基于物聯網技術的機器人視覺裝配系統研究

韓金伯

摘? 要：利用物聯網技術能夠對機器人視覺裝配系統建立起到良好的促進作用，本文研究了這一應用領域，首先分析了機器人視覺裝配系統的控制方式，從整體上研究了系統運行的框架，基于系統雙目立體視覺平臺的充分運用能夠達到比較良好的區域優化的目的，如此通過區域匹配的建立實現作業過程中的有效定位與識別目的。本文做出了一個定位精度實驗，從實驗方式上論證了視覺裝配系統在機器人精準定位中的應用價值。

關鍵詞：物聯網技術的;機器人視覺裝配系統;研究分析

中圖分類號：TP24? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

機器人的產生與應用是隨著我國國民經濟的發展與技術的發展而出現的一個重要現象，尤其是IT人工智能領域中機器人的運用能夠有效促進對IT技術的有效研發，達到人工智能的目的，采用物聯網技術能夠取得比傳統示教方法更好的運用效果，下文對此進行了相應分析。

1 聯網平臺的設計分析

1.1 聯網平臺的設計

物聯網的發展是新一代信息技術發展的重要結果之一，物聯網體系包括了感知層、應用層與網絡層3個組成部分，分別具有不同的作用。其中應用層的運用在工廠、電網與家居中能夠實現智能化的作用。感知層能夠充分識別物體，對相關信息數據進行收集，主要體現在攝像機、GPS 技術與傳感器等領域中。網絡層能夠對相應的數據信息進行及時處理與傳達等，包括管理與網絡通信等信息等。

1.2 物聯網機器人系統

物聯網機器人系統的建立能夠對于物聯網技術進行充分開發，將其運用到具體的運用過程中，滿足人們生產與生活過程中的運用，重要的應用方式是實現“物”與“服務”的有效統一，首先需要機器人機載傳感器能夠充分地感知相關的數據信息，能夠實現將所需要服務的信息進行基于物聯網應用層的有效傳輸，之后對這些大量的數據信息進行有效拓展，從而最終實現對機器人應用系統信息數據的充分傳遞。

通過這些方式的共同運用能夠充分實現對機器人應用系統的有效運行與優化。首先是對目標圖像進行有效收集，在得到這些圖像之后進行目標點坐標的設置，并且將其放置到機器人坐標體系之中，機器人在這些坐標的指導之下能夠獲得相應的位置數據。在視覺伺服這種工作方式中要求邊看變動，能夠實現對于圖像的不斷收集，在對此進行分析的基礎上能夠得到機器人的具體位置，將其與具體的期望數據進行對比分析，能夠達到閉環反饋控制的效果。從而最終實現對機器人的有效控制，使得機器人采取一定的活動。服務環境中的感知器件能夠實現對多個環境下數據信息的充分感知，并將其運用到具體的應用過程中，從而最終達成相應的目的，滿足在機器人的工作需求，能夠實現對各種物體的位置、形狀與動作以及各種行為等進行充分有效的感知，并將其轉化成各種信息數據。在很多的領域中都有著廣泛的應用價值。

2 機器人視覺裝配系統的設計分析

機器人視覺裝配系統的設計主要包括了機器人視覺裝配系統的控制方式分析，視覺系統的整體結構，雙目立體視覺系統分析與轉換矩形的求解分析等幾個部分，下文分別對此進行了相應分析。

2.1 機器人視覺裝配系統的控制方式分析

在機器人視覺裝配系統的控制方式方面主要體現在先看后動與視覺伺服兩個組成部分。其中在先看后動處理方式中機器人控制與視覺處理是分開進行的。在具體的工作過程中首先是對目標圖像進行有效收集，在得到這些圖像之后進行目標點坐標的設置，并且將其放置到機器人坐標體系之中，機器人在這些坐標的指導之下能夠獲得相應的位置數據。在視覺伺服這種工作方式中要求邊看變動，能夠實現對于圖像的不斷收集，在對此進行分析的基礎上能夠得到機器人的具體位置，將其與具體的期望數據進行對比分析，能夠達到閉環反饋控制的效果。從而最終實現對機器人的有效控制，使得機器人采取一定的活動。

2.2 視覺系統的整體結構

機器人視覺系統創建的基礎是人類的視覺系統，要求能夠對光線信號進行充分有效感知，主要采用的方式是收集相應環境方面的信息數據，并對其進行有效的處理與學習。由計算理論層、表達和算法層與硬件實現層等幾個部分共同構成了機器人視覺系統等組成部分，不同的組成部分分別是針對了不同的項目內容。

2.3 雙目立體視覺系統分析

在雙目立體視覺系統中的攝像機擺放位置上主要是以水平方向上居多，在進行運行過程中主要采用的步驟是利用兩個不同的攝像機在不同的位置之上進行圖像數據的采集工作，從而最終得到在同一個時間點之上的兩個匹配點，并且對兩者之間的數據類型進行充分對比分析，重點找出其中存在的不同點，最終在一定的視覺范圍之內獲得需要的資源數據信息。

對雙目立體視覺系統工作進行以下布置，首先是對兩邊圖像中的像素點運用aL（uL，vL）與aR（uR，vR）進行表示，在計算過程中將這兩個點當做共軛點，把兩個像素點和攝像機光心D進行連接，將O設置為光軸，從而最終得到射線的交點A（x，y，z），在這一點之上得到視差計算物體的位置信息等數據信息。

將其運用在工業生產過程中需要充分簡化計算過程，在此基礎上達到比較高的系統處理效率，促進其穩定性的提升。在運行過程中左右兩個攝像機處于平行關系，能夠在很大程度上簡化其計算過程，具有很大的應用空間。

設計過程中需要充分對攝像機的位置進行標定。任何兩臺攝像機之間都有一些細微的差別，在運用過程中如果出現透鏡畸形現象，則難以創建出充分有效的模型。為此要求在創建過程中充分結合攝像機透鏡的畸變數據與攝像機的內部屬性等，從而實現充分分析攝像機之間的關系特征等，從而最終得到立體視覺計算模型。

在對攝像機進行標定過程中，需要充分打印出標定的模板信息，并充分計算出攝像機的各種參數，主要包括外參數與內參數等數值。之后利用過Brown方法充分計算出畸變參數等數值，在此基礎上進行有效的參數處理。之后進行有效的立體匹配過程，這一方式的運用能夠充分對不同的圖片進行有效匹配與對比等。

2.4 轉換矩形的求解分析

轉換矩形的求解分析中需要利用機器人中坐標位置進行充分定位能夠得到其中的零部件信息。為了實現這一工作目的，需要充分測量數據，從而有效描繪出其結果信息。在完成以上步驟之后，充分固定攝像機平臺，從而充分得出相應的結果數據。

3 視覺系統定位精度實驗

首先進行三維重建，如此能夠利用對比的方式得到實際距離與棋盤格距離等，在此基礎上進行有效的立體視覺系統精度等。并充分測量不同深度之下視覺系統中的定位精度，得到相應的數據知識。

根據實驗結果能夠看到在深度比較大的情況下進行定位中難以達到比較穩定的精度數值，其中的平均誤差越大其深度值也就越大。深度變化與定位精度之間具有一定的影響關系，在裝置平臺中具有比較大的應用價值。

結語

將物聯網系統運用到機器人視覺裝配系統研究中能夠充分解決目前機器人在工作過程中的一些限制因素，基于物聯網的工業機器人視覺裝配系統研究與實現能夠有效促進工業機器人視覺裝配系統的運用，提升智能化水平，提升企業發展中的競爭力。

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