工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)(qi)人的定位(wei)、抓取(qu)任務是工(gong)業生(sheng)(sheng)產線上一項重要的應用，一般通過預先示教的方式讓機(ji)器(qi)(qi)(qi)人執行(xing)預定的指(zhi)令動(dong)作(zuo)。但(dan)是，一旦工(gong)件(jian)的狀態發生(sheng)(sheng)改變時，機(ji)器(qi)(qi)(qi)人便無法完成工(gong)作(zuo)任務。

因此，這種(zhong)方式在(zai)工(gong)(gong)業機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的應(ying)用中存在(zai)很大(da)弊端。在(zai)市場需求的牽引(yin)下，為機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)添加(jia)視覺引(yin)導(dao)也成(cheng)為機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)領域的熱點之一，它通過(guo)模擬人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)類的眼睛幫助工(gong)(gong)業機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)檢測工(gong)(gong)件(jian)的位(wei)置狀態，再利用視覺信息引(yin)導(dao)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)完(wan)成(cheng)定位(wei)、抓取(qu)任務。很大(da)程(cheng)度(du)上克服了傳統工(gong)(gong)業機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的弊端，提高(gao)了工(gong)(gong)業機(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)應(ying)用的靈活(huo)性(xing)和實時(shi)性(xing)。

從本(ben)質上講(jiang)，機(ji)器(qi)視覺系統就是(shi)在工業環境中(zhong)(zhong)引導機(ji)器(qi)人、測量物品(pin)、統計物品(pin)、讀取條(tiao)碼、字母和數字，以及檢測缺陷(xian)。在任何機(ji)器(qi)視覺應(ying)(ying)用中(zhong)(zhong)，無論是(shi)最簡單的裝配檢驗，還是(shi)復雜的3D機(ji)器(qi)人箱子拾取應(ying)(ying)用，通常第(di)一步都是(shi)采用圖案匹配技術定位相機(ji)視場(chang)內的興(xing)趣物品(pin)或(huo)特征，興(xing)趣物品(pin)的定位往(wang)往(wang)決定機(ji)器(qi)視覺應(ying)(ying)用的成敗，所以機(ji)器(qi)視覺應(ying)(ying)用前的準備工作至(zhi)關(guan)重要。

視覺引導機器人定位抓取

視覺(jue)(jue)引(yin)導機(ji)器(qi)人定位(wei)抓(zhua)取(qu)(qu)系統(tong)是(shi)利(li)用機(ji)器(qi)人視覺(jue)(jue)實(shi)現(xian)(xian)工(gong)件(jian)抓(zhua)取(qu)(qu)點的(de)視覺(jue)(jue)定位(wei)，再將(jiang)定位(wei)數據(ju)發送(song)工(gong)業機(ji)器(qi)人，實(shi)現(xian)(xian)由視覺(jue)(jue)信息(xi)引(yin)導機(ji)器(qi)人定位(wei)到工(gong)件(jian)的(de)抓(zhua)取(qu)(qu)點并(bing)完(wan)成抓(zhua)取(qu)(qu)任(ren)務的(de)系統(tong)。

系統框架主要由機器(qi)人視覺(jue)、 上位(wei)機、工業機器(qi)人和(he)抓取目標組成。其(qi)中，機器(qi)人視覺(jue)包括(kuo)相機、鏡頭、光源和(he)視覺(jue)軟件，主要負(fu)責圖像采集和(he)圖像處理實(shi)現工件抓取點的視覺(jue)定位(wei)。

上位(wei)機負責通(tong)(tong)過(guo)以太網將工件(jian)抓取點的(de)位(wei)置(zhi)數據(ju)發送給工業機器(qi)人(ren)，最后， 機器(qi)人(ren)接(jie)收工件(jian)抓取點的(de)定位(wei)數據(ju)，實現視(shi)覺信息通(tong)(tong)過(guo)控制器(qi)引導機器(qi)人(ren)本體運動到工件(jian)抓取點，并由機器(qi)人(ren)的(de)工具完成抓取、 放置(zhi)工件(jian)的(de)任(ren)務(wu)。

視覺引導和定位

機器(qi)視覺(jue)采用先(xian)進(jin)的(de)圖(tu)像視覺(jue)檢(jian)測技術，對高速(su)運動(dong)的(de)工(gong)業產(chan)品進(jin)行實時全面的(de)視覺(jue)定位分析，此功能主要用于自動(dong)裝配及生產(chan)。

