工業(yè)機(jī)器人視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)研究
自動(dòng)分揀機(jī)器人基于視覺的工業(yè)機(jī)器人定位抓取技能正在當(dāng)代化工業(yè)歷程中起到極其重要的作用，本文正在定位抓取的基礎(chǔ)上研討了云端激光打標(biāo)體系中取計(jì)算機(jī)視覺相干的機(jī)器人檢驗(yàn)體系內(nèi)容，將國產(chǎn)某型號(hào)六自由度工業(yè)機(jī)器人取視覺引誘技能相結(jié)合應(yīng)用于方針正反面辨別。該體系經(jīng)實(shí)驗(yàn)考證，可以辨認(rèn)帶玄色符號(hào)的方針工件并定位抓取，完成了辨別工件正反面的劃定使命，具有工場(chǎng)出產(chǎn)的實(shí)際意義。
就今朝來講，中國外針對(duì)視覺抓取體系的研討標(biāo)的目的主要有1）手眼標(biāo)定辦法2）特征提取算法3）取深度進(jìn)修相連系的視覺抓取辦法。手眼標(biāo)定技能今朝成長(zhǎng)比力成熟，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的危害，好比初期Tsai-Lenz、Navy等手眼標(biāo)定算法。YingWang等設(shè)計(jì)的清障機(jī)器人經(jīng)由過程單雙目連系構(gòu)成夾雜視覺體系對(duì)目的物舉行特征提取。正在數(shù)據(jù)引誘的辦法下，SergryLevine將深度進(jìn)修技能應(yīng)用到機(jī)器人辨別使命中，使用相機(jī)拍攝到的圖象練習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來猜測(cè)機(jī)器手正在空間的活動(dòng)，該辦法可以有用而且實(shí)時(shí)操縱機(jī)器人，樂成操縱新的抓取目的，最終經(jīng)由過程持續(xù)伺服改正毛病。而中國視覺抓取體系的研討傾向于多少引誘的辦法，王朋強(qiáng)將雙目視覺體系和機(jī)器臂連系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目的的辨認(rèn)定位和抓取。正在國度的支持下，中國還已經(jīng)有很多家公司和科研單位正在機(jī)器視覺范疇取得了一系列結(jié)果，漸漸的將機(jī)器視覺技能引入到對(duì)機(jī)器人的操縱傍邊。
1機(jī)器人視覺檢驗(yàn)體系
機(jī)器人視覺檢驗(yàn)體系正在計(jì)算機(jī)端對(duì)智能相機(jī)收集到的事情地區(qū)的圖象開展預(yù)處置，快速地辨認(rèn)并定位圖象中的目的工件，依據(jù)相機(jī)標(biāo)定參數(shù)，連系目的工件的像素坐標(biāo)計(jì)算出六自由度工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)，并將坐標(biāo)信息發(fā)送給機(jī)器人控制器，機(jī)器人執(zhí)行命令法式實(shí)現(xiàn)抓取行動(dòng)。體系檢驗(yàn)使命應(yīng)用視覺軟件來完成，根據(jù)計(jì)算機(jī)處置，只挑選不和朝上工件作為目的工件。
2相機(jī)標(biāo)定
相機(jī)標(biāo)定是一種行使所拍攝到事情地區(qū)的二維圖象信息來創(chuàng)設(shè)其取目標(biāo)工件三維空間位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)干系的手藝，是辨認(rèn)并定位目標(biāo)物的根本也是最主要的事情之一?；谝曈X的工業(yè)機(jī)器人檢驗(yàn)體系利用的是單目相機(jī)，標(biāo)定的目標(biāo)是尋覓相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。一般來說，相機(jī)的標(biāo)定能夠分為兩種體式格局：自標(biāo)定和依賴于參照物標(biāo)定。相機(jī)自標(biāo)定是根據(jù)拍攝四周物體，根據(jù)數(shù)字圖象處置相干體式格局和多少較量爭(zhēng)論來調(diào)治相機(jī)參數(shù)，標(biāo)定后果常常偏差較大，不適適用于高精度的使用場(chǎng)所。依托參照物的相機(jī)標(biāo)定相比自標(biāo)定體式格局精度更高，根據(jù)相機(jī)成像，根據(jù)數(shù)字圖象處置體式格局，空間較量爭(zhēng)論相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。本文接納依賴于參照物的體式格局開展相機(jī)標(biāo)定。
圖1標(biāo)定九宮格模板圖
圖2相機(jī)標(biāo)定后果圖3目的定位檢驗(yàn)
