機器人裝配中的視覺引導定位技術分析

袁文禮

文章編號：2095-6835（2017）10-0055-01

摘 要：傳統(tǒng)的機器人視覺技術存在一定的弊端，機器人定位不準確，因此，在新時期機器人裝配中逐漸引入視覺技術，更有效地提升機器人抓取、放置等操作的準確性。

關鍵詞：機器人裝配；視覺引導定位；花鍵套；花鍵對準

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.055

花鍵是機器人裝配中的重要組成部分，視覺引導定位技術的運用對機器人花鍵裝配的要求更高。為滿足這一發(fā)展要求，本文主要對機器人裝配中視覺引導定位技術展開全面的分析。

1 視覺引導定位技術概述

在科學技術飛速發(fā)展的過程中，機器人視覺引導定位技術的發(fā)展也極為迅速，并被廣泛應用于機器人工業(yè)制造中，提升了機器人抓取、放置動作的準確性。以往機器人在抓取、放置的過程中，由于缺乏準確的定位系統(tǒng)，機器人抓取、放置經常出現(xiàn)誤差。而視覺引導定位技術的應用在很大程度上提升了機器人抓取、放置的準確度。

所有視覺引導定位技術主要是通過視覺系統(tǒng)實時了解具體的工作環(huán)境，并根據(jù)環(huán)境的變化對動作進行相應的調整，從而保證任務的正確完成。理想的視覺引導定位技術主要是在視覺的基礎上，通過對物體的觀察，掌握物體的大致方位。在抓取的過程中，機器人會一邊運動一邊觀察手與物體之間的偏差，并將其作為調整方向的參考數(shù)據(jù)，逐漸調整手的運動方向，從而準確抓住物體。從實際來看，這樣會大大增加機器人的運動量。因此，在對視覺引導定位技術的進一步研究中發(fā)現(xiàn)，可以通過一次性對環(huán)境中物體的空間位置進行詳細的描述，并將其作為依據(jù)引導機器人直接完成相應的動作，相比于理想的視覺引導定位技術，可以減少機器人的運動量。當然，這項技術應用的前提是機器人所應用的視覺系統(tǒng)能夠準確地對空間環(huán)境中的物體進行定位，反映出物體的三維，這樣才能實現(xiàn)機器人的準確操作。

2 視覺引導定位技術分析

2.1 機器人裝配中花鍵套花鍵的提取

花鍵套是機器人裝配中的重要組成部分，裝配過程中需重點考慮花鍵的提取，尤其是對區(qū)域生長的花鍵提取，必須予以重視。通常，區(qū)域生產主要依據(jù)是屬于同一個軀體區(qū)域的像素具有相似的性質，應根據(jù)其特性對該區(qū)域內的像素點進行聚集，并實現(xiàn)對區(qū)域的分割。首先應選取分離區(qū)域的一個或一系列像素點作為分離生長的原始點，再結合區(qū)域的實際情況制訂一個判別準則，并判斷初始點一定范圍內的點，以及將其中滿足條件的點進行標記；結合新標記點的實際情況，對其附近點制訂相應的判別準則，并以此判斷，再將滿足條件的點進行標記。經過多次重復執(zhí)行這種操作，實現(xiàn)在原始種子的基礎上生長出相似的區(qū)域。

2.2 機器人裝配中花鍵立體測量技術

花鍵關鍵點的確定是機器人裝配中花鍵立體測量技術的關鍵要素，由于機器人裝配中花鍵會存在一定的差異，如果花鍵的匹配度不佳，不僅會影響到機器人的正常裝配，同時還會影響機器人的正常使用，因此，應做好花鍵的立體測量工作。花鍵的輪廓測量是基于特征匹配策略進行的，而且在測量過程中應重點對圓心點進行分析。對于圓心來說，應滿足以下條件：要求圓上的點到該圓心點的最小像素距離取得最大值；相反，或者要求圓上的點到該圓心點的最大像素距離取得最小值。如果區(qū)域生長中花鍵區(qū)域提取較為完整的畫，應依據(jù)“圓上的點到圓心最大像素距離取得最小值”的原則對其進行計算，保證測量的有效性和準確性。

2.3 機器人裝配中花鍵對準檢測技術

結合以上分析了解到，如果花鍵不能很好地對準，會影響到機器人抓取、放置的準確性，也不利于機器人的穩(wěn)定運行，因此，在機器人裝配中運用視覺引導定位技術時，應對花鍵對準進行檢測，為機器人的順利裝配及可靠運行夯實基礎。通常情況下，花鍵軸套之間會存在間隙，在光線被遮擋的情況下會出現(xiàn)暗區(qū)。這就需要對花鍵套和花鍵軸進行很好的區(qū)分，而分析對準間隙的變化情況，則是明確間隙和對準程度關系的關鍵性因素。如果對準存在間隙，會在一定程度上影響機器人的裝配效果，如圖1所示。從圖1中不難發(fā)現(xiàn)，花鍵軸與花鍵套之間存在一定的間隙。當發(fā)現(xiàn)花鍵軸與花鍵套對準存在間隙時，則需要對花鍵的間隙進行檢測，并依據(jù)間隙的特征變化重新調整花鍵，使間隙區(qū)域逐漸縮小，之后逐漸對準，使間隙消失，完成花鍵套與花鍵軸之間的對準，從而保證花鍵與花鍵套之間的吻合，為機器人裝配提供可靠的保障，利于發(fā)揮視覺引導定位技術的作用，提升機器人抓取和放置的準確性。

3 總結

綜上所述，在機器人裝配的過程中，只有考慮到視覺引導定位技術的裝配要求，才能將技術優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，提高機器人抓取和放置的準確性。可以說，在先進的視覺引導定位技術的牽引下，機器人的發(fā)展蒸蒸日上，為推動機器人的研發(fā)給予了一定的支持。當然，在裝配中，也對視覺引導定位技術提出了更高的要求，尤其是機器人花鍵套、花鍵軸以及花鍵之間的關系、吻合度等，都是需要重點考慮的問題。希望通過本文對機器人裝配中視覺引導定位技術的分析，能為推動機器人的發(fā)展提供一定的支持，同時也希望相關部門人員對視覺引導定位技術予以重視。

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〔編輯：劉曉芳〕