機器視覺引導與定位

    視覺引導與定位是工業機器人應用領域中廣泛存在的問題。對于工作在自動化生產線上的工業機器人來說，其完成最多的一類操作是“抓取－放置”動作。為了完成這類操作，對被操作物體定位信息的獲取是必要的，首先機器人必須知道物體被操作前的位姿，以保證機器人準確地抓取；其次是必須知道物體被操作后的目標位姿，以保證機器人準確地完成任務。在大部分的工業機器人應用場合，機器人只是按照固定的程序進行操作，物體的初始位姿和終止位姿是事先規定的，作業任務完成的質量由生產線的定位精度來保證。為了高質量作業，就要求生產線相對固定，定位精度高，這樣的結果是生產柔性下降，成本卻大大增加，此時生產線的柔性和產品質量是矛盾的。
    視覺引導與定位是解決上述矛盾的理想工具。工業機器人可以通過視覺系統實時地了解工作環境的變化，相應調整動作，保證任務的正確完成。這種情況下，即使生產線的調整或定位有較大的誤差也不會對機器人準確作業造成多大影響，視覺系統實際上提供了外部閉環控制機制，保證機器人自動補償由于環境變化而產生的誤差。
    理想的視覺引導與定位應當是基于視覺伺服的。首先觀察物體的大致方位，然后機械手一邊運動一邊觀察機械手和物體之間的偏差，根據這個偏差調整機械手的運動方向，直到機械手和物體準確接觸為止。但是這種定位方式在實現上存在諸多困難。
    直接視覺引導與定位是一次性地對在機器人環境中物體的空間位姿進行詳細描述，引導機器人直接地完成動作。與基于視覺伺服的方法相比，直接視覺引導的運算量大大減少，為實際應用創造了條件，但這必須基于一個前提：視覺系統能夠在機器人空間中（基坐標系中）精確測定物體的三維位姿信。