方針檢驗(yàn)定位是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)主動(dòng)抓取的底子，現(xiàn)在存在兩種方針檢驗(yàn)的算法：基于模板婚配和基于特點(diǎn)婚配。思索本文所研討的機(jī)器人抓取體系的運(yùn)用場(chǎng)景，方針為同一鋁制名片盒，故本文采取基于模板婚配的方針檢驗(yàn)定位要領(lǐng)，較量爭(zhēng)論獲得方針工件的中心點(diǎn)坐標(biāo)及其姿勢(shì)。
4方針工件中心點(diǎn)坐標(biāo)
基于模板婚配的方針檢驗(yàn)定位方式主如果將一個(gè)包羅方針外形的圖象取相機(jī)收集圖象開展婚配，個(gè)中獲得方針工件中心點(diǎn)位置坐標(biāo)的步調(diào)如下：
設(shè)置進(jìn)修地區(qū)。正在圖象中設(shè)置進(jìn)修的感興趣地區(qū)，包孕地區(qū)的巨細(xì)和位置信息，使該地區(qū)盡量貼近盤繞方針工件模子即手刺盒子的邊沿，挑選該地區(qū)作為模板地區(qū)。
設(shè)置搜索參數(shù)。針對(duì)名片盒正在目的區(qū)域內(nèi)的擺放位置是肆意姿勢(shì)的情形，需求設(shè)置搜索限定角度參數(shù)，該角度參數(shù)是搜索過程中容許扭轉(zhuǎn)的最大限度。
快遞分揀機(jī)器人什么牌子好設(shè)置模子位置參考點(diǎn)。名片盒模子中央點(diǎn)是機(jī)械手臂要抓取的位置點(diǎn)，進(jìn)修地區(qū)貼近名片盒邊沿，故可將進(jìn)修地區(qū)的中央位置點(diǎn)作為模子位置的中央點(diǎn)。
5進(jìn)修掩膜辨別工件正反面
本文的研討目的是行使符號(hào)辨別待激光打印名片盒的正反面，如圖7所示將名片盒反面干玄色符號(hào)，以此辨別工件的正反面，機(jī)器人抓取事情區(qū)域內(nèi)的帶玄色符號(hào)名片盒，正在激光打標(biāo)區(qū)設(shè)定位置翻轉(zhuǎn)手臂，使名片盒正面朝上后完成激光打標(biāo)使命。
分揀機(jī)器人選型過程案例6機(jī)器人抓取活動(dòng)
本研討所用的六自由度工業(yè)機(jī)器人開辟形式接納WinCE嵌入式體系尺度開辟形式：正在宿主測(cè)算機(jī)上開展步伐開辟，經(jīng)過以太網(wǎng)將可施行步伐下載到GUC一體化嵌入式活動(dòng)控制器中利用，步伐中包羅IO指令、控制指令、挪動(dòng)指令、演算指令等。
常用的指令如：
JUMP跳轉(zhuǎn)指令；
CALL挪用子程序指令；
IFELSEWHILEPAUSE推斷停息語句。示教器根據(jù)編程，利用這一些指令來掌握
機(jī)器人的活動(dòng)進(jìn)而完成希冀的系列舉措
7實(shí)驗(yàn)剖析
本研討的工業(yè)機(jī)器人視覺檢驗(yàn)體系運(yùn)用國產(chǎn)某型號(hào)六自由度工業(yè)機(jī)器人、某型號(hào)工業(yè)智能相機(jī)和激光打標(biāo)機(jī)，經(jīng)過以太網(wǎng)舉行數(shù)據(jù)通訊，經(jīng)過智能相機(jī)的配套軟件圖形化開辟平臺(tái)舉行圖片處置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的檢驗(yàn)抓取行動(dòng)。為了考證本文所研討的運(yùn)用帶掩膜進(jìn)修模板舉行帶玄色標(biāo)志的工件辨別體系的預(yù)期效果及可行性，做出以下實(shí)驗(yàn)。本體系可正確的完成圖象收集、顯現(xiàn)、相機(jī)標(biāo)定、模板收集、目的定位、機(jī)器人節(jié)制的模塊功用。
8總結(jié)
工業(yè)機(jī)械人視覺檢驗(yàn)體系的研討目標(biāo)在于有針對(duì)性的提拔工場(chǎng)出產(chǎn)效力。當(dāng)工場(chǎng)收到云端新定單使命，MES體系開展打算排產(chǎn)。本文基于一套云端激光打標(biāo)體系開展研討，融合計(jì)算機(jī)視覺手藝知識(shí)，行使帶掩膜進(jìn)修模板開展目標(biāo)婚配的要領(lǐng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)法則的目標(biāo)工件正反面辨別，到達(dá)預(yù)期檢驗(yàn)結(jié)果。本文所研討的機(jī)械人檢驗(yàn)體系能夠應(yīng)用在預(yù)期的出產(chǎn)環(huán)境中，挑選精確的工件，進(jìn)步加工產(chǎn)物的效力和質(zhì)量?？偟膩碚f，基于視覺的工業(yè)機(jī)械人檢驗(yàn)體系是機(jī)械視覺手藝和機(jī)械人操縱手藝的融合，是工業(yè)行業(yè)出產(chǎn)過程由自動(dòng)化向數(shù)字化、智能化成長(zhǎng)的終南捷徑。
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