视觉引导抓取应用中的手眼系统介绍

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  • 来源:光虎光电科技(天津)有限公司

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  • 发布时间:2021-12-10 06:22:21

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什么是手眼系统

在机器人技术中,手眼系统指的是一个直接连接到机械臂上,通常位于最后一个关节的后面。换句话说,与机械臂一起移动。这种方法在机器人技术中是相当新的,并且为较为传统的视觉系统的固定安装提供了替代方案,通常高于机器人的工作距离。虽然手眼方法可能使许多应用受益,但它的潜力在很大程度上受到标准视觉系统的限制。

手眼系统的优点

手眼方法在特定的应用中非常有用,因为它比固定视觉系统方法有更多的优势。首先,它可以覆盖更大的扫描量,因为它可以专门针对感兴趣的领域,灵活性更好。因此,视觉系统只受机器人的范围限制而不受其自身扫描体积的限制。

由于扫描距离是决定扫描精度的主要参数之一,相对于扫描距离较大的固定视觉系统,扫描距离较短的手眼视觉系统可以提供更高层次的细节。如果客户有一个装满小零件的大箱子,那么通过使用安装在机械臂上的扫描范围较短的小型扫描仪,就可以实现最高水平的细节。因此,机器人可以通过扫描仪从最佳距离拍摄箱子内的物体,并从不同的角度和角度扫描各个零件。但是,当一个固定的能够提供符合预期的细节水平时(如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL),建议选择固定的视觉系统的方法。

从近距离和任何角度扫描料框的能力也有效地消除了与阴影相关的挑战。用固定的视觉系统安装在料框上方很可能会导致料框的某些部分投射阴影,从而妨碍对某些部件进行相应的点云采集。在这种情况下,需要找到扫描仪相对于料框的最佳位置,有时甚至需要手动重新放置零件。手眼系统就可以轻松克服这一挑战。

光虎视觉认为手眼系统是一种越来越受欢迎的方法,在越来越多的机器人应用中站稳了脚跟。随着协作机器人的兴起,手眼系统的优势变得更加明显。

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手眼系统的缺点

首先,相对于固定的视觉系统而言,手眼系统的安装更加困难。此外,要找到一种最佳的方式来处理之前已部署好的线缆也更加困难。

手眼系统的其中一个缺点是与传感器发生碰撞的风险较高,特别是当它的尺寸较大时,很难在机器人手臂上找到视觉系统的最佳安装位置。另一个主要的缺点是机器人的运动会引起振动,这是机器视觉系统无法处理的。因此,在扫描采集过程中,机械臂需要保持静止,这可能会延长周期时间。因此,对于时间紧迫的应用场合,手眼方法并不是最恰当的解决方案。

在光虎视觉看来,许多情况下,与其选择安装步骤比较复杂的手眼系统,不如选择带有高质量3D视觉系统的方法,如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL。

当然,在一些应用程序中,手眼法是最好的选择。在这些情况下,上述手眼系统的缺点可以通过Photoneo的革命性的“平行结构光”技术来克服,这是唯一一种能够有效抵抗振动的3D传感方法,从而实现对移动物体的高质量3D扫描,而不需要运动工件。

手眼协调运动

在Photoneo MotionCam-3D中实现的“平行结构光”技术,可以实现手眼协调运动,无需任何权衡。MotionCam-3D是唯一能够在机械臂运动期间提供高质量扫描的3D视觉系统。该相机高度抗震动,不需要停止机器人。

由于该技术能够捕获移动速度高达144公里/小时的物体,所以机械臂运动引起的振动对3D点云数据的质量没有任何影响。使用该技术最大的好处是,机器人不需要停下来进行扫描,与市场上所有其他技术相比,这大大缩短了循环时间。因此,它为新的应用打开了大门,例如物体位置的即时跟踪。

这一技术在协作机器人的背景下也仍然有意义,因为使用固定视觉系统能检测的缺陷通常非常有限。协作机器人本身比雷火竞技app下载机器人慢,当与手眼方法结合时,周期时间甚至更长。MotionCam-3D克服了这一限制,如果连接到协作机器人的手臂上,也能完美地工作。

Motioncam-3D是任何机器人任务的终极解决方案——无论是静态场景还是动态场景。基于视觉系统的手眼方法的局限性现在是一个过去的问题。MotionCam-3D为快速扫描提供了很高的分辨率和精度,有效抵抗振动,比以往更短的周期。



【来源:Photoneo 官网】

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