摘 ?要：隨著時間的推移，我國的社會經(jīng)濟得到了空前的發(fā)展，在這種發(fā)展趨勢之下，我國的科學技術的發(fā)展也是十分迅猛的，其中代表性非常強的就是機器人的相關技術。根據(jù)一定的調(diào)查能夠發(fā)現(xiàn)，在機器人的視覺技術方面，人民群眾是最為重視的，因為這項技術可以在機器人當中進行應用，并且能夠賦予機器人非常多的額外功能，這些額外的功能在實際的社會工作當中進行運用之后都取得了一定的成效。所以，在本文中就將針對基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀技術進行探究，并且在文章當中提出一定的具有建設性的意見或者對策。

關鍵詞：機器視覺;工業(yè)機器人;分揀技術;人機交互

中圖分類號：TP242.2;TP391.41 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0143-03

Abstract：With the passage of time，China’s social and economic development has been unprecedented. Under this development trend，China’s scientific and technological development is also very rapid，among which the most representative is the related technology of robots. According to a certain survey，the people attach the most importance to the visual technology of robots，because this technology can be applied in robots. And it can give robots a lot of additional functions，these additional functions have achieved some results in the actual social work. In this paper，the industrial robot sorting technology based on machine vision will be explored，and some constructive suggestions or countermeasures will be put forward in the article.

Keywords：machine vision;industrial robots;sorting technology;human-computer interaction

0 ?引 ?言

就目前來說，世界各國的科學技術的發(fā)展已經(jīng)遇到了比較大的瓶頸，而機器人技術的蓬勃發(fā)展，是能夠在一定的程度上摒棄發(fā)展瓶頸的限制的，因此，現(xiàn)階段世界各國都非常重視機器人事業(yè)的發(fā)展。雖然世界各國對于智能工業(yè)機器人的技術研究已經(jīng)過去了非常長的一段時間，但是，在研究的過程當中，還存在一些未能解決的難點問題，例如比較常見的工作環(huán)境復雜程度比較高以及技術保密性問題等等。所以，在接下來的文章當中，就將基于機器視覺的角度，對工業(yè)機器人分揀技術進行一系列的探究。

1 ?基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)概述

由于不同的智能工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)的構(gòu)成是不盡相同的，所以在本文當中將以代表性比較強的RH6通用工業(yè)機器人[1]作為模型，并且還會對其內(nèi)部的分揀系統(tǒng)的組成進行研究和分析。

1.1 ?系統(tǒng)組成

按照工作單元進行分析，RH6通用型工業(yè)機器人中具有三部分的工作單元，而且其負責的工作內(nèi)容其實是不盡相同的，首先是工作平臺，其次就是攝像平臺和視覺分揀單元，最后就是RC控制單元和機械手抓單元。

1.2 ?不同組成所負責的工作內(nèi)容

在工作平臺這一劃分單元當中，主要具有兩部分的工作內(nèi)容，且這兩部分工作內(nèi)容是在不同的區(qū)域中完成的，分別是工件放置平臺以及工件分揀放置槽位。一般情況之下，工件放置平臺整體上是黑色的，這種比較明顯的顏色有利于區(qū)分金屬工件，相關的工作人員可以在完成工件的分揀操作之后，將其分類并將其放置到工件放置槽當中。

在攝像機平臺這一劃分單元當中，其組成部分主要包含三個部分，首先是攝像機，其次是攝像機的支架，最后就是光源。其中攝像機部分存在的意義就是獲得試驗臺之上的工件的視頻圖像，而且具有穩(wěn)定的光源之后，圖像的獲取和利用過程都是比較順利且穩(wěn)定的。在攝像機平臺當中，攝像機支架所能起到的作用是非常重要的，因為在實際的工作過程中，一些振動的情況是不能避免的，而是支架進行固定之后，整體平臺的結(jié)構(gòu)就會相對變得穩(wěn)定，且攝像機支架部分還可以進行高度調(diào)節(jié)[2]。

