机器人视觉定位原理_机器人视觉定位的方法

随着工业演化的进程不断加速，机器人的智能化程度成为了决定性因素。传统的工业机器人，受限于结构化环境中的预定指令动作，缺乏环境感知与应变能力，其应用范围受到了极大的限制。借助机器人的视觉控制，我们能够实现突破。这一创新方法无需对工业机器人的运动轨迹进行预先示教或离线编程，从而大幅节约了编程时间，提高了生产效率和加工质量。这就是我们今天讨论的基于机器视觉的工业机器人定位技术。

在国内，这一技术最早被巧妙地应用于焊接机器人对焊缝的精准跟踪。其中，维视图像的视觉采集设备及图像处理软件，凭借其卓越的视觉引导功能，成为行业内的先驱和首选解决方案。

机器人视觉定位系统的典型结构，如同一个精密的导航图，其中关节型机器人在末端安装了单个摄像机，确保工件能够完全呈现在摄像机的视野中。这个系统主要由两部分构成：摄像机系统和控制系统。

摄像机系统，由单个摄像机和计算机（包括图像采集卡）组成，是视觉图像采集和机器视觉算法的核心。当前行业技术发展中，数字相机因其丰富的开发包函数、高分辨率、高帧率、良好的通用性及稳定性，成为理想的选择。维视图像的MV-EM/E系列工业相机，更是我们强烈推荐的首选。

控制系统则由计算机和控制箱构成，负责控制机器人末端的实际位置。通过CCD摄像机对工作区域进行拍摄，计算机利用图像识别方法，精准提取跟踪特征，进行数据识别和计算。随后，通过逆运动学求解，得出机器人各关节的位置误差值，从而控制高精度的末端执行机构，调整机器人的位姿。

视觉引导机器人的工作原理，如同一个智能导航程序。使用CCD摄像机（包括镜头等图像采集设备）将视频信号输入计算机，然后通过专用软件对其进行快速处理。处理过程中，首先选取被跟踪物体的局部图像，相当于进行一次离线学习，建立坐标系并训练系统寻找跟踪物。学习结束后，相机持续采集图像，实时提取跟踪特征，进行数据识别和计算。这些计算的结果通过逆运动学转换为机器人各关节的位置给定值，从而控制机器人的精确动作。

视觉定位系统的软件流程结合了基于区域的匹配和形状特征识别，能够快速准确地识别出物体特征的边界与中心。机器人控制系统通过逆运动学求解，精准调整机器人各关节的转角，消除位置误差。这样，视觉定位系统不仅解决了机器人末端实际位置与期望位置的距离问题，还大幅提升了传统机器人的定位精度。