技術(shù)的演進與創(chuàng)新，推動制造業(yè)的變革與進步

    智能化、仿生化是工業(yè)機器人的高階段，隨著材料、控制等技術(shù)不斷發(fā)展，實驗室產(chǎn)品越來越多的產(chǎn)品化，逐步應(yīng)用於各個場合。

    伴隨物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，多傳感器、分布式控制的精密型工業(yè)機器人將會越來越多，逐步滲透制造業(yè)的方方面面，并且由制造實施型向服務(wù)型轉(zhuǎn)化。

    具有觸覺、力覺或視覺的工業(yè)機器人，能在較為復雜的環(huán)境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應(yīng)、自學習功能，即成為智能型工業(yè)機器人。

    機器人視覺，作為AI(人工智能)一個快速增長的分支，目的是能夠給機器人與我們自己相當?shù)囊曈X，在過去幾年中，由于研究人員運用專門的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以幫助機器人識別和理解來自現(xiàn)實世界的圖像，機器人視覺已經(jīng)取得了巨大的進步。

機器人視覺猶如人的雙眼

    機器人有了視覺系統(tǒng)的配合，猶如人有了一雙明亮的眼睛，能實現(xiàn)在工件位置不準確工況下的自動化生產(chǎn)。

機器人視覺包括以下幾種：

2D相機

    2D相機是通過機器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)得到被攝目標的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，根據(jù)判別的結(jié)果通過數(shù)字變量信息傳輸給機器人，讓機器人根據(jù)新的產(chǎn)品信息進行工作。

目前2D相機廣泛應(yīng)用于機器人搬運，裝配等工作。

線激光

    線激光是使用激光三角測量原理, 對不同被測物體表面進行二維輪廓掃描。

    激光束被一組特定透鏡放大用以形成一條靜態(tài)激光線，投射到被測物表面上。高品質(zhì)的光學系統(tǒng)將該激光線的漫反射光，投射到高度敏感的傳感器感光矩陣上。除了傳感器到被測物體的距離信息（Z軸），控制器還可以通過這組圖像來計算沿激光線（x軸）上的位置。傳感器輸出一組二維坐標值，坐標系的原點與傳感器本身相對固定。通過移動被測物體或傳感器，便可得出三維測量結(jié)果。

目前線激光廣泛應(yīng)用于弧焊或激光焊的焊縫掃描、車身在線測量等。

3D攝影測量

    3D攝影測量通過軟件處理采集好的照片來得到待測點的三維坐標。這些照片是用一個高精度的專業(yè)相機，通過在不同的位置和方向，對同一物體進行拍攝所獲取的。軟件會自動處理這些照片，通過圖像匹配等處理及相關(guān)數(shù)學計算后，得到待測點準確的三維坐標。處理完畢，被測對象的三維數(shù)據(jù)將會進入到坐標系統(tǒng)中，就好像以前測量過或者處理過一樣。如果需要的話，測量軟件還內(nèi)置了分析工具，三維數(shù)據(jù)可以被輸出，這些被測量的物體一般是事先手動貼上回光反射標志，或者是通過投點器投射上點，或者是探測棒上的點。

三維成像

    基于結(jié)構(gòu)光的三維成像，實際上是三維參數(shù)的測量與重現(xiàn)，需要投射結(jié)構(gòu)光到被測物體上，通過結(jié)構(gòu)光的變形（或者飛行時間等）來確定被測物的尺寸參數(shù)。

    常用光柵投影技術(shù)的其主要原理是通過計算機編程產(chǎn)生正弦條紋，將該正弦條紋通過投影設(shè)備投影至被測物，利用CCD相機拍攝條紋受物體調(diào)制的彎曲程度，解調(diào)該彎曲條紋得到相位，再將相位轉(zhuǎn)化為全場的高度。

    例如ABB的協(xié)作機器人Yumi已可以安裝在AGV上行走并完成設(shè)定的工作，如果加上結(jié)構(gòu)光視覺，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字化完成自主工作已不遙遠。

    隨著連續(xù)采用這些技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專用機器視覺硬件，我們正在迅速縮小人類和機器視覺之間的差距。

    在將來的某一天，我們甚至開始看到機器人的視覺能力，可能會超越我們自己，使它們能夠完成許多復雜的任務(wù)，并且我們的社會將會完全自主運作。

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