工業(yè)機(jī)器人的定位、抓取任務(wù)是工業(yè)生產(chǎn)線上一項(xiàng)重要的應(yīng)用，一般通過預(yù)先示教的方式讓機(jī)器人執(zhí)行預(yù)定的指令動(dòng)作。但是，一旦工件的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，機(jī)器人便無法完成工作任務(wù)。

因此，這種方式在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用中存在很大弊端。在市場需求的牽引下，為機(jī)器人添加視覺引導(dǎo)也成為機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，它通過模擬人類的眼睛幫助工業(yè)機(jī)器人檢測工件的位置狀態(tài)，再利用視覺信息引導(dǎo)機(jī)器人完成定位、抓取任務(wù)。很大程度上克服了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的弊端，提高了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的靈活性和實(shí)時(shí)性。

從本質(zhì)上講，機(jī)器視覺系統(tǒng)就是在工業(yè)環(huán)境中引導(dǎo)機(jī)器人、測量物品、統(tǒng)計(jì)物品、讀取條碼、字母和數(shù)字，以及檢測缺陷。在任何機(jī)器視覺應(yīng)用中，無論是最簡單的裝配檢驗(yàn)，還是復(fù)雜的3D機(jī)器人箱子拾取應(yīng)用，通常第一步都是采用圖案匹配技術(shù)定位相機(jī)視場內(nèi)的興趣物品或特征，興趣物品的定位往往決定機(jī)器視覺應(yīng)用的成敗，所以機(jī)器視覺應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。

01、視覺引導(dǎo)機(jī)器人定位抓取

視覺引導(dǎo)機(jī)器人定位抓取系統(tǒng)是利用機(jī)器人視覺實(shí)現(xiàn)工件抓取點(diǎn)的視覺定位，再將定位數(shù)據(jù)發(fā)送工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)由視覺信息引導(dǎo)機(jī)器人定位到工件的抓取點(diǎn)并完成抓取任務(wù)的系統(tǒng)。 系統(tǒng)框架主要由機(jī)器人視覺、 上位機(jī)、工業(yè)機(jī)器人和抓取目標(biāo)組成。其中，機(jī)器人視覺包括相機(jī)、鏡頭、光源和視覺軟件，主要負(fù)責(zé)圖像采集和圖像處理實(shí)現(xiàn)工件抓取點(diǎn)的視覺定位。 上位機(jī)負(fù)責(zé)通過以太網(wǎng)將工件抓取點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)機(jī)器人，最后， 機(jī)器人接收工件抓取點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視覺信息通過控制器引導(dǎo)機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)到工件抓取點(diǎn)，并由機(jī)器人的工具完成抓取、 放置工件的任務(wù)。

02、視覺引導(dǎo)和定位

機(jī)器視覺采用先進(jìn)的圖像視覺檢測技術(shù)，對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)全面的視覺定位分析，此功能主要用于自動(dòng)裝配及生產(chǎn)。機(jī)器人視覺引導(dǎo)—引導(dǎo)是使用機(jī)器視覺來報(bào)告組件的位置和方向。在自動(dòng)化生產(chǎn)流水線中，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解機(jī)器人在操作過程中、工作環(huán)境中的變化，并作出相應(yīng)調(diào)整動(dòng)作以保證任務(wù)的正確完成。機(jī)器人視覺定位—要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置，上下料使用機(jī)器視覺來定位，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。 機(jī)器視覺引導(dǎo)就是使用機(jī)器視覺報(bào)告元件的位置和方向。 需要引導(dǎo)的原因可能有很多，我們主要從以下幾點(diǎn)看看。1、機(jī)器視覺系統(tǒng)可以定位元件的位置和方向，將元件與指定的公差進(jìn)行比較，并確保元件處于正確的角度以驗(yàn)證元件是否正確組裝。2、引導(dǎo)可用于將元件在2D或3D空間內(nèi)的位置和方向報(bào)告給機(jī)器人或機(jī)器控制器，讓機(jī)器人能夠定位元件或機(jī)器，以便對(duì)齊元件。3、與在許多任務(wù)中進(jìn)行手動(dòng)定位相比，機(jī)器視覺引導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)更高的速度和精度。例如將元件放在托盤上或從托盤上取下元件；對(duì)傳送帶上的元件進(jìn)行包裝；對(duì)元件進(jìn)行定位和對(duì)位，以便與其他零件組裝在一起；將元件放在工作架上；或從包裝盒中取出元件。4、引導(dǎo)也可以與其他機(jī)器視覺工具配合使用，這是機(jī)器視覺的非常強(qiáng)大的功能。因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中，元件可能會(huì)以未知的方向呈現(xiàn)給相機(jī)。通過定位元件并將其他機(jī)器視覺工具與該元件對(duì)齊，機(jī)器視覺可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工具定位。

