幾十年來，工業(yè)機器人一直在不斷地從人類操作人員那里接過骯臟、危險和枯燥的工作，只要他們能有效地做到這一點。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器視覺在自主移動機器人市場上廣泛的應(yīng)用。

　　自動制導(dǎo)工業(yè)視覺機器人

　　AMRs旨在動態(tài)、高效和安全地在繁忙的生產(chǎn)和倉庫地板上運行，而不依賴固定的外部基礎(chǔ)設(shè)施進行導(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)，以便實時制定導(dǎo)航?jīng)Q策。

　　隨著自動制導(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，AGV就會停下來。對一條路線進行微小的改動意味著移動導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，這可能需要對周圍設(shè)施進行昂貴和破壞性的改變。

　　機器視覺在自主移動機器人(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)部存儲的地圖上驗證自己的位置，并在路徑中的隨機障礙物周圍動態(tài)導(dǎo)航，以找到到達目標(biāo)目的地的有效路線。從商業(yè)角度看，AMRs的價值在于導(dǎo)航系統(tǒng)在機器人上是完全獨立的。不像AGV那樣依賴外部基礎(chǔ)設(shè)施和機器人本身。

　　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器視覺技術(shù)。相反，這些移動平臺為多個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。

　　機器視覺在標(biāo)準移動機器人應(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，不斷移動的物體。因此需要數(shù)據(jù)融合，定位是在長距離的稀疏點云，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，比如從3D相機中得到的。用超聲波或雷達來觀察玻璃。所有這些都存在于今天的標(biāo)準移動機器人上。

　　機器視覺和平號機器人

　　和平號機器人提供了一個有代表性的模型，傳感器套件在今天的許多移動平臺上。該公司的所有機器人都配備了兩臺激光掃描儀–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。這些激光雷達系統(tǒng)支持定位和安全。除了幫助機器人規(guī)劃一個新的設(shè)施外，它們還確保機器人在導(dǎo)航時能夠動態(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一步的安全。

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

　　另有24個接近傳感器–在和平號機器人的每個角落都有6個傳感器–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，而和平號的重型有效載荷機器人攜帶地面掃描飛行時間(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和陀螺儀，用來感知慣性力、加速度和旋轉(zhuǎn)。編碼器在每個車輪上測量速度，以便準確反饋給激光掃描儀，以檢測機器人是否在潮濕的地面上滑動。

　　自主移動機器人效率競爭

　　無論AVG或AMR導(dǎo)航多少倉庫或生產(chǎn)層，其大部分效率和價值都來自于“后一米”的情況，在那里它完成了設(shè)計的任務(wù)。無論該任務(wù)是人工輔助的還是自動化的，對一臺儀表的導(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/或整個系統(tǒng)設(shè)計的改進。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代碼來加速對接。和平號使用這種工具在一米處提供10毫米的精度.

　　機器人須根據(jù)環(huán)境和其他因素選擇傳感器

　　在軟件對來自移動平臺傳感器的數(shù)據(jù)流進行建模之前，須對數(shù)據(jù)進行快速處理，并將其編譯成通用格式。這意味著將激光掃描儀的稀疏點云數(shù)據(jù)與立體相機的rgb圖像結(jié)合起來，并實時融合來自ToF相機、超聲波和雷達傳感器以及陀螺儀和加速度計信號的額外數(shù)據(jù)。需要額外的校準來考慮所有這些傳感器的相對位置，因為它們在移動平臺上從不同的角度捕獲數(shù)據(jù)。機器人須根據(jù)環(huán)境和其他因素，積極決定該信任哪個傳感器。

　　AGV和AMRs正在為生產(chǎn)和物流設(shè)施中的運輸任務(wù)自動化提供更高的效率和更快的投資跟回報鋪平道路。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)引進更高性能的成像系統(tǒng)、改進的軟件建模和更健壯的數(shù)據(jù)處理，這些移動平臺將越來越有能力安全高效地導(dǎo)航動態(tài)生產(chǎn)環(huán)境。如果您對機器視覺方面感興趣可以通過聯(lián)系方式，來了解一下。