機(ji)器(qi)人(ren)視(shi)覺(jue)引導(dao)—引導(dao)是使用機(ji)器(qi)視(shi)覺(jue)來報(bao)告組件的(de)位置和方(fang)向。在自(zi)動化生產流(liu)水線中，通過機(ji)器(qi)視(shi)覺(jue)系統實時了(le)解機(ji)器(qi)人(ren)在操作(zuo)過程中、工作(zuo)環(huan)境中的(de)變化，并作(zuo)出相應調(diao)整(zheng)動作(zuo)以保證(zheng)任(ren)務(wu)的(de)正確完成。

機(ji)(ji)器人(ren)視覺(jue)定位(wei)(wei)—要求機(ji)(ji)器視覺(jue)系統能(neng)夠快(kuai)速準確(que)(que)的(de)找到被測零件并(bing)確(que)(que)認其(qi)位(wei)(wei)置，上下(xia)料使用機(ji)(ji)器視覺(jue)來定位(wei)(wei)，引導機(ji)(ji)械(xie)手臂準確(que)(que)抓取。

機器(qi)視(shi)覺引導就是使用機器(qi)視(shi)覺報告元件的位置(zhi)和方向，需要引導的原因可能(neng)有很(hen)多(duo)，我們主要從(cong)以下幾點看看。

1、機器視覺系統可以定(ding)位元(yuan)件的(de)位置和方(fang)向(xiang)，將元(yuan)件與指定(ding)的(de)公差進行比較，并確保元(yuan)件處于正確的(de)角度以驗證元(yuan)件是否正確組(zu)裝。

2、引導可用(yong)于將元件在2D或3D空間(jian)內的位置(zhi)和方向報告給機(ji)器(qi)人(ren)或機(ji)器(qi)控(kong)制器(qi)，讓機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)夠(gou)定位元件或機(ji)器(qi)，以(yi)便對齊元件。

3、與在許多任務中進(jin)行手動定位(wei)(wei)相比，機器視覺(jue)引導(dao)可(ke)以(yi)實現更(geng)高(gao)的速度和精度。例如將元件(jian)(jian)(jian)放在托(tuo)盤上(shang)或從托(tuo)盤上(shang)取(qu)下元件(jian)(jian)(jian)；對傳送帶上(shang)的元件(jian)(jian)(jian)進(jin)行包(bao)裝；對元件(jian)(jian)(jian)進(jin)行定位(wei)(wei)和對位(wei)(wei)，以(yi)便與其他零件(jian)(jian)(jian)組裝在一起；將元件(jian)(jian)(jian)放在工(gong)作架上(shang)；或從包(bao)裝盒中取(qu)出(chu)元件(jian)(jian)(jian)。

4、引(yin)導也可(ke)以與其他機(ji)(ji)器視覺(jue)工具配合使用，這(zhe)是機(ji)(ji)器視覺(jue)的(de)非常強大的(de)功能。因為(wei)在(zai)生產過程中，元件可(ke)能會(hui)以未知的(de)方向呈現(xian)給相機(ji)(ji)。通過定位(wei)元件并將其他機(ji)(ji)器視覺(jue)工具與該元件對齊，機(ji)(ji)器視覺(jue)可(ke)以實現(xian)自動(dong)工具定位(wei)。

機器視覺元件定位的重要性

在(zai)機器視覺應用(yong)之(zhi)前，元件定位是(shi)非常關鍵的第一步。

如果圖案匹配軟件(jian)(jian)工(gong)具無法(fa)在圖像中(zhong)準確定位元(yuan)件(jian)(jian)，則它將無法(fa)引(yin)導，識別(bie)，驗證，計數或(huo)測量元(yuan)件(jian)(jian)。盡管(guan)聽(ting)起來很簡單(dan)，但是(shi)在實際生產環境中(zhong)，元(yuan)件(jian)(jian)外(wai)觀(guan)上的差異可(ke)能會使這(zhe)一步(bu)驟變得非常困難。

因照明或遮(zhe)擋而出現的(de)外觀變(bian)化(hua)可(ke)能導致元(yuan)件定位(wei)變(bian)得(de)困(kun)難(nan)，雖然視覺系統經過(guo)培訓，基于圖案來識別元(yuan)件，但即使是(shi)最嚴(yan)格控制的(de)流程(cheng)，也允許元(yuan)件外觀存在一定的(de)變(bian)化(hua)。

元件(jian)呈現或(huo)姿(zi)勢畸變影響也可能(neng)導致元件(jian)定(ding)位變得困難要實(shi)現精確、可靠(kao)、可重(zhong)復(fu)的結果，視覺系統的元件(jian)定(ding)位工具必須具備足(zu)夠的智(zhi)能(neng)，能(neng)夠快速(su)、精確地將(jiang)培訓圖案與生產線上(shang)移動(dong)過來的實(shi)際(ji)物品(pin)進行比(bi)較。