機器視覺定位技術(shù)將助力工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

（文章來源：金石興機器人學院）

對于傳統(tǒng)意義上的工業(yè)自動化，工業(yè)機器人在控制系統(tǒng)的指揮下，重復特定的動作流程完成加工。換言之，產(chǎn)品加工精度的保障依賴于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與整個機械系統(tǒng)的精度。但是加工過程中隨機誤差的產(chǎn)生在所難免，諸如不可預測的震動、產(chǎn)品在工位間傳送發(fā)生的偏移等，此外機械結(jié)構(gòu)隨著長期使用、精度下降帶來的系統(tǒng)誤差還會導致產(chǎn)品批量報廢。而簡單的傳感器對于這些誤差的規(guī)避又顯得捉襟見肘。加上現(xiàn)今產(chǎn)品序列紛繁復雜，市場對于柔性生產(chǎn)的要求與日俱增，工業(yè)機器人想要在“失明”的情況下完成這一切就顯得尤為困難。

而當工業(yè)機器人擁有了機器視覺賦予的“慧眼”，上述問題便迎刃而解。擁有“慧眼”的工業(yè)機器人在看到目標之后，經(jīng)準確分析定位后引導動作，避免了產(chǎn)品傳送中的偏差，增強了不同產(chǎn)品的生產(chǎn)適應性，同時大幅提升產(chǎn)品的加工精度。此外，機器視覺還能檢測成品的精度，免除人工抽檢帶來的低效、誤差與漏檢。

隨著智能制造的深入，具備視覺感知能力的智能設備益發(fā)盛行，機器視覺作為前端感知的核心部件，市場需求旺盛。海康機器人起步于海康威視機器視覺業(yè)務部，依托?？低曉趫D像傳感、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等領域多年的技術(shù)積累，已發(fā)展成為面向全球的移動機器人、機器視覺產(chǎn)品和算法平臺提供商，公司堅持自主研發(fā)，持續(xù)推動智能制造進程。

在機器視覺與機器人相結(jié)合的應用場景中，機器人引導定位應用最為普遍。關于此類場景，?？禉C器人與合作伙伴共同實施了大量成功案例與成熟方案。結(jié)合不同場景，應用各類型硬件的選型搭配，保障機器視覺技術(shù)與機器人有效配合的前提是系統(tǒng)整體的合理設計與安裝布置。

海螺8是?？低暪S生產(chǎn)的一款攝像頭，其裝配需完成前蓋定位、泡棉上料、透鏡定位安裝、燈板定位安裝鎖附、前端組件定位安裝鎖附等一系列動作，整個過程應用了大量機器人與機器視覺聯(lián)合定位引導。燈板鎖附工位負責燈板鎖附過程中螺釘?shù)膩砹隙ㄎ慌c引導安裝，由于設備安裝空間的局限性，項目中選擇了空間需求更小、工位更加節(jié)省、安裝更靈活的活動相機方式。?？低曌灾餮邪l(fā)生產(chǎn)的600萬像素面陣相機配合25mm焦距的500萬鏡頭，連同環(huán)形LED光源安裝在機械臂末端，隨同機械臂一同運動。

相機連同機械臂在取料位定位螺釘后，機械臂前端的吸鐵石準確吸取螺釘并運動至安裝位；相機在安裝位再次拍照定位螺孔后，螺釘被精確旋緊。單個螺釘從定位取料到完成安裝整個過程僅耗時不到5秒，且通過視覺定位極大程度提高一次性安裝成功的穩(wěn)定性，避免人工安裝時瞄準螺孔、效率波動帶來的時間耗費，人力成本也得到降低。視覺定位的應用，在降低成本的同時優(yōu)化加工工藝、提升產(chǎn)能。

在設備最終投入使用前，還會經(jīng)歷一個重要環(huán)節(jié)——標定，這也是視覺與機器人之間的橋梁。?？低暀C器視覺VM算法平臺中包含成熟的標定算法模塊，能在確保標定流程開發(fā)高效性的基礎上，讓工程師使用完善的標定算法模塊有針對性地為自己量身定制標定程序，以此實現(xiàn)標定流程的簡潔性、準確性和復用性。

在合作伙伴利用?？低暀C器視覺VM算法平臺開發(fā)的某一視覺項目中，設備需要對三個工位上的三臺相機分別進行標定。在精度要求最高、空間條件最好的二工位，即抓取偏移補正工位，固定安裝于機架的下相機完成了對帶有角點（有方向性）的點陣標定板的11個位姿的采圖，并利用?？低暀C器視覺VM算法平臺中多點標定模塊快速實現(xiàn)二工位完整的11點標定。一、三工位的相機只需要對標定板進行一次圖像采集，通過對比相同特征在不同采圖中的坐標，得到不同像素級別的相機之間尺度和角度的變換關系，即通過坐標映射建立與二工位之間的聯(lián)系，完成一、三工位的標定。

視覺系統(tǒng)在軟件層面完成的首要任務是與設備動作之間的正常通訊，?？禉C器人聯(lián)手合作伙伴，在眾多項目的實際操作中完成了與ABB、EPSON、FANUC等諸多工業(yè)機器人的成功對接。其次，任何系統(tǒng)的開發(fā)最終都會落實在界面的操作，對于操作員來說，操作界面的友好度同樣是確保設備正常、高效使用的重要因素。

針對不同客戶自身的應用案例需求，?？低暀C器視覺VM算法平臺提供多樣性的通訊模塊以應對不同的通訊協(xié)議。同樣，?？低暀C器視覺VM算法平臺豐富的SDK也為工程師提供了獨立自主開發(fā)軟件的可能性，以契合不同的應用場景和客戶需求。
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