代人工,從事繁重及枯燥的工作,并且向著更智能的方向在發展,而服務機器人,將是下一個風口。
服務機器人發展空間很大,但要想發展服務機器人,就要讓機器人獲得人的能力,首先就是視覺。
視覺對人很重要,人類獲得訊息90%以上是依靠眼睛,而我們就來看看人工智能的前沿——機器視覺。
技術的演進與創新,推動制造業的變革與進步
智能化、仿生化是工業機器人的最高階段,隨著材料、控制等技術不斷發展,實驗室產品越來越多的產品化,逐步應用於各個場合。
伴隨物聯網的發展,多傳感器、分布式控制的精密型工業機器人將會越來越多,逐步滲透制造業的方方面面,并且由制造實施型向服務型轉化。
具有觸覺、力覺或視覺的工業機器人,能在較為復雜的環境下工作;如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能,即成為智能型工業機器人。
機器人視覺,作為AI(人工智能)一個快速增長的分支,目的是能夠給機器人與我們自己相當的視覺,在過去幾年中,由于研究人員運用專門的神經網絡,以幫助機器人識別和理解來自現實世界的圖像,機器人視覺已經取得了巨大的進步。

機器人視覺猶如人的雙眼
機器人有了視覺系統的配合,猶如人有了一雙明亮的眼睛,能實現在工件位置不準確工況下的自動化生產。
機器人視覺包括以下幾種:
2D相機
2D相機是通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號
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傳送給專用的圖像處理系統
得到被攝目標的形態信息
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根據像素分布和亮度、顏色等信息
轉變成數字化信號
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圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征
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根據判別的結果通過數字變量信息傳輸給機器人
讓機器人根據新的產品信息進行工作
目前2D相機廣泛應用于機器人搬運,裝配等工作。

線激光
線激光是使用激光三角測量原理, 對不同被測物體表面進行二維輪廓掃描。
激光束被一組特定透鏡放大用以形成一條靜態激光線
投射到被測物表面上
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高品質的光學系統將該激光線的漫反射光
投射到高度敏感的傳感器感光矩陣上
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除了傳感器到被測物體的距離信息(Z軸)
控制器還可以通過這組圖像來計算沿激光線(x軸)上的位置
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傳感器最終輸出一組二維坐標值
坐標系的原點與傳感器本身相對固定
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通過移動被測物體或傳感器
便可得出三維測量結果
目前線激光廣泛應用于
弧焊或激光焊的焊縫掃描、車身在線測量等。
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3D攝影測量
3D攝影測量通過軟件處理采集好的照片來得到待測點的三維坐標
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這些照片是用一個高精度的專業相機
通過在不同的位置和方向
對同一物體進行拍攝所獲取的
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軟件會自動處理這些照片
通過圖像匹配等處理及相關數學計算后
得到待測點精確的三維坐標
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處理完畢
被測對象的三維數據將會進入到坐標系統中
就好像以前測量過或者處理過一樣
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如果需要的話
測量軟件還內置了分析工具
三維數據可以被輸出
這些被測量的物體一般是事先手動貼上回光反射標志
或者是通過投點器投射上點
或者是探測棒上的點。

三維成像
基于結構光的三維成像,實際上是三維參數的測量與重現,需要投射結構光到被測物體上,通過結構光的變形(或者飛行時間等)來確定被測物的尺寸參數。
最常用光柵投影技術的其主要原理是
通過計算機編程產生正弦條紋
▼將該正弦條紋通過投影設備投影至被測物
▼利用CCD相機拍攝條紋受物體調制的彎曲程度
▼解調該彎曲條紋得到相位
▼ 再將相位轉化為全場的高度

例如ABB的協作機器人Yumi已可以安裝在AGV上行走并完成設定的工作,如果加上結構光視覺,結合物聯網及數字化完成自主工作已不遙遠。
隨著連續采用這些技術,如神經網絡和專用機器視覺硬件,我們正在迅速縮小人類和機器視覺之間的差距。
在將來的某一天,我們甚至開始看到機器人的視覺能力,可能會超越我們自己,使它們能夠完成許多復雜的任務,并且我們的社會將會完全自主運作。

那么,機器人行業的小伙伴們,看完文章是否覺得機器人視覺超級棒棒?
掌握機器人視覺,可是非常重要的哦!
來源:頭條/優快工服
