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虹科智能感知事業(yè)部專注于智能感知與機(jī)器視覺領(lǐng)域，已經(jīng)和IDS，Blickfeld和Gidel等有著重要地位的國際公司展開深度的技術(shù)合作。我們的解決方案包括3D激光雷達(dá)，工業(yè)相機(jī)，視覺處理平臺(tái)，圖像采集卡及視覺系統(tǒng)集成等。虹科的工程師積極參與國內(nèi)外專業(yè)協(xié)會(huì)和聯(lián)盟的活動(dòng)，我們非常重視技術(shù)培訓(xùn)和積累，公司定期與國內(nèi)外專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流和培訓(xùn)。

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隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，系統(tǒng)和工廠的數(shù)字化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化正成為生產(chǎn)行業(yè)的焦點(diǎn)話題，因而也成為物流業(yè)的焦點(diǎn)話題。

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工業(yè)4.0不斷優(yōu)化流程和工作流，提高生產(chǎn)力和靈活性，從而節(jié)省時(shí)間和成本。機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)成為自動(dòng)化處理的主要推動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的存在讓機(jī)器人越來越靈敏、自動(dòng)、靈活且易于操作。越來越多的機(jī)器人成為工廠和倉庫的日常幫手，智能圖像處理在其中發(fā)揮著越來越重要的作用。為滿足制造業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模以及向全自動(dòng)化和智能聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型這一日益增長的需求，位于德國巴伐利亞的虹科合作伙伴ONTEC Automation GmbH公司開發(fā)了一個(gè)自動(dòng)駕駛的機(jī)器人輔助系統(tǒng)。“智能機(jī)器人助手”是靈活性和自動(dòng)化的完美結(jié)合：它由一個(gè)強(qiáng)大高效的內(nèi)部物流平臺(tái)、靈活的機(jī)器人手臂和虹科Ensenso N系列中耐用的3D立體相機(jī)系統(tǒng)組成。該解決方案用途廣泛，例如：它能完成單調(diào)、沉重的裝配和放置任務(wù)。自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)可以將歐標(biāo)托盤從地面吊起至集裝箱或吊起工業(yè)規(guī)格的各種尺寸網(wǎng)狀托盤，最大負(fù)載可達(dá)1200公斤。對(duì)于紡織工業(yè)客戶而言，自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)用于自動(dòng)放置筒子架。為此，它自動(dòng)托起裝有紗線卷筒的托盤，運(yùn)輸并放置到指定筒子架以便進(jìn)一步處理。該系統(tǒng)使用定制開發(fā)的夾持器，每8個(gè)小時(shí)能抓取1000個(gè)紗線卷裝，并放置到筒子架的軸心上。安裝在夾持器上的虹科Ensenso 3D(N45系列)相機(jī)可以識(shí)別軸心位置。

