學(xué)習(xí)就必須依靠自身的器官,除腦以外,最重要的就是我們的眼睛了,(工業(yè))機(jī)器人也不例外,要完成正常的生產(chǎn)任務(wù),沒有一套完善的,先進(jìn)的視覺系統(tǒng)是很難完成指定工作的。本文以工業(yè)機(jī)器人手部視覺系統(tǒng)為例，詳細(xì)講解了視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理。

2.5D 視覺堆垛

視覺堆垛程序通過相機(jī)視野內(nèi)目標(biāo)比例的變化來估算目標(biāo)的高度并引導(dǎo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償目標(biāo)的偏移，不但包括X軸，Y軸和X-Y平面旋轉(zhuǎn)度R，也同時(shí)包括Z軸。

使用2.5D允許機(jī)器人只借助一個(gè)普通2D相機(jī)來拾取碼放堆集的目標(biāo)。

視覺堆垛程序_1 (從寄存器R提取Z軸偏移)

此功能通過視覺計(jì)算尋找目標(biāo)的2D位置和指定的寄存器數(shù)值，并引導(dǎo)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償目標(biāo)的偏移，不但包括X軸，Y軸和X-Y平面旋轉(zhuǎn)度R，也同時(shí)包括Z軸。

寄存器R被用作存儲(chǔ)已知的目標(biāo)Z軸高度，或者通過距離傳感器檢測(cè)出的Z軸高度信息。

視覺堆垛程序_2 (從堆垛層數(shù)提取Z軸偏移)

此功能通過視覺結(jié)合視覺檢測(cè)結(jié)果和根據(jù)目標(biāo)比例確定的目標(biāo)層數(shù)(目標(biāo)高度)計(jì)算目標(biāo)的位置。目標(biāo)層數(shù)依照參考比例和高度數(shù)據(jù)自動(dòng)確定，因而，即使在視覺檢測(cè)中存在細(xì)微的比例誤差，也可以通過一個(gè)離散的層數(shù)(目標(biāo)高度)來計(jì)算目標(biāo)的具體位置。

2DV 復(fù)數(shù)視野功能

2D復(fù)數(shù)視野程序提供通過若干固裝式照相機(jī)定位大型目標(biāo)的能力，對(duì)通過Robot-Mounted式照相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)同樣有效。

3DL 復(fù)數(shù)視野功能

3D復(fù)數(shù)視野程序提供通過若干固裝式3D照相機(jī)定位大型目標(biāo)的能力，對(duì)通過Robot-Mounted式照相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)同樣有效。

浮動(dòng)坐標(biāo)系功能(Floating Frame)

Robot-mounted 式照相機(jī)的標(biāo)定可以用于如下圖所示任意位置和方向下的iRVision程序。2D狀態(tài)下的移動(dòng)補(bǔ)償與照相機(jī)實(shí)際位置相關(guān)聯(lián)。照相機(jī)的標(biāo)定可以在任意位置下進(jìn)行。減少示教工作量。

3DL LED 光源控制

此功能支持在3DL視覺程序中，在捕獲2D圖象和激光照射圖象時(shí)，同步控制LED光源的ON/OFF。通過此功能，可以獲得適當(dāng)?shù)耐獠抗饩€環(huán)境，提升整個(gè)視覺系統(tǒng)的能力。

自動(dòng)曝光功能

根據(jù)周圍環(huán)境光線強(qiáng)度的變化，機(jī)器人將自動(dòng)調(diào)節(jié)曝光時(shí)間，以取得和示教良好圖象類似的成像效果，全天候運(yùn)行可能。

多重曝光功能

通過多個(gè)不同曝光時(shí)間的成像，選擇一個(gè)接近示教效果的成像，以取得一個(gè)具有寬泛的、動(dòng)態(tài)的曝光范圍和成像效果。此功能在環(huán)境光線變化強(qiáng)烈時(shí)會(huì)有較好的效果。

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)功能(Robot Ring)

通過此功能，未附有 iRVision 視覺系統(tǒng)的機(jī)器人可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用附有 iRVision 視覺系統(tǒng)的機(jī)器人的偏移檢測(cè)數(shù)據(jù)。

斑點(diǎn)檢測(cè)功能(Blob Locator Tool)

在成像范圍內(nèi)檢測(cè)與示教模型具有相似特性(如周長(zhǎng)、曲率等)的二元(黑白)目標(biāo)位置。與條件檢測(cè)(Conditional execution tool)同時(shí)使用，可以應(yīng)用于目標(biāo)排列和品質(zhì)檢測(cè)等多種場(chǎng)合。

灰度檢測(cè)功能(Histogram Tool)

在指定區(qū)域內(nèi)檢測(cè)光線強(qiáng)度(成像灰度)，且計(jì)算多種特性例如平均數(shù)、最大值、最小值等。與條件檢測(cè)(Conditional execution tool)同時(shí)使用，可以對(duì)應(yīng)目標(biāo)排列和目標(biāo)在位檢測(cè)等多種場(chǎng)合。

此功能等同 V-500iA/2DV 中 Associate tool。

多窗口檢測(cè)功能(Multi-Window Tool）

通過機(jī)器人控制器內(nèi)寄存器R的數(shù)值變化切換對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)搜索窗口。

多目標(biāo)檢測(cè)功能(Multi-Locator Tool)

