工業(yè)機(jī)器人的定位、抓取任務(wù)是工業(yè)生產(chǎn)線上一項(xiàng)重要的應(yīng)用，一般通過預(yù)先示教的方式讓機(jī)器人執(zhí)行預(yù)定的指令動(dòng)作。但是，一旦工件的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，機(jī)器人便無法完成工作任務(wù)。

因此，這種方式在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用中存在很大弊端。在市場需求的牽引下，為機(jī)器人添加視覺引導(dǎo)也成為機(jī)器人領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，它通過模擬人類的眼睛幫助工業(yè)機(jī)器人檢測工件的位置狀態(tài)，再利用視覺信息引導(dǎo)機(jī)器人完成定位、抓取任務(wù)。很大程度上克服了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的弊端，提高了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的靈活性和實(shí)時(shí)性。

從本質(zhì)上講，機(jī)器視覺系統(tǒng)就是在工業(yè)環(huán)境中引導(dǎo)機(jī)器人、測量物品、統(tǒng)計(jì)物品、讀取條碼、字母和數(shù)字，以及檢測缺陷。在任何機(jī)器視覺應(yīng)用中，無論是最簡單的裝配檢驗(yàn)，還是復(fù)雜的3D機(jī)器人箱子拾取應(yīng)用，通常第一步都是采用圖案匹配技術(shù)定位相機(jī)視場內(nèi)的興趣物品或特征，興趣物品的定位往往決定機(jī)器視覺應(yīng)用的成敗，所以機(jī)器視覺應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。

視覺引導(dǎo)機(jī)器人定位抓取

視覺引導(dǎo)機(jī)器人定位抓取系統(tǒng)是利用機(jī)器人視覺實(shí)現(xiàn)工件抓取點(diǎn)的視覺定位，再將定位數(shù)據(jù)發(fā)送工業(yè)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)由視覺信息引導(dǎo)機(jī)器人定位到工件的抓取點(diǎn)并完成抓取任務(wù)的系統(tǒng)。

系統(tǒng)框架主要由機(jī)器人視覺、 上位機(jī)、工業(yè)機(jī)器人和抓取目標(biāo)組成。其中，機(jī)器人視覺包括相機(jī)、鏡頭、光源和視覺軟件，主要負(fù)責(zé)圖像采集和圖像處理實(shí)現(xiàn)工件抓取點(diǎn)的視覺定位。

上位機(jī)負(fù)責(zé)通過以太網(wǎng)將工件抓取點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)發(fā)送給工業(yè)機(jī)器人，最后， 機(jī)器人接收工件抓取點(diǎn)的定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視覺信息通過控制器引導(dǎo)機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)到工件抓取點(diǎn)，并由機(jī)器人的工具完成抓取、 放置工件的任務(wù)。

視覺引導(dǎo)和定位

機(jī)器視覺采用先進(jìn)的圖像視覺檢測技術(shù)，對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)全面的視覺定位分析，此功能主要用于自動(dòng)裝配及生產(chǎn)。

機(jī)器人視覺引導(dǎo)—引導(dǎo)是使用機(jī)器視覺來報(bào)告組件的位置和方向。在自動(dòng)化生產(chǎn)流水線中，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解機(jī)器人在操作過程中、工作環(huán)境中的變化，并作出相應(yīng)調(diào)整動(dòng)作以保證任務(wù)的正確完成。

機(jī)器人視覺定位—要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置，上下料使用機(jī)器視覺來定位，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。

機(jī)器視覺引導(dǎo)就是使用機(jī)器視覺報(bào)告元件的位置和方向，需要引導(dǎo)的原因可能有很多，我們主要從以下幾點(diǎn)看看。

1、機(jī)器視覺系統(tǒng)可以定位元件的位置和方向，將元件與指定的公差進(jìn)行比較，并確保元件處于正確的角度以驗(yàn)證元件是否正確組裝。

2、引導(dǎo)可用于將元件在2D或3D空間內(nèi)的位置和方向報(bào)告給機(jī)器人或機(jī)器控制器，讓機(jī)器人能夠定位元件或機(jī)器，以便對(duì)齊元件。

3、與在許多任務(wù)中進(jìn)行手動(dòng)定位相比，機(jī)器視覺引導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)更高的速度和精度。例如將元件放在托盤上或從托盤上取下元件；對(duì)傳送帶上的元件進(jìn)行包裝；對(duì)元件進(jìn)行定位和對(duì)位，以便與其他零件組裝在一起；將元件放在工作架上；或從包裝盒中取出元件。

4、引導(dǎo)也可以與其他機(jī)器視覺工具配合使用，這是機(jī)器視覺的非常強(qiáng)大的功能。因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中，元件可能會(huì)以未知的方向呈現(xiàn)給相機(jī)。通過定位元件并將其他機(jī)器視覺工具與該元件對(duì)齊，機(jī)器視覺可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工具定位。

機(jī)器視覺元件定位的重要性

在機(jī)器視覺應(yīng)用之前，元件定位是非常關(guān)鍵的第一步。

如果圖案匹配軟件工具無法在圖像中準(zhǔn)確定位元件，則它將無法引導(dǎo)，識(shí)別，驗(yàn)證，計(jì)數(shù)或測量元件。盡管聽起來很簡單，但是在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，元件外觀上的差異可能會(huì)使這一步驟變得非常困難。

因照明或遮擋而出現(xiàn)的外觀變化可能導(dǎo)致元件定位變得困難，雖然視覺系統(tǒng)經(jīng)過培訓(xùn)，基于圖案來識(shí)別元件，但即使是最嚴(yán)格控制的流程，也允許元件外觀存在一定的變化。

元件呈現(xiàn)或姿勢(shì)畸變影響也可能導(dǎo)致元件定位變得困難要實(shí)現(xiàn)精確、可靠、可重復(fù)的結(jié)果，視覺系統(tǒng)的元件定位工具必須具備足夠的智能，能夠快速、精確地將培訓(xùn)圖案與生產(chǎn)線上移動(dòng)過來的實(shí)際物品進(jìn)行比較。