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        視覺引導抓取應用中的手眼系統介紹

        • 來源:光虎

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        什么是手眼系統

        在機器人技術中,手眼系統指的是一個視覺系統直接連接到機械臂上,通常位于最后一個關節的后面。換句話說,視覺系統與機械臂一起移動。這種方法在機器人技術中是相當新的,并且為較為傳統的視覺系統的固定安裝提供了替代方案,通常高于機器人的工作距離。雖然手眼方法可能使許多應用受益,但它的潛力在很大程度上受到標準視覺系統的限制。

        手眼系統的優點

        手眼方法在特定的應用中非常有用,因為它比固定視覺系統方法有更多的優勢。首先,它可以覆蓋更大的掃描量,因為它可以專門針對感興趣的領域,靈活性更好。因此,視覺系統只受機器人的范圍限制而不受其自身掃描體積的限制。

        由于掃描距離是決定掃描精度的主要參數之一,相對于掃描距離較大的固定視覺系統,掃描距離較短的手眼視覺系統可以提供更高層次的細節。如果客戶有一個裝滿小零件的大箱子,那么通過使用安裝在機械臂上的掃描范圍較短的小型掃描儀,就可以實現最高水平的細節。因此,機器人可以通過掃描儀從最佳距離拍攝箱子內的物體,并從不同的角度和角度掃描各個零件。但是,當一個固定的視覺系統能夠提供符合預期的細節水平時(如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL),建議選擇固定的視覺系統的方法。

        從近距離和任何角度掃描料框的能力也有效地消除了與陰影相關的挑戰。用固定的視覺系統安裝在料框上方很可能會導致料框的某些部分投射陰影,從而妨礙對某些部件進行相應的點云采集。在這種情況下,需要找到掃描儀相對于料框的最佳位置,有時甚至需要手動重新放置零件。手眼系統就可以輕松克服這一挑戰。

        光虎視覺認為手眼系統是一種越來越受歡迎的方法,在越來越多的機器人應用中站穩了腳跟。隨著協作機器人的興起,手眼系統的優勢變得更加明顯。

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        手眼系統的缺點

        首先,相對于固定的視覺系統而言,手眼系統的安裝更加困難。此外,要找到一種最佳的方式來處理之前已部署好的線纜也更加困難。

        手眼系統的其中一個缺點是與傳感器發生碰撞的風險較高,特別是當它的尺寸較大時,很難在機器人手臂上找到視覺系統的最佳安裝位置。另一個主要的缺點是機器人的運動會引起振動,這是機器視覺系統無法處理的。因此,在掃描采集過程中,機械臂需要保持靜止,這可能會延長周期時間。因此,對于時間緊迫的應用場合,手眼方法并不是最恰當的解決方案。

        在光虎視覺看來,許多情況下,與其選擇安裝步驟比較復雜的手眼系統,不如選擇帶有高質量3D視覺系統的方法,如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL。

        當然,在一些應用程序中,手眼法是最好的選擇。在這些情況下,上述手眼系統的缺點可以通過Photoneo的革命性的“平行結構光”技術來克服,這是唯一一種能夠有效抵抗振動的3D傳感方法,從而實現對移動物體的高質量3D掃描,而不需要運動工件。

        手眼協調運動

        在Photoneo 3D相機MotionCam-3D中實現的“平行結構光”技術,可以實現手眼協調運動,無需任何權衡。MotionCam-3D是唯一能夠在機械臂運動期間提供高質量掃描的3D視覺系統。該相機高度抗震動,不需要停止機器人。

        由于該技術能夠捕獲移動速度高達144公里/小時的物體,所以機械臂運動引起的振動對3D點云數據的質量沒有任何影響。使用該技術最大的好處是,機器人不需要停下來進行掃描,與市場上所有其他技術相比,這大大縮短了循環時間。因此,它為新的應用打開了大門,例如物體位置的即時跟蹤。

        這一技術在協作機器人的背景下也仍然有意義,因為使用固定視覺系統能檢測的缺陷通常非常有限。協作機器人本身比工業機器人慢,當與手眼方法結合時,周期時間甚至更長。MotionCam-3D克服了這一限制,如果連接到協作機器人的手臂上,也能完美地工作。

        Motioncam-3D是任何機器人任務的終極解決方案——無論是靜態場景還是動態場景?;谝曈X系統的手眼方法的局限性現在是一個過去的問題。MotionCam-3D為快速掃描提供了很高的分辨率和精度,有效抵抗振動,比以往更短的周期。



        【來源:Photoneo 官網】

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