通過機(jī)器人控制器內(nèi)寄存器R的數(shù)值變化切換對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)目標(biāo)視覺程序。

長(zhǎng)度計(jì)測(cè)功能(Caliper Tool)

對(duì)應(yīng)指定區(qū)域，偵測(cè)目標(biāo)邊緣并測(cè)量?jī)蓷l邊緣間長(zhǎng)度(單位：像素pixel)，乘以轉(zhuǎn)換因子可以換算為mm?？梢詫?duì)應(yīng)目標(biāo)排列及品質(zhì)檢測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)合。

截面檢測(cè)功能(Cross Section)

偵測(cè)目標(biāo)的局部3D特性，顯示沿激光衍條照射路徑上的目標(biāo)截面形狀。對(duì)在3D視覺程序中因2D成像缺乏有效的特征量而無法進(jìn)行準(zhǔn)確定位時(shí)會(huì)比較有效。

子檢測(cè)功能(Child Tool)

允許在一個(gè)父目標(biāo)檢測(cè)(GPM locator tool)下添加一個(gè)子目標(biāo)檢測(cè)(GPM locator tool)構(gòu)成二級(jí)檢測(cè)目錄。子檢測(cè)將根據(jù)父檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)的判定。與條件檢測(cè)(Conditional execution tool)同時(shí)使用，可以對(duì)應(yīng)目標(biāo)排列和目標(biāo)在位檢測(cè)等多種場(chǎng)合。

定位調(diào)整功能(Position Adjust Tool)

依據(jù)子檢測(cè)的結(jié)果，對(duì)應(yīng)目標(biāo)表面明顯特征(如孔，鍵槽)調(diào)整父檢測(cè)的定位位置，獲得更精確的偏移和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。對(duì)不能以整個(gè)示教模型進(jìn)行方向性定位的應(yīng)用較有效。對(duì)一個(gè)上級(jí)檢測(cè)，可以使用多個(gè)下級(jí)子檢測(cè)來分析目標(biāo)的多種局部特性。

曲面匹配功能(Curved Surface Matching Tool)

通過目標(biāo)表面階梯狀的光線強(qiáng)度分布(亮或暗，模型內(nèi)顯示為不同顏色)來檢測(cè)曲面目標(biāo)的偏移與旋轉(zhuǎn)。識(shí)別全圓形物體可能。

計(jì)測(cè)輸出功能(Measurement Output Tool)

輸出測(cè)量數(shù)值(Locator tool中的”Score/分值“、”Size/比例“，Caliper tool中的”Length/長(zhǎng)度“等)至視覺寄存器VR。這些數(shù)據(jù)可以復(fù)制至機(jī)器人數(shù)據(jù)寄存器R并在TP程序中自由調(diào)用。

視覺替換功能( Vision Shift)

通過視覺程序調(diào)整機(jī)器人TP程序以對(duì)應(yīng)實(shí)際的工件位置，只需在機(jī)器人手爪端添加一臺(tái)相機(jī)即可執(zhí)行此功能。固定工件上的3處任意的參考點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)將被自動(dòng)檢測(cè)并計(jì)算出補(bǔ)償數(shù)據(jù)。在離線編程或機(jī)器人系統(tǒng)搬遷后，使用此功能可極大減少機(jī)器人重新示教的時(shí)間。

視覺零位功能( Vision Mastering)

通過視覺程序補(bǔ)償機(jī)器人J2～J5軸的零位數(shù)據(jù)，只需在機(jī)器人手爪端添加一臺(tái)相機(jī)即可執(zhí)行此功能。機(jī)器人變換不同的姿態(tài)，相機(jī)與確定目標(biāo)點(diǎn)間的相對(duì)位置數(shù)據(jù)將被自動(dòng)檢測(cè)并計(jì)算補(bǔ)償數(shù)據(jù)。此功能可應(yīng)用于提升機(jī)器人TCP示教準(zhǔn)確性，Vision shift 離線編程和其他視覺應(yīng)用。

視覺坐標(biāo)系設(shè)置功能_1( Vision Frame Set)

通過視覺程序設(shè)置機(jī)器人TCP，只需在機(jī)器人手爪端TCP對(duì)應(yīng)位置添加一臺(tái)相機(jī)即可執(zhí)行此功能。機(jī)器人變換不同的姿態(tài)，基于對(duì)應(yīng)用戶坐標(biāo)系下相機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)間的相對(duì)位置數(shù)據(jù)將被自動(dòng)檢測(cè)并計(jì)算機(jī)器人對(duì)應(yīng)TCP。此功能可提升TCP示教的速度和精確性。

視覺坐標(biāo)系設(shè)置功能_2( Vision Frame Set)

坐標(biāo)系設(shè)置的另一種功能：通過視覺設(shè)置一個(gè)與視覺標(biāo)定板對(duì)等的用戶坐標(biāo)系。通過裝置在機(jī)器人手爪末端的相機(jī)，用戶坐標(biāo)系UF設(shè)置在視覺標(biāo)定板的原點(diǎn)位置(四點(diǎn)法)，或當(dāng)視覺標(biāo)定板裝置在機(jī)器人手爪末端，則工具坐標(biāo)系UT設(shè)置在視覺標(biāo)定板的原點(diǎn)位置(六點(diǎn)法)。