幾十年來，工業(yè)機(jī)器人一直在不斷地從人類操作人員那里接過骯臟、危險(xiǎn)和枯燥的工作，只要他們能有效地做到這一點(diǎn)。然而，直到近期，在生產(chǎn)或物流設(shè)施周圍轉(zhuǎn)移托盤、零件和庫存的任務(wù)基本上仍掌握在人的手中。下面我們來了解一下機(jī)器視覺在自主移動(dòng)機(jī)器人市場上廣泛的應(yīng)用。

　　自動(dòng)制導(dǎo)工業(yè)視覺機(jī)器人

　　AMRs旨在動(dòng)態(tài)、高效和安全地在繁忙的生產(chǎn)和倉庫地板上運(yùn)行，而不依賴固定的外部基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行導(dǎo)航。這使得它們與AGV相比更加靈活，但它也需要更復(fù)雜的計(jì)算和軟件來快速融合來自多種成像和傳感器技術(shù)的數(shù)據(jù)，以便實(shí)時(shí)制定導(dǎo)航?jīng)Q策。

　　隨著自動(dòng)制導(dǎo)車輛(AGV)的出現(xiàn)，這種情況開始發(fā)生變化，這為大型物流和生產(chǎn)設(shè)施的物資交付增加了更大的靈活性–只要這些設(shè)施具有可預(yù)見的一致布局和具體的導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，如電線、磁條或反射器。AGV攜帶足夠多的車載傳感器和智能來使用這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施來導(dǎo)航和停車，當(dāng)障礙物阻塞了他們預(yù)先設(shè)定的旅行路徑時(shí)，AGV就會(huì)停下來。對(duì)一條路線進(jìn)行微小的改動(dòng)意味著移動(dòng)導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，這可能需要對(duì)周圍設(shè)施進(jìn)行昂貴和破壞性的改變。

　　機(jī)器視覺在自主移動(dòng)機(jī)器人(AMRs)的應(yīng)用

　　AMRs包含額外的軟件和傳感器技術(shù)，使它們能夠在設(shè)備內(nèi)部存儲(chǔ)的地圖上驗(yàn)證自己的位置，并在路徑中的隨機(jī)障礙物周圍動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，以找到到達(dá)目標(biāo)目的地的有效路線。從商業(yè)角度看，AMRs的價(jià)值在于導(dǎo)航系統(tǒng)在機(jī)器人上是完全獨(dú)立的。不像AGV那樣依賴外部基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)器人本身。

　　AGV和AMR的市場與其他終端市場不同，后者在零和爭奪市場份額的過程中相互推介不同的機(jī)器視覺技術(shù)。相反，這些移動(dòng)平臺(tái)為多個(gè)成像組件和其他傳感器技術(shù)提供了空間。這些多傳感器的重疊輸入有助于較大限度地提高機(jī)器人在具有挑戰(zhàn)性的工業(yè)環(huán)境中的安全性和效率。

　　機(jī)器視覺在標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用

　　在這種情況下，“挑戰(zhàn)”可能是一種輕描淡寫的說法。到處都有反光鏡，到處都是收縮包，閃閃發(fā)光的金屬，不斷移動(dòng)的物體。因此需要數(shù)據(jù)融合，定位是在長距離的稀疏點(diǎn)云，以獲得你需要的保真度，而近距離的障礙物檢測更適合于更多的點(diǎn)，比如從3D相機(jī)中得到的。用超聲波或雷達(dá)來觀察玻璃。所有這些都存在于今天的標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)機(jī)器人上。

　　機(jī)器視覺和平號(hào)機(jī)器人

　　和平號(hào)機(jī)器人提供了一個(gè)有代表性的模型，傳感器套件在今天的許多移動(dòng)平臺(tái)上。該公司的所有機(jī)器人都配備了兩臺(tái)激光掃描儀–特別是安裝在前方和背面的微型掃描儀3，以提供360度視場(FOV)，以探測8米以外的物體。這些激光雷達(dá)系統(tǒng)支持定位和安全。除了幫助機(jī)器人規(guī)劃一個(gè)新的設(shè)施外，它們還確保機(jī)器人在導(dǎo)航時(shí)能夠動(dòng)態(tài)地避開障礙和人員。掃描儀的紅外線激光器通過提供一些抗陽光和灰塵的能力來支持進(jìn)一步的安全。

