鄒旦

摘要：由于現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)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(gè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，更新?lián)Q代迅速，機(jī)器人也是其中一項(xiàng)。機(jī)器人從之前傳統(tǒng)的方向以及想各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行拓展，本文主要論述的是其中的視覺機(jī)器人。那么將雙視覺機(jī)器人使用到工業(yè)當(dāng)中，它們是怎樣進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行？如何開展工作的呢？本文主要對(duì)這一問題展開了分析探究，首先是對(duì)視覺體系進(jìn)行了論述，然后再對(duì)它在進(jìn)行協(xié)調(diào)工作期間的任務(wù)描述、策略探究。

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

機(jī)器人在進(jìn)行發(fā)展期間的智能化程度，對(duì)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(jī)器人只可以在嚴(yán)格進(jìn)行定義之下的構(gòu)造化的環(huán)境內(nèi)，將預(yù)先指定的動(dòng)作或者是指令進(jìn)行嚴(yán)格的執(zhí)行，不具備對(duì)外界的環(huán)境進(jìn)行感知以及應(yīng)變方面的能力，在很大程度上制約了機(jī)器人的使用。借助于機(jī)器人的視覺把控，不用提前對(duì)工業(yè)當(dāng)中的機(jī)器人，在其運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)施示教，甚至是離線編程，能夠節(jié)省編程工作的時(shí)間，提升生產(chǎn)效率以及加工質(zhì)量。

一、機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)

（一）構(gòu)成

（1）攝像機(jī)體系：它是單一的攝像機(jī)還有計(jì)算機(jī)（涵蓋了圖像采集卡）構(gòu)成，對(duì)于視覺圖像進(jìn)行的收集以及機(jī)器在視覺方面的計(jì)算方式。針對(duì)現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水準(zhǔn)而言，數(shù)字相機(jī)是一項(xiàng)相對(duì)而言對(duì)較為合適的選擇，它當(dāng)中的維視圖像的MVEM/E這個(gè)體系提供給工業(yè)使用的相機(jī)，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(duì)優(yōu)質(zhì)。[1]

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

（二）工作原理

第一，利用CCD攝像機(jī)（其中涵蓋鏡頭等進(jìn)行圖像采集的裝置）把收集到的視頻信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)當(dāng)中，在經(jīng)過專業(yè)的軟件對(duì)這部分信號(hào)實(shí)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(jìn)行離線學(xué)習(xí)，在此圖像之中建立起一個(gè)坐標(biāo)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(jī)會(huì)持續(xù)不斷的進(jìn)行圖像收集，將被跟蹤物體的特征進(jìn)行提取，隨后開展參數(shù)的識(shí)別以及計(jì)算，再經(jīng)過反向的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行計(jì)算求解，可以獲得機(jī)器人所有關(guān)節(jié)部位的既定數(shù)值，最后一個(gè)步驟是把控精密度極高的終端進(jìn)行執(zhí)行的部門，將機(jī)器人所處的位置進(jìn)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(jìn)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(shí)別結(jié)合，實(shí)時(shí)參數(shù)的識(shí)別以及計(jì)算，可以快速精準(zhǔn)地辨識(shí)出物體特征的邊界與中心，機(jī)器人把控體系經(jīng)過反向的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行計(jì)算求解，獲取了機(jī)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(jìn)行執(zhí)行的部門，將機(jī)器人所處的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，用此方式將這部分偏差剔除。[2]

二、雙工業(yè)當(dāng)中的機(jī)器人在進(jìn)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(gè)在工業(yè)當(dāng)中使用的機(jī)器人在進(jìn)行協(xié)調(diào)工作期間，會(huì)發(fā)生如下的兩種狀況：首先，在兩個(gè)工業(yè)當(dāng)中使用的機(jī)器人工具坐標(biāo)系的初始位置（Tool Center Point，TCP）之間，不進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的狀態(tài)下從事工作；其次，兩個(gè)在工業(yè)當(dāng)中使用的機(jī)器人可以經(jīng)過合作，共同將TCP之間存在的相對(duì)進(jìn)行移動(dòng)、能夠進(jìn)行描述的移動(dòng)的協(xié)調(diào)工作完成好。

（一）任務(wù)描述

如果雙工業(yè)當(dāng)中的機(jī)器人在進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的對(duì)象，其特征已被獲知，具備準(zhǔn)確的位姿。雙工業(yè)當(dāng)中的機(jī)器人在進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的任務(wù)的含義為：在進(jìn)行工作期間，經(jīng)過某些制約的基礎(chǔ)要求，在兩個(gè)不同的機(jī)器人之間建立起一個(gè)相對(duì)進(jìn)行運(yùn)行的軌道聯(lián)系，獲知每個(gè)機(jī)器人的位姿，隨后再將此位姿反饋給每個(gè)機(jī)器人，再經(jīng)過對(duì)機(jī)器人進(jìn)行把控的機(jī)器獲取這部分信息。按照這個(gè)信號(hào)對(duì)于這兩個(gè)機(jī)器人的運(yùn)行軌道實(shí)施調(diào)節(jié)，達(dá)成對(duì)于雙工業(yè)當(dāng)中的機(jī)器人在進(jìn)行工作期間的協(xié)調(diào)。

（二）策略探究

因?yàn)镕S03N這個(gè)型號(hào)的在工業(yè)當(dāng)中進(jìn)行使用的機(jī)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(jī)器人的關(guān)節(jié)部位進(jìn)行反饋的前提條件下，對(duì)于兩個(gè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行把控。使用的策略是對(duì)于主要的機(jī)器人（master robot），還有次要的機(jī)器人（slave robot）進(jìn)行把控，其實(shí)際內(nèi)涵就是將兩個(gè)機(jī)器人依照主要還有次要的方式進(jìn)行區(qū)分。[4]其第一步要做的是建立一個(gè)體系——C空間，然后再按照被跟蹤物體進(jìn)行移動(dòng)的軌跡，對(duì)于主要的機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)的軌跡實(shí)施確定之后，用兩個(gè)機(jī)器人之間存在的在安裝期間的聯(lián)系，同兩個(gè)機(jī)器人TCB之間進(jìn)行的從相對(duì)的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的軌跡，將次要的機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)的軌跡確定出來。

三、結(jié)語

在工業(yè)領(lǐng)域使用兩個(gè)視覺方面的機(jī)器人，同時(shí)要讓其進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行，這是一項(xiàng)科技發(fā)展所帶來的創(chuàng)新應(yīng)用，因此，科技的發(fā)展對(duì)于它的使用發(fā)揮著極為重要的推動(dòng)作用。而這項(xiàng)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(dòng)作用，讓其可以進(jìn)行更深一步的開創(chuàng)以及實(shí)驗(yàn)，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(duì)于此項(xiàng)科技在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的不斷進(jìn)行優(yōu)化處理，必將引發(fā)全新的工業(yè)改革。

參考文獻(xiàn)：

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