導語:機器視覺系統由相機或傳感器、照明、處理器、提取有用信息的軟件和輸出設備(通常是機械臂)組成。
80%的人類學習都是通過視覺進行的。當考慮到可通過視覺獲得多少信息時,工業機器人也需要看到才能發揮作用也就不足為奇了。
機器視覺發明于1950年代,并在1980年代越來越受歡迎。視覺系統的進步,使其成為尋求簡化生產和質量檢查的制造商的有利可圖的工具。
在最簡單的形式中,機器視覺系統由相機或傳感器、照明、處理器、提取有用信息的軟件和輸出設備(通常是機械臂)組成。
沒有機器視覺系統的機器人——盲人機器人——可以完成簡單、可重復的動作,但無法與機器視覺讓機器人對周圍環境做出直觀反應的能力相抗衡。但是,什么使機器視覺系統最有效?
燈光?相機?動作?
翻閱舊照片是一個很好的例子,說明為什么在拍攝圖像時照明是關鍵——需要看看正在拍攝什么或誰。照明也是機器視覺系統的基礎。糟糕的圖像捕獲會導致信息丟失,對于機器人來說,這可能會導致無法進行相關過程。
另一件要考慮的事情是放置相機或傳感器的位置。成像設備可以放置在機械手本身上,稱為臂端工具(EOAT)配置,也可以安裝在機器人上方。在這種情況下,相機將在固定配置下俯視工作區。
固定配置通常是首選方法——攝像頭具有更大的視野,可以在機器人移動時拍照,從而縮短周期時間。此外,由于相機的位置始終相同,因此無需考慮機器人運動中的細微差異。
但是,有些應用程序中EOAT配置最有效。這種配置非常適合從各個角度檢查復雜零件或難以接近的區域。這會顯著減慢循環時間,因為在機器人運動時相機無法捕捉圖像。經驗豐富的自動化顧問可以為最合適的配置提供建議。
2D,還是3D?
攝像頭或傳感器所需的位置還取決于部署的機器視覺類型——選擇2D或3D視覺取決于應用。
在目標對象的顏色或紋理很重要的情況下,2D視覺效果很好。這傳統上用于檢查任務,如條形碼讀取或存在檢測。2D視覺的局限性包括無法感知深度。任何對形狀或位置很重要的任務,例如垃圾箱揀選,都可以通過3D機器視覺更好地完成。
在3D視覺中,使用多個攝像頭來創建目標對象的3D模型。ShibauraMachine的TSVision3D系統以這種方式運行,因此不需要復雜的CAD數據來識別對象。
使用兩個集成的高速立體攝像頭來捕捉連續的實時3D圖像,該軟件可以識別位于其視野內的任何物體。使用這項技術,TSVision3D可以實現自動化的垃圾箱揀選,即使對于不均勻的產品-以香蕉或芒果為例。
在選擇視覺系統時,制造商必須考慮機器人將與何種物體進行交互。對于垃圾箱揀選系統和不尋常形狀的產品,3D視覺將是必不可少的。
技術往往模仿自然,機器視覺系統也不例外。能夠看到意味著機器人可以響應其工作空間的變化,瞄準不同形狀和大小的物體,使它們比盲人的前輩更靈活、更高效、更有能力。
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