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應(yīng)用

該機(jī)器人輔助系統(tǒng)從預(yù)先指定的儲(chǔ)存位置托起裝載有工業(yè)紗線卷筒的托盤，并運(yùn)輸至筒子架位置。接著夾持器移動(dòng)到托盤的垂直上方。內(nèi)部軟件ONTEC SPSComm將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至虹科Ensenso 3D相機(jī)。SPSComm連接了導(dǎo)引車的可編輯邏輯控制器（PLC），因此能夠讀取并傳遞數(shù)據(jù)。在此應(yīng)用中，SPSComm控制了導(dǎo)引車軟件、夾持器和相機(jī)之間的通信。由此，相機(jī)知道導(dǎo)引車和夾持器何時(shí)到位，并進(jìn)行圖像捕捉。在完成捕捉圖像之后，相機(jī)通過點(diǎn)云傳遞到ONTEC基于標(biāo)準(zhǔn)HALCON軟件的軟件解決方案，再將托盤上的梭芯坐標(biāo)報(bào)告給機(jī)器人。機(jī)器人就能準(zhǔn)確抓取梭芯并進(jìn)行下一步處理。一旦夾持器放置完成一層紗線卷筒，虹科 Ensenso相機(jī)會(huì)捕捉紗線卷筒中間的包裝材料圖像，將其轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云信息上傳。這些點(diǎn)云在經(jīng)過處理后向機(jī)器人提供信息，通過這些信息，用針式夾持器去除中間層。“采用這種方法意味著我們不必提前定義托盤的層數(shù)和最終完成模式，甚至能夠處理不完整的托盤，而不會(huì)出現(xiàn)任何問題，”O(jiān)NTEC軟件開發(fā)者Tim B?ckel解釋道。“在處理中間層時(shí)，不需要將夾持器轉(zhuǎn)換為針式夾持器。對(duì)于這種應(yīng)用，系統(tǒng)包含一個(gè)普通的梭芯夾持零件和一個(gè)用于中間層的針式夾持零件。”對(duì)這項(xiàng)任務(wù)而言，由于其小巧的設(shè)計(jì)，虹科3D相機(jī)適用于移動(dòng)式機(jī)器人手臂，對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)物體進(jìn)行3D信息采集。虹科Ensenso N45相機(jī)的內(nèi)部電子設(shè)備可完全與外殼分離，可使用輕型塑料復(fù)合材料作為外殼。輕型材料有利于在機(jī)器人手臂上使用，如協(xié)作機(jī)器人。相機(jī)也能應(yīng)對(duì)苛刻的環(huán)境條件。“這一應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)是相機(jī)需要應(yīng)對(duì)不同的光線條件，這一問題在展廳的不同位置和一天內(nèi)的不同時(shí)間段尤為突出。”Tim B?ckel描述道。但即使在光線條件不足的情況下，相機(jī)上集成的投影儀也可以將高對(duì)比度的紋理投影到要捕捉圖像的物體上，從而增亮無特征均質(zhì)表面的結(jié)構(gòu)。也就是說，集成相機(jī)完全滿足要求。“通過在配套軟件NxView中進(jìn)行預(yù)配置，任務(wù)圓滿完成。”帶有源代碼的示例程序展示了NxLib庫的主要功能，可用來打開一個(gè)或多個(gè)能展示圖像和深度數(shù)據(jù)的立體和彩色相機(jī)。曝光時(shí)間、像素融合、AOI和深度測(cè)量范圍等參數(shù)可以根據(jù)使用的匹配方法現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，就像在本案例中一樣。匹配過程能讓虹科3D相機(jī)通過投影到表面的輔助結(jié)構(gòu)識(shí)別大量的像素信息，包括其位置變化，并從中創(chuàng)建完整的深度信息。而這又確保了智能機(jī)器人助手操作的精確度。相機(jī)配帶標(biāo)準(zhǔn)千兆以太網(wǎng)視覺接口和全局快門130萬像素傳感器。“相機(jī)只捕捉完整托盤的一個(gè)圖像對(duì)，從而有利于加快吞吐時(shí)間，但需要從相對(duì)遠(yuǎn)的距離提供坐標(biāo)信息，精度在毫米范圍內(nèi)，才能讓機(jī)器手臂精準(zhǔn)抓取。”O(jiān)NTEC應(yīng)用程序開發(fā)IT專家Matthias Hofmann解釋道。“因此我們需要高分辨率相機(jī)，以便使用3D相機(jī)穩(wěn)定地記錄梭芯邊緣.” 為了盡可能精準(zhǔn)地將位置從卷筒中心傳遞到夾持器，邊緣定位就顯得非常重要。而且該相機(jī)專為應(yīng)對(duì)惡劣的環(huán)境條件而設(shè)計(jì)。它配有螺絲旋緊式GPIO連接器用于觸發(fā)信號(hào)和閃光信號(hào)，并具有防污、防塵、防水濺的IP65/67防護(hù)等級(jí)。

