讓機(jī)器人眼明腦快的奧秘：嵌入式視覺系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的機(jī)器人需要人事前進(jìn)行編程,而新一代工業(yè)機(jī)器人的核心特征是智能化。科研團(tuán)隊(duì)逐漸將工業(yè)機(jī)器人研發(fā)重點(diǎn)由基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)向應(yīng)用開發(fā)轉(zhuǎn)變，使工業(yè)機(jī)器人更加智能化，具有更強(qiáng)的感知能力、更好的機(jī)敏性，并且可以自主執(zhí)行任務(wù)

　　要實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人智能化，就必須讓機(jī)器人擁有明亮的“雙眸”和靈活的“大腦”。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，中科院自動(dòng)化所高技術(shù)創(chuàng)新中心主任原魁研究員率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心攻關(guān)，長(zhǎng)期專注于智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，在高性能嵌入式機(jī)器人視覺系統(tǒng)、視覺導(dǎo)引AGV技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)編程技術(shù)等方面取得了突出的創(chuàng)新成效。

　　他們開發(fā)的高性能嵌入式機(jī)器人視覺系統(tǒng)能夠在FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)上實(shí)現(xiàn)80多種圖像處理算法，處理速度遠(yuǎn)高于普通視覺系統(tǒng)，還能以100幀/秒以上的高速進(jìn)行圖像采集，具有功耗低、尺寸小、通用性好的特點(diǎn)。原魁介紹說(shuō)，將這一視覺系統(tǒng)應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，可以提高工業(yè)機(jī)器人的智能水平，使機(jī)器人可以完成自動(dòng)搬運(yùn)、不良品檢測(cè)等傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人難以完成的任務(wù)。作為高性能機(jī)器人視覺系統(tǒng)的另外一種應(yīng)用，原魁團(tuán)隊(duì)還將工業(yè)機(jī)器人安裝在一臺(tái)AGV(自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車)上，使機(jī)器人可以自動(dòng)完成冰箱、洗衣機(jī)等家電產(chǎn)品門的開閉工作，為家電產(chǎn)品的測(cè)試提供了一種新的技術(shù)途徑。

　　他們開發(fā)的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)編程方法，改變了工業(yè)機(jī)器人需要通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員花2天時(shí)間人工示教才能“領(lǐng)會(huì)”工作的繁瑣，而是能讓機(jī)器人根據(jù)普通技術(shù)人員的預(yù)定方案在30分鐘內(nèi)自動(dòng)生成指令。這種自動(dòng)編程方法讓工業(yè)機(jī)器人能夠自動(dòng)處理碰撞等危險(xiǎn)情況，還能根據(jù)情況靈活修改生成指令。

　　原魁團(tuán)隊(duì)將突破的這些關(guān)鍵技術(shù)集成應(yīng)用在了一種大型裝備的自動(dòng)噴涂機(jī)器人系統(tǒng)中。與人工涂裝相比，這種機(jī)器人在自動(dòng)噴涂過(guò)程中，通過(guò)快速生成三維模型、自動(dòng)生成程序、實(shí)時(shí)檢測(cè)誤差、自動(dòng)修正軌跡指令等，減少了噴涂時(shí)間、提高了工作效率，讓工人們避免承受勞動(dòng)強(qiáng)度大、危害身體健康的負(fù)擔(dān)。

　　面對(duì)不俗的創(chuàng)新成績(jī)，原魁團(tuán)隊(duì)依然保持著冷靜和客觀的心態(tài)。“與國(guó)外同行相比，我國(guó)的機(jī)器人研究還有一些差距。我國(guó)每年從國(guó)外進(jìn)口電機(jī)等器械部件就要花費(fèi)近1000億元。要縮小差距，我們就必須加速創(chuàng)新，讓自己擁有更多的核心技術(shù)，同時(shí)還要降低開發(fā)及應(yīng)用的成本，這也是我們團(tuán)隊(duì)當(dāng)前的重要目標(biāo)。”原魁說(shuō)。

　　這種以“降低成本”進(jìn)行自我約束的高難度攻關(guān)，讓原魁團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能量源源不斷地釋放。他們?cè)诠I(yè)機(jī)器人核心構(gòu)成——“伺服電機(jī)控制”研究中，巧妙地通過(guò)自主設(shè)計(jì)開發(fā)的專用電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高精度電機(jī)控制和有效降低成本的雙重目標(biāo)。在這個(gè)過(guò)程中，他們團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)了軟硬件兩手抓、兩手都硬的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。

　　今后，這個(gè)有心、用心的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)為我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展貢獻(xiàn)更大的智慧和力量。