03、機(jī)器視覺元件定位的重要性

在機(jī)器視覺應(yīng)用之前，元件定位是非常關(guān)鍵的第一步。 如果圖案匹配軟件工具無法在圖像中準(zhǔn)確定位元件，則它將無法引導(dǎo)，識(shí)別，驗(yàn)證，計(jì)數(shù)或測量元件。盡管聽起來很簡單，但是在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，元件外觀上的差異可能會(huì)使這一步驟變得非常困難。因照明或遮擋而出現(xiàn)的外觀變化可能導(dǎo)致元件定位變得困難，雖然視覺系統(tǒng)經(jīng)過培訓(xùn)，基于圖案來識(shí)別元件，但即使是最嚴(yán)格控制的流程，也允許元件外觀存在一定的變化。

元件呈現(xiàn)或姿勢畸變影響也可能導(dǎo)致元件定位變得困難要實(shí)現(xiàn)精確、可靠、可重復(fù)的結(jié)果，視覺系統(tǒng)的元件定位工具必須具備足夠的智能，能夠快速、精確地將培訓(xùn)圖案與生產(chǎn)線上移動(dòng)過來的實(shí)際物品進(jìn)行比較。

04、案例應(yīng)用

從測量、識(shí)別、檢測等角度出發(fā)全方位進(jìn)行定位和引導(dǎo)的研究，通過對(duì)圖片中的不同類別、位置的對(duì)象進(jìn)行定位和分類，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片不同缺陷特征的定位和檢測。 通過標(biāo)注，即可建立目標(biāo)模板，經(jīng)過深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，便可解決平移、旋轉(zhuǎn)、縮放和光線等影響。可學(xué)習(xí)圖像中的多個(gè)目標(biāo)，并同時(shí)檢測，給出所有被識(shí)別目標(biāo)的位置和定義。 根據(jù)具體問題具體分析，提出各類機(jī)器視覺技術(shù)定位與引導(dǎo)方案，較低成本地解決各類定位與引導(dǎo)的技術(shù)問題。手機(jī)外殼無序抓取、定位引導(dǎo)方面的應(yīng)用

手機(jī)作為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的主要終端，需求量逐年遞增，所以手機(jī)外觀是質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)質(zhì)量也提出了更高的品質(zhì)要求。傳統(tǒng)的手機(jī)檢測采用人工檢測的方法，這種方法檢測效率低下，易疲勞，難以長期持續(xù)化生產(chǎn)，增加勞動(dòng)力成本，由于人工主觀因素，產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性難以保證，生產(chǎn)信息也難以統(tǒng)計(jì)和追溯，很難滿足現(xiàn)在制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動(dòng)化和信息化的要求。

低代碼開發(fā)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)不同姿態(tài)和不同位置無序抓取的定位引導(dǎo)。

工作流程：●產(chǎn)品移動(dòng)到拍照工位； ●觸發(fā)相機(jī)對(duì)手機(jī)殼進(jìn)行拍照； ●視覺軟件識(shí)別圖像特征，對(duì)手機(jī)殼定位； ●發(fā)送手機(jī)殼指定中心坐標(biāo)信息給機(jī)械手或PLC； ●機(jī)械手移動(dòng)準(zhǔn)確抓取手機(jī)殼。

機(jī)器視覺引導(dǎo)在許多任務(wù)中都能夠?qū)崿F(xiàn)比人工定位高得多的速度和精度，比如將元件放入貨盤或從貨盤中拾取元件；對(duì)輸送帶上的元件進(jìn)行包裝；對(duì)元件進(jìn)行定位和對(duì)位，以便將其與其他部件裝配在一起；將元件放置到工作架上；或者將元件從箱子中移走等。 如果你的工業(yè)生產(chǎn)線中需要用到類似的機(jī)器視覺：視覺檢測、視覺識(shí)別、視覺定位等技術(shù)，那么不妨和我們聊聊，我們會(huì)先根據(jù)你的需求分析，從專業(yè)的角度來給你一個(gè)合適的方案！

審核編輯：郭婷