基于機器視覺的雙工業(yè)機器人協(xié)調(diào)作業(yè)分析

鄒旦

摘要：由于現(xiàn)代社會當中的科技水平迅捷的發(fā)展速度，帶領(lǐng)著與科技相關(guān)的各個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，更新?lián)Q代迅速，機器人也是其中一項。機器人從之前傳統(tǒng)的方向以及想各個領(lǐng)域進行拓展，本文主要論述的是其中的視覺機器人。那么將雙視覺機器人使用到工業(yè)當中，它們是怎樣進行協(xié)調(diào)運行？如何開展工作的呢？本文主要對這一問題展開了分析探究，首先是對視覺體系進行了論述，然后再對它在進行協(xié)調(diào)工作期間的任務(wù)描述、策略探究。

關(guān)鍵詞：機器視覺；雙工業(yè)；機器人；協(xié)調(diào)作業(yè)；分析

機器人在進行發(fā)展期間的智能化程度，對于工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生著巨大的影響，傳統(tǒng)意義上的機器人只可以在嚴格進行定義之下的構(gòu)造化的環(huán)境內(nèi)，將預(yù)先指定的動作或者是指令進行嚴格的執(zhí)行，不具備對外界的環(huán)境進行感知以及應(yīng)變方面的能力，在很大程度上制約了機器人的使用。借助于機器人的視覺把控，不用提前對工業(yè)當中的機器人，在其運動軌跡實施示教，甚至是離線編程，能夠節(jié)省編程工作的時間，提升生產(chǎn)效率以及加工質(zhì)量。

一、機器人視覺定位系統(tǒng)

（一）構(gòu)成

（1）攝像機體系：它是單一的攝像機還有計算機（涵蓋了圖像采集卡）構(gòu)成，對于視覺圖像進行的收集以及機器在視覺方面的計算方式。針對現(xiàn)在這個領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水準而言，數(shù)字相機是一項相對而言對較為合適的選擇，它當中的維視圖像的MVEM/E這個體系提供給工業(yè)使用的相機，供給了大量接口的研發(fā)包的函數(shù)，其中的分辨率以及幀率等方面覆蓋面積巨大，使用期間，它的通用性以及穩(wěn)定性相對優(yōu)質(zhì)。[1]

（2）把控體系：它是計算機還有把控箱構(gòu)成的，其目的是把控機器人終端的實際所在區(qū)域。通過CCD攝像機對于機器人進行的工作區(qū)域?qū)嵤┡臄z工作，計算機經(jīng)過對于圖像采取的識別方式，將跟蹤獲取的特征提取出來，實時參數(shù)的識別以及計算工作，經(jīng)過反向的運動學(xué)進行計算求解，可以獲得機器人所有關(guān)節(jié)部位存在偏差的數(shù)值，最后一個步驟是把控精密度極高的終端進行執(zhí)行的部門，將機器人所處的位置進行調(diào)節(jié)。

（二）工作原理

第一，利用CCD攝像機（其中涵蓋鏡頭等進行圖像采集的裝置）把收集到的視頻信號傳輸至計算機當中，在經(jīng)過專業(yè)的軟件對這部分信號實施快速的處理。其具體流程如下：選擇被跟蹤物體的某一部分圖像，此環(huán)節(jié)的工作等同于進行離線學(xué)習(xí)，在此圖像之中建立起一個坐標系，還有訓(xùn)練體系自主的查找被跟蹤物體。學(xué)習(xí)完成以后，相機會持續(xù)不斷的進行圖像收集，將被跟蹤物體的特征進行提取，隨后開展參數(shù)的識別以及計算，再經(jīng)過反向的運動學(xué)進行計算求解，可以獲得機器人所有關(guān)節(jié)部位的既定數(shù)值，最后一個步驟是把控精密度極高的終端進行執(zhí)行的部門，將機器人所處的位置進行調(diào)節(jié)。視覺定位體系的軟件在工作期間的具體流程如下圖所示。

視覺定位體系軟件在工作期間的流程圖

（三）在區(qū)域位置進行匹配的前提條件下開展工作

視覺定位體系將基于區(qū)域的匹配和形狀特征識別結(jié)合，實時參數(shù)的識別以及計算，可以快速精準地辨識出物體特征的邊界與中心，機器人把控體系經(jīng)過反向的運動學(xué)進行計算求解，獲取了機器人所有關(guān)節(jié)部分存在的轉(zhuǎn)角偏差數(shù)值，最后把控精密度極高的終端進行執(zhí)行的部門，將機器人所處的位置進行調(diào)節(jié)，用此方式將這部分偏差剔除。[2]

二、雙工業(yè)當中的機器人在進行協(xié)調(diào)工作期間的任務(wù)描述、策略探究

普遍來講的話，兩個在工業(yè)當中使用的機器人在進行協(xié)調(diào)工作期間，會發(fā)生如下的兩種狀況：首先，在兩個工業(yè)當中使用的機器人工具坐標系的初始位置（Tool Center Point，TCP）之間，不進行相對移動的狀態(tài)下從事工作；其次，兩個在工業(yè)當中使用的機器人可以經(jīng)過合作，共同將TCP之間存在的相對進行移動、能夠進行描述的移動的協(xié)調(diào)工作完成好。

（一）任務(wù)描述

如果雙工業(yè)當中的機器人在進行協(xié)調(diào)工作的對象，其特征已被獲知，具備準確的位姿。雙工業(yè)當中的機器人在進行協(xié)調(diào)工作的任務(wù)的含義為：在進行工作期間，經(jīng)過某些制約的基礎(chǔ)要求，在兩個不同的機器人之間建立起一個相對進行運行的軌道聯(lián)系，獲知每個機器人的位姿，隨后再將此位姿反饋給每個機器人，再經(jīng)過對機器人進行把控的機器獲取這部分信息。按照這個信號對于這兩個機器人的運行軌道實施調(diào)節(jié)，達成對于雙工業(yè)當中的機器人在進行工作期間的協(xié)調(diào)。

（二）策略探究

因為FS03N這個型號的在工業(yè)當中進行使用的機器人體系配備了把控器這一設(shè)備，把控器的作用是可以在機器人的關(guān)節(jié)部位進行反饋的前提條件下，對于兩個機器人之間的協(xié)調(diào)工作進行把控。使用的策略是對于主要的機器人（master robot），還有次要的機器人（slave robot）進行把控，其實際內(nèi)涵就是將兩個機器人依照主要還有次要的方式進行區(qū)分。[4]其第一步要做的是建立一個體系——C空間，然后再按照被跟蹤物體進行移動的軌跡，對于主要的機器人進行移動的軌跡實施確定之后，用兩個機器人之間存在的在安裝期間的聯(lián)系，同兩個機器人TCB之間進行的從相對的方向進行運動的軌跡，將次要的機器人進行移動的軌跡確定出來。

三、結(jié)語

在工業(yè)領(lǐng)域使用兩個視覺方面的機器人，同時要讓其進行協(xié)調(diào)運行，這是一項科技發(fā)展所帶來的創(chuàng)新應(yīng)用，因此，科技的發(fā)展對于它的使用發(fā)揮著極為重要的推動作用。而這項技術(shù)的應(yīng)用，同樣也為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展起到了巨大的推動作用，讓其可以進行更深一步的開創(chuàng)以及實驗，為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了全新的科技支持。由此可得，對于此項科技在實際應(yīng)用當中的不斷進行優(yōu)化處理，必將引發(fā)全新的工業(yè)改革。

參考文獻：

[1]栗俊艷，米月琴，弓靖，等.一種基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)[J].電子科技，2016，29（1）：105107.