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軟件

3D相機(jī)提供的SDK可將相機(jī)與機(jī)器人手臂進(jìn)行手眼標(biāo)定，從而可以使用機(jī)器人姿態(tài)輕松實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)平移或位移。除此之外，通過使用內(nèi)置相機(jī)設(shè)置，在每一次信息傳遞，即每一次圖像觸發(fā)時(shí)，都會(huì)記錄當(dāng)前情況至“FileCam”中。這樣便于以后在使用邊緣設(shè)備的情況下可輕松地調(diào)整，正如在本應(yīng)用中，即使出現(xiàn)特殊情況也能應(yīng)對(duì)，例如：意料之外的光線條件，圖像中的障礙物或是圖像中梭芯的隨機(jī)定位。Ensenso SDK還允許內(nèi)置相機(jī)存儲(chǔ)并歸檔日志文件以便于評(píng)估。ONTEC還使用這些“FileCams”自動(dòng)檢查測(cè)試案例，確保在對(duì)視覺軟件做出調(diào)整時(shí)所有功能都能夠正確運(yùn)行。此外，基于ONTEC特別開發(fā)的控制系統(tǒng)，多部導(dǎo)引車能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行，且將物流瓶頸降到最低。不同的機(jī)器人助手能夠在限定空間內(nèi)同時(shí)導(dǎo)航運(yùn)作。通過使用工業(yè)接口工具ONTEC SPSComm，即使是標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人也能安全地集成到整體應(yīng)用中，而且可以在不同系統(tǒng)中交換數(shù)據(jù)。

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應(yīng)用前景

在自動(dòng)駕駛車輛的導(dǎo)航等技術(shù)方面，ONTEC計(jì)劃對(duì)該系統(tǒng)作出進(jìn)一步的開發(fā)。“在AVG的導(dǎo)航功能中引入虹科3D相機(jī)是一件十分有趣的事情。目前我們正評(píng)估新虹科 Ensenso S相機(jī)系列的使用，以便讓導(dǎo)引車能夠更靈活地應(yīng)對(duì)障礙物，例如：對(duì)障礙物進(jìn)行分類甚至繞過障礙物，”O(jiān)NTC軟件開發(fā)者Tim B?ckel在談到下一步開發(fā)計(jì)劃時(shí)說道。ONTEC的接口配置已經(jīng)能讓系統(tǒng)集成到更廣泛的工業(yè)4.0應(yīng)用中，而自主移動(dòng)機(jī)器人解決方案的模塊化結(jié)構(gòu)在適應(yīng)各類任務(wù)方面還存在提升空間。由此，它不僅提高了生產(chǎn)和物流的效率和靈活性，也確實(shí)在許多方面減輕了員工的工作負(fù)擔(dān)。

可靠、高速、精確的3D相機(jī)——Ensenso N45

滿分辨率下30幀/秒實(shí)時(shí)傳輸3D數(shù)據(jù)

IP65/67

通過集成的圖案投影儀輕松捕捉無紋理表面的物體

工作距離可達(dá)3000mm，具體取決于相機(jī)型號(hào)

集成的FlexView技術(shù)可提高點(diǎn)云的精度，并且在復(fù)雜的表面上也能確保3D數(shù)據(jù)的穩(wěn)健性

輸出單個(gè)3D點(diǎn)云，其中包含來自多相機(jī)模式下使用的所有相機(jī)的數(shù)據(jù)

從多個(gè)視角實(shí)時(shí)合成3D點(diǎn)云

基于“投影紋理立體視覺”原理捕捉無紋理表面

便攜應(yīng)用場(chǎng)景或協(xié)作機(jī)器人的理想之選

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關(guān)于客戶

ONTEC Automation GmbH是一家為工業(yè)生產(chǎn)提供集成和創(chuàng)新的自動(dòng)化系統(tǒng)、設(shè)備和特殊機(jī)器的系統(tǒng)供應(yīng)商。其業(yè)務(wù)部門包括技術(shù)方案部、自動(dòng)化方案部、智能機(jī)器人方案部和配電盤方案部。公司擁有25年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)在整個(gè)價(jià)值鏈中為提供的創(chuàng)新解決方案，包括機(jī)器人、工業(yè)圖像處理、軟件開發(fā)、電氣工程和機(jī)械領(lǐng)域。