基于机器视觉的双工业机器人协调作业分析

邹旦

摘要：由于现代社会当中的科技水平迅捷的发展速度，带领着与科技相关的各个领域的不断发展，更新换代迅速，机器人也是其中一项。机器人从之前传统的方向以及想各个领域进行拓展，本文主要论述的是其中的视觉机器人。那么将双视觉机器人使用到工业当中，它们是怎样进行协调运行？如何开展工作的呢？本文主要對这一问题展开了分析探究，首先是对视觉体系进行了论述，然后再对它在进行协调工作期间的任务描述、策略探究。

关键词：机器视觉；双工业；机器人；协调作业；分析

机器人在进行发展期间的智能化程度，对于工业的发展产生着巨大的影响，传统意义上的机器人只可以在严格进行定义之下的构造化的环境内，将预先指定的动作或者是指令进行严格的执行，不具备对外界的环境进行感知以及应变方面的能力，在很大程度上制约了机器人的使用。借助于机器人的视觉把控，不用提前对工业当中的机器人，在其运动轨迹实施示教，甚至是离线编程，能够节省编程工作的时间，提升生产效率以及加工质量。

一、机器人视觉定位系统

（一）构成

（1）摄像机体系：它是单一的摄像机还有计算机（涵盖了图像采集卡）构成，对于视觉图像进行的收集以及机器在视觉方面的计算方式。针对现在这个领域的技术发展水准而言，数字相机是一项相对而言对较为合适的选择，它当中的维视图像的MVEM/E这个体系提供给工业使用的相机，供给了大量接口的研发包的函数，其中的分辨率以及帧率等方面覆盖面积巨大，使用期间，它的通用性以及稳定性相对优质。[1]

（2）把控体系：它是计算机还有把控箱构成的，其目的是把控机器人终端的实际所在区域。通过CCD摄像机对于机器人进行的工作区域实施拍摄工作，计算机经过对于图像采取的识别方式，将跟踪获取的特征提取出来，实时参数的识别以及计算工作，经过反向的运动学进行计算求解，可以获得机器人所有关节部位存在偏差的数值，最后一个步骤是把控精密度极高的终端进行执行的部门，将机器人所处的位置进行调节。

（二）工作原理

第一，利用CCD摄像机（其中涵盖镜头等进行图像采集的装置）把收集到的视频信号传输至计算机当中，在经过专业的软件对这部分信号实施快速的处理。其具体流程如下：选择被跟踪物体的某一部分图像，此环节的工作等同于进行离线学习，在此图像之中建立起一个坐标系，还有训练体系自主的查找被跟踪物体。学习完成以后，相机会持续不断的进行图像收集，将被跟踪物体的特征进行提取，随后开展参数的识别以及计算，再经过反向的运动学进行计算求解，可以获得机器人所有关节部位的既定数值，最后一个步骤是把控精密度极高的终端进行执行的部门，将机器人所处的位置进行调节。视觉定位体系的软件在工作期间的具体流程如下图所示。

视觉定位体系软件在工作期间的流程图

（三）在区域位置进行匹配的前提条件下开展工作

视觉定位体系将基于区域的匹配和形状特征识别结合，实时参数的识别以及计算，可以快速精准地辨识出物体特征的边界与中心，机器人把控体系经过反向的运动学进行计算求解，获取了机器人所有关节部分存在的转角偏差数值，最后把控精密度极高的终端进行执行的部门，将机器人所处的位置进行调节，用此方式将这部分偏差剔除。[2]

二、双工业当中的机器人在进行协调工作期间的任务描述、策略探究

普遍来讲的话，两个在工业当中使用的机器人在进行协调工作期间，会发生如下的两种状况：首先，在两个工业当中使用的机器人工具坐标系的初始位置（Tool Center Point，TCP）之间，不进行相对移动的状态下从事工作；其次，两个在工业当中使用的机器人可以经过合作，共同将TCP之间存在的相对进行移动、能够进行描述的移动的协调工作完成好。

（一）任务描述

如果双工业当中的机器人在进行协调工作的对象，其特征已被获知，具备准确的位姿。双工业当中的机器人在进行协调工作的任务的含义为：在进行工作期间，经过某些制约的基础要求，在两个不同的机器人之间建立起一个相对进行运行的轨道联系，获知每个机器人的位姿，随后再将此位姿反馈给每个机器人，再经过对机器人进行把控的机器获取这部分信息。按照这个信号对于这两个机器人的运行轨道实施调节，达成对于双工业当中的机器人在进行工作期间的协调。

（二）策略探究

因为FS03N这个型号的在工业当中进行使用的机器人体系配备了把控器这一设备，把控器的作用是可以在机器人的关节部位进行反馈的前提条件下，对于两个机器人之间的协调工作进行把控。使用的策略是对于主要的机器人（master robot），还有次要的机器人（slave robot）进行把控，其实际内涵就是将两个机器人依照主要还有次要的方式进行区分。[4]其第一步要做的是建立一个体系——C空间，然后再按照被跟踪物体进行移动的轨迹，对于主要的机器人进行移动的轨迹实施确定之后，用两个机器人之间存在的在安装期间的联系，同两个机器人TCB之间进行的从相对的方向进行运动的轨迹，将次要的机器人进行移动的轨迹确定出来。

三、结语

在工业领域使用两个视觉方面的机器人，同时要让其进行协调运行，这是一项科技发展所带来的创新应用，因此，科技的发展对于它的使用发挥着极为重要的推动作用。而这项技术的应用，同样也为工业领域的发展起到了巨大的推动作用，让其可以进行更深一步的开创以及实验，为工业领域的发展带来了全新的科技支持。由此可得，对于此项科技在实际应用当中的不断进行优化处理，必将引发全新的工业改革。

参考文献：

[1]栗俊艳，米月琴，弓靖，等.一种基于机器视觉的工业机器人分拣系统[J].电子科技，2016，29（1）：105107.