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封面故事 Cover Story

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3D视觉
3D 视觉帮助机器人从大箱子中拾取小零件

文/VSD

当一家液压元件制造商希望升 每个箱子中有近 10000 个零
级其生产设施中的材料处理系统时， 件，客户希望从每个箱子中分拣出
他们选择了 Photoneo(www.photoneo. 99% 的零件。零件相对较小，大约高
com) 公司独特的 3D 视觉引导型机器 5cm，直径 4cm ；相比之下，箱子的
人箱拣系统。 尺寸则相当大，被挑选的零件尺寸和
这套集成的解决方案包括一个 箱子尺寸的比例大约为 1:900。
Photoneo PhoXi 3D Scanner XL 和 此外，当零件从箱子中被拾取出
ABB 公司的一台机器人，以及相关 来后，必须以适当的方向放置到移动
的视觉和机器人控制器。然而在中标 的 pike 上。在这个环节中，总共有 7
之前，Photoneo 的工程师们不得不应 秒的周期时间用于对零件进行扫描、
对一些设计上的挑战。 定位、机器人路径规划，还包括机器
人运动所消耗的时间。
最后，被拾取的零件是表面闪亮
的，这会导致反射光干扰，加大扫描
的难度。
解决这些挑战并非易事。
Photoneo 公司 CTO Tomas Kovacovsky
表示，Photoneo 公司能够应对上述挑
战的能力，是其箱拣解决方案最终脱
颖而出的决定性因素之一。
图2：当机器人手臂移动去拾取零件时，零件定位
“从硬件方面来看，我们的 3D 算法继续处理保存到存储器中的零件周围空间的扫
扫描仪产品使用结构化模式，从 描数据。这样，当机器人放置零件时，扫描仪则向
机器人控制器发出信号，用于下一个路径规划。
而减少了漫反射的影响。”Tomas
Kovacovsky 解释说，“在软件方面， 大的体积而设计的。较大的扫描体积
通过调制模式投影的频率，我们的 通常需要更强的光源或更长的曝光时
3D 扫描仪能够减少表面反射干扰带 间，以获得合理的点云质量。
图1：Photoneo公司已经使用一个Photoneo PhoXi 来的影响。” “一般来说，从一个较大体积的
3D Scanner XL和ABB的一台机器人，开发出了一
大多数 3D 扫描设备都被 箱子中拾取零件是一项具有挑战性的
种独特的3D视觉引导型机器人，用于从大箱中挑
选出小液压元件。
设计成用于处理更小的扫描体 任务，因为点云密度较低，噪声较高，
首先，随机的机器人仓捡应用解 积，并且由于景深的限制，3D 导致绝对精度的降低。”Photoneo 公
决方案非常具有挑战性，因为零件都 扫描设备不是针对欧洲托盘 司机器人视觉总监 Adrian Kratky 解
是散乱地堆积在一个箱子中。 （800mm×1200mm×144mm）或更 释说，“因此，当需要在较大的扫描

26 May/Jun 2018 视觉系统设计 Vision Systems Design China