　　和平號(hào)機(jī)器人還利用兩臺(tái)面向前方的英特爾D 435深度相機(jī)的3D成像來探測大約2米高的視場中的障礙物。這種垂直視場對(duì)于探測桌子、懸臂障礙物或懸掛物體是很重要的，因?yàn)檫@些物體在機(jī)器人的路徑上顯得很高，但卻對(duì)它所承載的載荷構(gòu)成了風(fēng)險(xiǎn)。

　　另有24個(gè)接近傳感器–在和平號(hào)機(jī)器人的每個(gè)角落都有6個(gè)傳感器–在地板上掃描不到20厘米高的物體，如托盤、電纜和人足。較小的有效載荷模型增加了超聲波傳感器來檢測玻璃，而和平號(hào)的重型有效載荷機(jī)器人攜帶地面掃描飛行時(shí)間(ToF)系統(tǒng)作為傳感器套件的一部分。

　　AMRs和AGV上常見的其他傳感器包括加速度計(jì)和陀螺儀，用來感知慣性力、加速度和旋轉(zhuǎn)。編碼器在每個(gè)車輪上測量速度，以便準(zhǔn)確反饋給激光掃描儀，以檢測機(jī)器人是否在潮濕的地面上滑動(dòng)。

　　自主移動(dòng)機(jī)器人效率競爭

　　無論AVG或AMR導(dǎo)航多少倉庫或生產(chǎn)層，其大部分效率和價(jià)值都來自于“后一米”的情況，在那里它完成了設(shè)計(jì)的任務(wù)。無論該任務(wù)是人工輔助的還是自動(dòng)化的，對(duì)一臺(tái)儀表的導(dǎo)航都需要更高的精度和可重復(fù)性，以與人類操作人員的效率競爭。

　　一種儀器所要求的更高的重復(fù)性和效率可以來自于傳感器、軟件、處理和/或整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。一些AMR系統(tǒng)借用了AGV的一章，并依靠地板上的一小部分磁帶或QR代碼來加速對(duì)接。和平號(hào)使用這種工具在一米處提供10毫米的精度.

　　機(jī)器人須根據(jù)環(huán)境和其他因素選擇傳感器

　　在軟件對(duì)來自移動(dòng)平臺(tái)傳感器的數(shù)據(jù)流進(jìn)行建模之前，須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，并將其編譯成通用格式。這意味著將激光掃描儀的稀疏點(diǎn)云數(shù)據(jù)與立體相機(jī)的rgb圖像結(jié)合起來，并實(shí)時(shí)融合來自ToF相機(jī)、超聲波和雷達(dá)傳感器以及陀螺儀和加速度計(jì)信號(hào)的額外數(shù)據(jù)。需要額外的校準(zhǔn)來考慮所有這些傳感器的相對(duì)位置，因?yàn)樗鼈冊谝苿?dòng)平臺(tái)上從不同的角度捕獲數(shù)據(jù)。機(jī)器人須根據(jù)環(huán)境和其他因素，積極決定該信任哪個(gè)傳感器。

　　AGV和AMRs正在為生產(chǎn)和物流設(shè)施中的運(yùn)輸任務(wù)自動(dòng)化提供更高的效率和更快的投資跟回報(bào)鋪平道路。然而，隨著更大的自主權(quán)帶來更大的挑戰(zhàn)。隨著視覺提供商繼續(xù)引進(jìn)更高性能的成像系統(tǒng)、改進(jìn)的軟件建模和更健壯的數(shù)據(jù)處理，這些移動(dòng)平臺(tái)將越來越有能力安全高效地導(dǎo)航動(dòng)態(tài)生產(chǎn)環(huán)境。如果您對(duì)機(jī)器視覺方面感興趣可以通過聯(lián)系方式，來了解一下。