時間:2023-11-21 14:29:00來源:中國傳動網(wǎng)
機(jī)器視覺在生產(chǎn)制造中主要用在視覺引導(dǎo),尺寸測量,產(chǎn)品檢測,物體識別等幾個領(lǐng)域。 在這幾個領(lǐng)域中,一個最基本的算法就是產(chǎn)品識別和定位,比如視覺引導(dǎo)機(jī)器人,要在圖像中識別出要抓取的產(chǎn)品,并定位出坐標(biāo),才引導(dǎo)機(jī)器人到的產(chǎn)品位置。尺寸測量,產(chǎn)品檢測等也是一樣的,在測量和檢測之前,首先要知道有沒有產(chǎn)品,產(chǎn)品的位置在哪里,才可以應(yīng)用后續(xù)的各種分析工具。 因此,產(chǎn)品識別和定位是一個基本問題。
01視覺定位系統(tǒng)組成
依托機(jī)器視覺的機(jī)器人定位系統(tǒng)包含攝像機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 其中攝像機(jī)系統(tǒng)中包括計算機(jī)(具有圖像采集卡)、攝像機(jī),主要收集視覺圖像,并應(yīng)用機(jī)器視覺算法?刂葡到y(tǒng)包含控制箱和計算機(jī),對計算機(jī)末端具體位置完成控制。 工作區(qū)利用CCD攝像機(jī)進(jìn)行拍攝,并使用計算機(jī)識別圖像,得到跟蹤特征,完成數(shù)據(jù)的計算和識別,借助逆運動學(xué)方式獲取機(jī)器人每一位置的誤差,再對高精度末端執(zhí)行模塊進(jìn)行控制,科學(xué)調(diào)整機(jī)器人的位置和位姿。
02視覺定位系統(tǒng)關(guān)鍵因素
在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,尤其是工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用中,視覺識別定位系統(tǒng)顯得尤為重要,在實際的生產(chǎn)中,我們要關(guān)注的不僅是能不能準(zhǔn)確抓取,同時還要關(guān)注到其速度問題,而這一塊一直是行業(yè)內(nèi)的問題,我們經(jīng)常遇到的工業(yè)機(jī)器人抓取通常速度是比較慢的。而一旦將速度提升上來,抓取的精度便會產(chǎn)生問題。 這也是視覺識別定位系統(tǒng)的難題,接下來我們跟隨小矩來一起了解下吧。 首先是數(shù)據(jù)量,在較為復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中,系統(tǒng)需要準(zhǔn)確找到需要識別定位的產(chǎn)品; 其次是速度,如何在一些標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線將速度提升到ms級別,過往的算法雖然可以在普通發(fā)揮作用,但是隨著算法不斷發(fā)展,深度學(xué)習(xí)算法往往需要搭載更加理想的GPU來實現(xiàn); 然后便是問題的核心,定位精度,在深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,我們看到的圖像都是有一定的縮放,我們需要整個系統(tǒng)在原圖達(dá)到像素精度的匹配; 剩下的就是識別的準(zhǔn)確性,在很多情況下,我們能能到的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)很少,在這種狀態(tài),如何來進(jìn)一步提高識別的準(zhǔn)確性!
03視覺定位 面臨挑戰(zhàn)
如果要設(shè)計一個可行的產(chǎn)品識別和定位的算法,需要克服幾方面的困難:
1、快速的指定產(chǎn)品 工業(yè)產(chǎn)品千差萬別。因此,對于每一個具體的應(yīng)用,需要從幾張,甚至一張圖像上,快速指定需要查找的產(chǎn)品,比如當(dāng)前產(chǎn)線需要定位鉚釘?shù)奈恢,拍一張照片并進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí),就可以在后續(xù)的圖像中進(jìn)行搜索定位。
2、快速的搜索產(chǎn)品 對于一張200萬像素的圖片,通常要求在幾十毫秒的時間可以識別和定位出產(chǎn)品的位置。
3、高精度的定位 工業(yè)生產(chǎn)對精度和公差有嚴(yán)格的要求,因此產(chǎn)品的定位就要力求準(zhǔn)確,F(xiàn)在普遍要求識別定位算法可以達(dá)到一個像素級別的定位精度,甚至可以達(dá)到亞像素級別。
4、可以適應(yīng)產(chǎn)品缺失、遮擋、臟污等的影響 如果一個產(chǎn)品被遮擋,導(dǎo)致產(chǎn)品在圖像中缺失一定比列,需要依然可以識別定位到物體。反之,如果產(chǎn)品表面發(fā)生臟污,導(dǎo)致表面的特征發(fā)生變化,需要依然可以識別定位。
5、可以適應(yīng)光照亮度不均勻的影響 如果產(chǎn)品的亮度發(fā)生變化,比如一半亮一半暗,需要依然可以識別定位。
6、可以識別旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)品 產(chǎn)品通?赡茉360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
7、可以識別多個產(chǎn)品 一張圖像中可能有多個產(chǎn)品,需要分別識別定位。
8、可以準(zhǔn)確識別接近對稱的物體 接近對稱的物體很容易別識別成錯誤的方向,需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。
9、可以應(yīng)對物體的極性翻轉(zhuǎn) 比如學(xué)習(xí)的產(chǎn)品是白底黑字,但是實際上產(chǎn)品圖像有可能是黑底白字,需要可以識別。
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