40年前,工业机器人的横空出世,带给人类更多自由与可能。今天,工业机器人正以迅猛的速度替代人工,从事繁重及枯燥的工作,并且向着更智能的方向在发展,而服务机器人,将是下一个风口。

服务机器人发展空间很大,但要想发展服务机器人,就要让机器人获得人的能力,首先就是视觉。视觉对人很重要,人类获得讯息90%以上是依靠眼睛,而我们就来看看人工智能的前沿——机器视觉。

技术的演进与创新,推动制造业的变革与进步,智能化、仿生化是工业机器人的最高阶段,随着材料、控制等技术不断发展,实验室产品越来越多的产品化,逐步应用於各个场合。伴随物联网的发展,多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多,逐步渗透制造业的方方面面,并且由制造实施型向服务型转化。具有触觉、力觉或视觉的工业机器人,能在较为复杂的环境下工作;如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能,即成为智能型工业机器人。

机器人视觉,作为AI(人工智能)一个快速增长的分支,目的是能够给机器人与我们自己相当的视觉,在过去几年中,由于研究人员运用专门的神经网络,以帮助机器人识别和理解来自现实世界的图像,机器人视觉已经取得了巨大的进步。机器人视觉犹如人的双眼,机器人有了视觉系统的配合,犹如人有了一双明亮的眼睛,能实现在工件位置不准确工况下的自动化生产。

机器人视觉包括以下几种:

2D相机

2D相机是通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,目前2D相机广泛应用于机器人搬运,装配等工作。

线激光

线激光是使用激光三角测量原理, 对不同被测物体表面进行二维轮廓扫描,激光束被一组特定透镜放大用以形成一条静态激光线。

3D摄影测量

3D摄影测量通过软件处理采集好的照片来得到待测点的三维坐标,测量软件还内置了分析工具,三维数据可以被输出。这些被测量的物体一般是事先手动贴上回光反射标志,或者是通过投点器投射上点,或者是探测棒上的点。

三维成像

基于结构光的三维成像,实际上是三维参数的测量与重现,需要投射结构光到被测物体上,通过结构光的变形(或者飞行时间等)来确定被测物的尺寸参数。最常用光栅投影技术的其主要原理是通过计算机编程产生正弦条纹,例如ABB的协作机器人Yumi已可以安装在AGV上行走并完成设定的工作,如果加上结构光视觉,结合物联网及数字化完成自主工作已不遥远。

随着连续采用这些技术,如神经网络和专用机器视觉硬件,我们正在迅速缩小人类和机器视觉之间的差距。在将来的某一天,我们甚至开始看到机器人的视觉能力,可能会超越我们自己,使它们能够完成许多复杂的任务,并且我们的社会将会完全自主运作。