虹科智能感知事業(yè)部專注于智能感知與機(jī)器視覺領(lǐng)域，已經(jīng)和ID?????????S，Blickfeld和Gidel等有著重要地位的國際公司展開深度的技術(shù)合作。我們的解決方案包括3D激光雷達(dá)，工業(yè)相機(jī)，視覺處理平臺，圖像采集卡及視覺系統(tǒng)集成等。虹科的工程師積極參與國內(nèi)外專業(yè)協(xié)會和聯(lián)盟的活動，我們非常重視技術(shù)培訓(xùn)和積累，公司定期與國內(nèi)外專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流和培訓(xùn)。

相信大家都經(jīng)歷過一件事:組裝新家具。把零件按順序排列好，查看安裝說明，發(fā)現(xiàn)要花費(fèi)的時間比預(yù)期要長!

新加坡南洋理工大學(xué)(NTU Singapore)的科學(xué)家們研制了一種機(jī)器人，可以獨(dú)立組裝椅子的各個零件。該機(jī)器人由一個HK Ensenso N35 3D相機(jī)和兩個能抓取物體的機(jī)器臂組成。?????????

應(yīng)用

為了幫助機(jī)器人組裝宜家的椅子，來自“機(jī)械與航空工程學(xué)院”的團(tuán)隊(duì)用三個不同的開源庫對算法進(jìn)行編碼。機(jī)器人的硬件設(shè)計是為了模擬人們?nèi)绾伟惭b物體:“眼睛”為3D攝像頭，“手臂”為能夠在六個軸上運(yùn)動的工業(yè)機(jī)械臂。每只機(jī)械臂都有抓手來抓取物體。手腕上安裝了力傳感器，以確定“手指”的握力以及它們使物體相互接觸的強(qiáng)度。

機(jī)器人開始組裝過程時，會拍攝地面上各部件的3D圖像，生成各部件估計位置的地圖，由HK Ensenso 3D相機(jī)完成。相機(jī)的工作原理是模仿人類視覺的“投影紋理立體視覺”(stereo vision)。兩臺相機(jī)從兩個不同的位置獲取同一場景的圖像。雖然攝像機(jī)看到的場景內(nèi)容是相同的，但根據(jù)攝像機(jī)的投影射線得到的物體位置不同。特殊的匹配算法比較兩幅圖像，搜索相應(yīng)的點(diǎn)，并在視差圖中可視化所有點(diǎn)的位移。虹科提供軟件可以確定每個單獨(dú)的圖像像素或物體點(diǎn)的三維坐標(biāo)，以便于完成椅子的組裝。

難點(diǎn)

難點(diǎn)是在混亂的環(huán)境中盡可能精確、快速、可靠地定位組件。虹科3D相機(jī)依賴大功率投影儀足以滿足這些需求。即使在艱難的光線條件下，投影儀也能通過圖像掩模在物體表面產(chǎn)生高對比度的紋理。投射的紋理補(bǔ)充了宜家椅子組件上薄弱或不存在的物體表面結(jié)構(gòu)。

這個應(yīng)用利用了虹科N35系列相機(jī)中獨(dú)有的FlexView投影儀技術(shù)，投影在組件物體表面上的模式可以改變表面上的紋理，檢測得到的深度信息非常精確完整，該項(xiàng)技術(shù)是通過獲取同一目標(biāo)場景的不同紋理的多幅圖像融合成一幀圖像得到。另一個優(yōu)勢是HK Ensenso軟件提供機(jī)器人手眼標(biāo)定功能。使用一個標(biāo)定板，它確保相機(jī)坐標(biāo)系(在這種情況下是相機(jī)是靜止的)的位置是相對于基礎(chǔ)坐標(biāo)系(組件的位置)確定的。這使得機(jī)器人的手能夠準(zhǔn)確地對圖像信息做出反應(yīng)，并準(zhǔn)確地到達(dá)目的地。

“對于一個機(jī)器人來說，把椅子精確的拼湊比人為工作更復(fù)雜”南洋理工大學(xué)的Pham Quang Cuong教授解釋道?！氨仨毞纸獬刹煌牟襟E，比如識別不同的椅子部件在哪里，抓住這些部件所需要的力量，以及確保機(jī)械手臂在移動時不會相互碰撞。通過相當(dāng)大的工程努力，我們開發(fā)了算法，使機(jī)器人能夠自行組裝椅子?！苯Y(jié)果是南洋理工大學(xué)的機(jī)器人只用了8分55秒就安裝好宜家的“斯第芬”椅子。

前景

據(jù)Pham Quang Cuong教授介紹，人工智能將使這一應(yīng)用在未來更加獨(dú)立和有前途:“我們希望在這種方法中融入更多的人工智能，使機(jī)器人更加自主，這樣它就可以通過人類演示或閱讀安裝手冊，甚至從組裝產(chǎn)品的圖片中學(xué)習(xí)組裝椅子的不同步驟?！?/p>

新加坡南洋理工大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)的機(jī)器人被用于對機(jī)敏操作的研究，這是一個需要精確控制專用機(jī)器人手或手指的力量和運(yùn)動的機(jī)器人領(lǐng)域。這需要所有硬件和軟件組件的完美交互。使用虹科3D相機(jī)進(jìn)行三維圖像處理是解決問題的關(guān)鍵。它在準(zhǔn)確性上、經(jīng)濟(jì)和速度方面都令人信服。

這標(biāo)志著家具組裝的真正進(jìn)步，且不止于此。

虹科Ensenso N35

快速和精確的3D視覺

●GigE接口-靈活多樣

● 緊湊，堅(jiān)固的鋁外殼

● IP65/67

●全局曝光CMOS傳感器和點(diǎn)圖案激光器，可選藍(lán)色或紅外led

●最大幀率（3D）：10

●工作距離最遠(yuǎn)3000mm(N35)且可調(diào)節(jié)

●輸出單個3D點(diǎn)云

●提供手眼標(biāo)定步驟指引，易于設(shè)置

●帶有標(biāo)定板的機(jī)器人手眼標(biāo)定集成功能

●可集成uEye工業(yè)攝像頭的軟件，例如，捕捉附加的顏色信息或條形碼

●靈活的數(shù)據(jù)和幀率的采樣和疊加

審核編輯 ：李倩