視覺分揀單元，從組成部分進行考慮是比較簡單的，分別是PC機和視覺軟件部分。從發(fā)揮出來的功能角度進行考慮的話，如果在實際的工作過程中能夠?qū)⒁曈X系統(tǒng)進行充分的應用，在一定的程度上就能夠完成攝像機視頻的排序，所以，要有效地了解目標的種類，并且還要將工件質(zhì)心的位置和擺放方向做好預設，這樣能夠使得工業(yè)機器人的工作能夠有條不紊地進行下去。另外，圖像坐標系、物體坐標系這兩項數(shù)據(jù)其實是具有緊密的聯(lián)系的，二者互相聯(lián)系著進行計算，往往能夠快速地得出結(jié)論數(shù)據(jù)。

RC控制單元的構(gòu)成主要包含三部分的，分別是示教盒、控制柜以及RC控制器。在這一操作單元當中，每一項構(gòu)成部分所能夠發(fā)揮出來的作用都是十分巨大的。其中的示教盒，在工作的過程當中，能夠針對機器人的初步設置進行各項參數(shù)的設定，并且在控制作用當中，示教盒也能夠發(fā)揮出一定的作用。RC控制單元的控制柜與計算機的聯(lián)系是非常密切的，在機器人正常的運行過程當中，這一部分能夠接受計算機的相關數(shù)據(jù)。最后就是RC控制器了，這一部分主要起到的作用就是對機器人的有效控制，使得智能工業(yè)機器人能夠按照指令做出指定的動作，這對于機器人的正常使用是非常重要的[3]。

機械手抓的組成部分相對比較簡單，主要包含兩部分，分別是機械臂以及最重要的抓手部分。二者在實際的使用過程當中是互相配合著進行工作，機械臂能夠按照給與的信息指示完成相應的移動動作，而抓手部分在實際的使用過程中能夠完成分揀抓取的動作，二者之間密切配合，能夠高效地進行工作。

2 ?基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)的相關要求

2.1 ?形狀方面

眾所周知，在實際的工業(yè)機器人的工作過程當中，其面對的諸多工件其實都是幾何形狀，所以，工業(yè)機器人的分揀系統(tǒng)要求能夠適應幾何形狀的工件，這樣才能提升整體的工作效率。

2.2 ?抓取工件方面

為了提升智能工業(yè)機器人的工作效率，相關的工作人員可以為其提供一定的便利。在實際的工作過程當中，有可能會發(fā)生一定的機械臂碰撞現(xiàn)象，所以，相關的工作人員在工件放置工作當中，要盡量將其分散地進行放置，這樣能夠有效地減少機械臂碰撞的現(xiàn)象，在一定的程度上來說，分散放置能夠提升機械臂的使用壽命。

3 ?實際的分揀實現(xiàn)過程概述

在這一研究過程當中，可以對攝像機平臺的工作進行一定的利用，也就是說，可以利用提取到的圖像序列來將分揀過程的實現(xiàn)完整地敘述出來，當然在這一過程中，要對提取到的圖像進行特征的分析。

3.1 ?圖像預處理

進行圖像的預處理有利于分析整個分揀過程，雖然這一操作過程可能會干擾圖像的形成，但這一操作還是具有非常重要的作用的。

3.2 ?完成目標提取

在這一過程當中，Canny算子的應用是非常重要的，在對其進行一定的應用之后，得到的圖像變化就會形成諸多參數(shù)數(shù)值，這對于后續(xù)的研究工作是具有非常大的積極意義的。

3.3 ?單一目標的分析

在前文已經(jīng)進行了一定的提及，基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)所面臨的工件大多都是幾何形狀，但是如果只將角點的檢測工作作為重要的依據(jù)的話，這項工作其實是十分不全面的，因為無法測出球體這樣一個幾何工件。為了應對這一問題，需要對Hough圓檢測進行充分的利用，這樣，在實際的工作當中，智能工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)所面臨的幾何工件的抓取分揀工作的效率就會比較高，而且工作起來就是比較全面的了。所以，在分揀過程實現(xiàn)的過程當中，要重視對單一工件類型的分析[4]。

3.4 ?依據(jù)不同的類型進行抓取工作

在進行實際的抓取工作之前，相關的工作人員要進行不同程度的試驗抓取工作，在這一工作過程中，需要針對不同的單一工件進行抓取工作，將其主要的特征進行了解和掌握，其中數(shù)據(jù)值包括中心以及長短軸等等。并且，在后續(xù)的工作過程當中，需要經(jīng)過CAN總線將特征信息發(fā)送至RC控制單元，這樣就能夠控制工業(yè)機器人進行后續(xù)的分揀抓取工作，這一項實現(xiàn)過程還是比較重要的。

