基于3D視覺技術(shù)的機器人系統(tǒng)
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，具有類似于人類視力的機器人系統(tǒng)不再是科幻小說中的夢想。今后，3D視覺系統(tǒng)將成為機器人系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)附加設(shè)備，攜手機器人共同打造夢幻般視覺。坐落在Mich州Rochester Hills地區(qū)的Fanuc Robotics公司的智能機器人和視覺系統(tǒng)部經(jīng)理Edward Roney先生解釋說：“采用由當(dāng)今技術(shù)水平所提供的處理器，我們實上可以觀察多幅圖像，并對一個物體的幾何形狀進行實時分析?！?Fanuc 公司開發(fā)了稱之為iRVision的第一套工業(yè)用集成3D視覺系統(tǒng)，該技術(shù)已應(yīng)用于所有的Fanuc R-30iA型機器人系統(tǒng)上。全部工藝由主機器人上的CPU單元執(zhí)行，因而不會產(chǎn)生通信延時的現(xiàn)象，也需要再附加硬件。
Iowa州Ellison Technologies Automation公司是一家機器人系統(tǒng)成套供應(yīng)商，也是一家技術(shù)咨詢公司，按照其總裁John Burg先生的說法，隨著生產(chǎn)需求的不斷提高、生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展以及機器人成本費用的不斷增長，在今后幾年中，3D視覺系統(tǒng)將成為機器人系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)附加設(shè)備。
John Burg先生說：“現(xiàn)在的生產(chǎn)技術(shù)正在以足夠快的步伐向前發(fā)展，但價格也在不斷上漲，顧客對視覺系統(tǒng)的易用性和靈活性要求越來越高。”Burg先生認(rèn)為，F(xiàn)anuc機器人和3D視覺系統(tǒng)應(yīng)用成熟，已經(jīng)在物流、焊接工藝和機床的零件裝卸過程等一系列活動中攜手合作，這一技術(shù)將有利于提高工作效率、降低人工勞務(wù)費用并提高產(chǎn)品質(zhì)量。他解釋說：“采用新技術(shù)和安裝新設(shè)備的其中一個目的就是要長期地降低生產(chǎn)成本。”
因此，為什么3D視覺技術(shù)會越來越受到人們的青睞？因為隨著其處理能力的提高，處理器和存儲器的費用不斷降低，編程員可以做更多的工作，不僅是拍攝一幅圖像，還可以將其與相應(yīng)的參考模型進行對比，而早期的大部分2D視覺圖像就是建立在這一技術(shù)基礎(chǔ)之上。
視覺系統(tǒng)的發(fā)展
機器人視覺系統(tǒng)最早應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的成套車體生產(chǎn)機器人上。如果沒有視覺系統(tǒng)，需要采用特殊的工具在車體上加工孔徑，以便使機器人能夠知道車體的具體位置。然而在視覺攝像系統(tǒng)開發(fā)以后，就再也不需要這類昂貴的加工工具了。機器人能夠自動地確定車體的確切位置，然后通過數(shù)學(xué)方式計算出這四個孔徑的位置。
如圖2所示：用于12個組裝件的零件安放在一輛小車上，每一個組裝件的正確零件位于每一個插槽之中。FANUC M-16iB型機器人使用iRVision 3DL視覺系統(tǒng)讓小車正確就位。
Fanuc 公司的Roney先生進一步解釋說：“從很早的時候開始，我們就認(rèn)識到采用視覺系統(tǒng)是降低工具成本的一種很好的方法。加工工具是非常昂貴的，而且是固定不變的。如果制造商需要在第二年改變車型，那么必須更新全部工具?！卑凑誖oney先生的說法，在采用視覺技術(shù)以后，汽車制造商可以在模具和夾具制造方面每年節(jié)約幾百萬美元的資金。
視覺系統(tǒng)采用運算技術(shù)來識別圖像，然后通過培訓(xùn)，教會機器人識別事物并尋找所需要的東西。圖像建立在大量的像素數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，系列中的每一個像素都有一個灰度等級，然后通過運算技術(shù)分析數(shù)據(jù)。
機器人可以判斷出圖像的拍攝位置，因此能夠識別物體所處的位置，然后判斷其相應(yīng)的尺寸、形狀和質(zhì)量；也可以根據(jù)圖像和運算法則更改程序，例如，不同大小的零件可以采用不同的路徑，零件A將在零件B應(yīng)該落下的地方掉落。
坐落在Mich州Lansing鎮(zhèn)的Aptura Machine Visioning公司的總裁David Dechow先生解釋說：“帶有視覺系統(tǒng)的機器人，最終將能夠在任何方向上操縱任何類型的零件?！辈捎秒S機附帶的攝像系統(tǒng)或遙控攝像機，可以獲取一個物體的快速拍攝圖像并找到該物體與機器人的相對位置。Ind州Ft.Wayne市Guide Engineering公司的控制工程師Jeremy Pennington先生說：“然后，該FANUC機器人可以利用這一位置數(shù)據(jù)來確定該物體所處的位置，無論將機器人移動到什么位置都可以實現(xiàn)。”
3D視覺系統(tǒng)的應(yīng)用
3D視覺系統(tǒng)可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域，其中在容器中
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