技術(shù)的演進(jìn)與創(chuàng)新，推動(dòng)制造業(yè)的變革與進(jìn)步

智能化、仿生化是工業(yè)機(jī)器人的高階段，隨著材料、控制等技術(shù)不斷發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品越來越多的產(chǎn)品化，逐步應(yīng)用於各個(gè)場合。

伴隨物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，多傳感器、分布式控制的精密型工業(yè)機(jī)器人將會(huì)越來越多，逐步滲透制造業(yè)的方方面面，并且由制造實(shí)施型向服務(wù)型轉(zhuǎn)化。

具有觸覺、力覺或視覺的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。

機(jī)器人視覺，作為AI(人工智能)一個(gè)快速增長的分支，目的是能夠給機(jī)器人與我們自己相當(dāng)?shù)囊曈X，在過去幾年中，由于研究人員運(yùn)用專門的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以幫助機(jī)器人識別和理解來自現(xiàn)實(shí)世界的圖像，機(jī)器人視覺已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。

機(jī)器人有了視覺系統(tǒng)的配合，猶如人有了一雙明亮的眼睛，能實(shí)現(xiàn)在工件位置不準(zhǔn)確工況下的自動(dòng)化生產(chǎn)。

2D相機(jī)是通過機(jī)器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，根據(jù)判別的結(jié)果通過數(shù)字變量信息傳輸給機(jī)器人，讓機(jī)器人根據(jù)新的產(chǎn)品信息進(jìn)行工作。

目前2D相機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人搬運(yùn)，裝配等工作。

線激光是使用激光三角測量原理, 對不同被測物體表面進(jìn)行二維輪廓掃描。

激光束被一組特定透鏡放大用以形成一條靜態(tài)激光線，投射到被測物表面上。高品質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)將該激光線的漫反射光，投射到高度敏感的傳感器感光矩陣上。除了傳感器到被測物體的距離信息（Z軸），控制器還可以通過這組圖像來計(jì)算沿激光線（x軸）上的位置。傳感器輸出一組二維坐標(biāo)值，坐標(biāo)系的原點(diǎn)與傳感器本身相對固定。通過移動(dòng)被測物體或傳感器，便可得出三維測量結(jié)果。

目前線激光廣泛應(yīng)用于弧焊或激光焊的焊縫掃描、車身在線測量等。

3D攝影測量通過軟件處理采集好的照片來得到待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這些照片是用一個(gè)高精度的專業(yè)相機(jī)，通過在不同的位置和方向，對同一物體進(jìn)行拍攝所獲取的。軟件會(huì)自動(dòng)處理這些照片，通過圖像匹配等處理及相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算后，得到待測點(diǎn)準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)。處理完畢，被測對象的三維數(shù)據(jù)將會(huì)進(jìn)入到坐標(biāo)系統(tǒng)中，就好像以前測量過或者處理過一樣。如果需要的話，測量軟件還內(nèi)置了分析工具，三維數(shù)據(jù)可以被輸出，這些被測量的物體一般是事先手動(dòng)貼上回光反射標(biāo)志，或者是通過投點(diǎn)器投射上點(diǎn)，或者是探測棒上的點(diǎn)。

基于結(jié)構(gòu)光的三維成像，實(shí)際上是三維參數(shù)的測量與重現(xiàn)，需要投射結(jié)構(gòu)光到被測物體上，通過結(jié)構(gòu)光的變形（或者飛行時(shí)間等）來確定被測物的尺寸參數(shù)。

常用光柵投影技術(shù)的其主要原理是通過計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)生正弦條紋，將該正弦條紋通過投影設(shè)備投影至被測物，利用CCD相機(jī)拍攝條紋受物體調(diào)制的彎曲程度，解調(diào)該彎曲條紋得到相位，再將相位轉(zhuǎn)化為全場的高度。

例如ABB的協(xié)作機(jī)器人Yumi已可以安裝在AGV上行走并完成設(shè)定的工作，如果加上結(jié)構(gòu)光視覺，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字化完成自主工作已不遙遠(yuǎn)。

隨著連續(xù)采用這些技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專用機(jī)器視覺硬件，我們正在迅速縮小人類和機(jī)器視覺之間的差距。

在將來的某一天，我們甚至開始看到機(jī)器人的視覺能力，可能會(huì)超越我們自己，使它們能夠完成許多復(fù)雜的任務(wù)，并且我們的社會(huì)將會(huì)完全自主運(yùn)作。