4  攝像機標定

4.1 ?攝像機進行標定的目的

在智能工業(yè)機器人當中，攝像機的標定工作是具有非常重要的作用的，其最為主要的作用其實就是能夠促進空間坐標系進行轉(zhuǎn)變，在進行轉(zhuǎn)變過程之后就成為了比較簡單的圖像坐標系了。

在這一過程當中，相關的工作人員需要在不同的方向放置不同標定板，標定點的選取也要在標定板上選取，然后在后續(xù)的工作過程當中，需要對其像素進行非常重要的采取工作，當然，與之相對應的世界坐標的獲取工作同樣是十分重要的，這樣就能夠得到相關的空間坐標系了。在后續(xù)的工作過程當中，工作人員要充分地利用應用變換的關系，這樣就能夠得到圖像坐標系了，二者之間的關系也能夠進行確定。

4.2 ?標定人機交互界面實現(xiàn)的功能

4.2.1 ?針對輸入圖像方面

在針對輸入圖像方面，要進行一定的判斷過程，其主要的目的就是判斷其是否滿足期盼模式。在標定的準確性方面，攝像機所拍攝出來的模板圖像具有非常重要的作用，甚至會起到一定的決定作用，例如，如果提供的模板圖像不是非常準確的話，標定工作是絕對不會成功的，也就是說，其代表性的功能也無從實現(xiàn)，所以說，在標定工作當中，要確保提供的模板圖像是準確無誤的。

4.2.2 ?攝像機內(nèi)/外部參數(shù)

在此之中，內(nèi)/外部參數(shù)其實就是攝像機的固有參數(shù)，各種數(shù)值提取工作都是比較容易的，而攝像機的內(nèi)/外部參數(shù)，其實就是工作環(huán)境的相關參數(shù)，因此，內(nèi)/外部參數(shù)的數(shù)值提取工作是比較難以進行的。

4.2.3 ?系統(tǒng)誤差

所謂系統(tǒng)上的誤差，其實就是指，在觀察系統(tǒng)誤差的過程當中，能夠顯示出標定的系統(tǒng)誤差。

4.3 ?系統(tǒng)的工作流程

（1）相關的工作人員將需要的參數(shù)值輸入到其中，這里涉及的數(shù)據(jù)值是非常多的，相關工作人員要細心工作，這樣才不會忽略掉其中的諸多數(shù)據(jù)內(nèi)容，這些數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包含行和列的角點位置數(shù)據(jù)，以及每一個方塊的長度和及寬度數(shù)值。

（2）將已經(jīng)拍攝好的不同方向的標定板進行確定，并將其輸入到視覺圖像處理軟件當中以便工業(yè)機器人能夠完成后續(xù)的工作過程。

機器人的分揀系統(tǒng)的自動性是非常強的，如果相關的標準不是非常符合的時候，需要在第一時間通知用戶，以免造成比較重要的經(jīng)濟損失，在某種程度上來說，這也是保護機器人的一種方式。

5 ?結(jié) ?論

綜上所述，就是目前為止的基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀技術的相關研究和分析，從本文敘述的內(nèi)容當中不難得知，我國基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀技術已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是在一些細節(jié)之處仍舊需要完善。為此，就需要相關的工作人員具備比較高的工作素養(yǎng)，在后續(xù)的工作過程當中，能夠?qū)@項技術不斷進行優(yōu)化和完善，使其能夠符合時代的發(fā)展節(jié)奏，且能夠發(fā)揮出其真正的作用，以促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 肖成軍.基于機器視覺與工業(yè)機器人的分揀技術研究 [J].內(nèi)燃機與配件，2018（20）：214-215.

[2] 耿立明，王迪，楊威.機器視覺在工業(yè)機器人智能分揀識別中的研究 [J].電子制作，2018（20）：32-33.

[3] 王迎暉.基于機器視覺的物料分揀工業(yè)機器人技術研究 [J].儀器儀表標準化與計量，2018（5）：28-30.

[4] 李婷婷.基于機器視覺的工業(yè)機器人分揀技術研究 [J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2017（12）：171+173.

作者簡介：劉涵茜（1982.03-），女，漢族，江蘇蘇州人，講師，碩士研究生，研究方向：機電一體化、工業(yè)機器人。