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技術文章

機器視覺是機器人發展的重要方向,是提高機器人智能化水平的關鍵因素

日期:2019-05-03 來源:币游国际
         近十年來,隨著資本大量進入以及商業推廣不斷深入,機器人領域的技術得到了飛速發展,被廣泛應用於各種製造、維護、修理、清理、清洗、保安、監護、運輸、導引、采摘等工作領域。
         機器視覺是機器人發展的重要方向,是提高機器人智能化水平的關鍵因素之一,將極大推動機器人實現工作的自動化。
         人類和動物獲取外界信息的最主要來源是眼睛。人們通過眼睛可得到被觀測物體的大小、形狀、顏色、位置等各種參數,以便大腦進行下一步判斷。智能機器人之所以能夠根據實際工作環境,自行判斷所要執行的功能並對外界做出反應性動作,最重要原因之一是可以感知環境。
機器視覺是機器人發展的重要方向,是提高機器人智能化水平的關鍵因素_heydanbo.com
         機器人感知環境通常依賴於各種接觸型以及非接觸型傳感器,機器視覺就是基於仿生的角度發展而來,比如模擬眼睛是通過視覺傳感器進行圖像采集,並在獲取之後由圖像處理係統進行圖像處理和識別。此外,具有機器視覺的機器人能夠及時感知外部環境的變化,並且方便智能機器人的控製係統做出相應調整,提高了機器人的靈活性和對外部環境變化的適應力。
         根據測量設備的不同,機器視覺分為以下三種:
         單目視覺技術 ,即安裝單個攝像機進行圖像采集,一般隻能獲取到二維圖像。早在上世紀70年代就出現了視覺係統輔助機器人控製機械手進行生產的專利申請。另外,在上世紀80年代,專利申請公開了機器人能夠以視覺感知的方式沿規定的路徑移動。此後,單目視覺一直發展應用至今,廣泛應用於智能機器人領域。然而,由於該技術受限於較低圖像精度以及數據穩定性的問題,因此需要和超聲、紅外等其它類型傳感器共同工作,為了克服這些問題,人們在上世紀80年代研發出雙目視覺技術。
         雙目視覺技術 ,是一種模擬人類雙眼處理環境信息的方式,通過兩個攝像機從外界采集一副或者多幅不同視角的圖像,從而建立被測物體的三維坐標。
         上世紀80年代,雙目視覺技術已應用於移動機器人導航此外,雙目視覺技術作為機器視覺研究的重點和方向,被廣泛應用於生產製造以及各領域中。從分類看,雙目視覺技術大致分為機械臂視覺控製、移動機器人視覺控製、無人機無人船視覺控製等方向。在機械臂視覺控製的焊接領域,雙目機器人能夠更好地滿足焊接起始位置的導引、焊縫跟蹤等功能;在移動機器人視覺控製的掃地機器人領域,雙目視覺幫助設備自動采集、處理視覺和激光數據,並從多個不同目標中自動檢測感興趣的目標;在無人機領域,雙目視覺能夠提高姿態解算算法的精度以及魯棒性和穩定性。此外,雙目視覺技術還廣泛應用於農業采摘領域,比如幫助機械臂避障和果實定位然而,不可否認的是,雙目視覺技術還存在可視場景限製等問題。基於此,多目視覺技術應運而生。
         多目視覺技術 ,是指采用了多個攝像機以減少盲區,降低錯誤檢測的機率。該技術主要用於物體的運動測量工作。在機械臂手眼協調方麵,多目視覺技術能夠克服物體捕捉的盲區,使機械臂進行抓取更加有效在工業機器人進行裝配領域,多目視覺也能夠精確識別和定位被測物體,進而提高裝配機器人的智能程度和定位精度。此外,多目視覺技術還可以采用模仿生物的視覺係統構造獲得更加清晰的圖像和較高的處理能力,並改善對物體的定位,比如仿蜥蜴仿蜘蛛等。


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