3D視覺的進(jìn)步--軟件改善箱中取物

無序的箱中取物難以執(zhí)行是由于每個(gè)目標(biāo)物體都被任意且毫無章法地放置在容器中。

有序的箱中取物，即每個(gè)目標(biāo)物體都按規(guī)則且可預(yù)測的模式排列。

半有序的箱中取物對于機(jī)器人而言較為困難，因?yàn)閮H可預(yù)見部分目標(biāo)物體的位置。

作為制造業(yè)自動(dòng)化過程中的關(guān)鍵組成部分，工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量在全球范圍內(nèi)逐年遞增。以美國為例，2017年的數(shù)量是每10000個(gè)員工中有200個(gè)機(jī)器人，全球排名第七。韓國位居第一，機(jī)器人數(shù)量是710，其次是新加坡，數(shù)量是658。

許多工業(yè)生產(chǎn)過程如今都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，而這在幾年前還是不可想象的。在工業(yè)自動(dòng)化需克服的眾多難題中，極主要的問題之一便是視覺引導(dǎo)的機(jī)器人技術(shù)，尤其是箱中取物領(lǐng)域，它涉及到機(jī)器人對箱中任意擺放物體的選擇與拾取。機(jī)器人在取物后要對物體做些什么取決于具體的應(yīng)用領(lǐng)域。有時(shí)機(jī)器人取物后的投放位置和定位無關(guān)緊要，它在取物后僅需將物體放入另一容器中或傳送帶上，比如非托盤化運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域。

在其他領(lǐng)域中，機(jī)器人需要以規(guī)定的方式放置所拾取的物體。這種取放方式涉及的應(yīng)用領(lǐng)域包括零件的自動(dòng)化組裝或后加工處理，其中可能涉及到檢測系統(tǒng)，物體被拾取后可能會(huì)檢測為不良品。這種方式使得整個(gè)自動(dòng)化過程的效率得到更優(yōu)化。

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拾取信封屬于對選取物體的放置位置無要求（pick and drop）的應(yīng)用，在這種情況下放置的位置和定位無關(guān)緊要。機(jī)器人只需將信封放在傳送帶上即可。

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在對選取物體的放置位置有要求（pick and place）的應(yīng)用領(lǐng)域中，機(jī)器人拾取目標(biāo)物體后定向地將其放置在確切的位置。

箱中取物的另一分類方法是基于目標(biāo)物體被拾取之前在箱中的排列方式。根據(jù)此分類，箱中取物可分為三種類型：有序化、半有序化和無序化取物。

有序化箱中取物是較簡單直接的機(jī)械化應(yīng)用。每個(gè)目標(biāo)物體都按有序且可預(yù)測的模式排列，因此機(jī)器人可以輕而易舉地拾取目標(biāo)物體。例如在如下場景中，箱中的瓶子有序排列，瓶蓋朝上讓機(jī)器人可以輕松地拾取到。雖然需要花費(fèi)額外的時(shí)間將瓶子有序地放置在箱中，但是每個(gè)物體之間的取放時(shí)間整體得到了縮減。

半有序化的箱中取物涉及的應(yīng)用領(lǐng)域包括部分目標(biāo)物體有序排列的情況。這給機(jī)器人對目標(biāo)物體的定位和拾取增加了難度。比如拾取成堆放置的部件，如用于熱加工成型的金屬板。每個(gè)物體的拾取時(shí)間取決于具體的應(yīng)用領(lǐng)域以及排放的難度。

對于無序化箱中取物而言，箱中每個(gè)目標(biāo)物體的位置都是完全隨機(jī)且不可預(yù)測的。比如，無序化箱中取物適用于裝滿隨意放置的小型金屬配件的容器，這些小型金屬配件需要被一個(gè)一個(gè)地拾取。這些配件可能疊放或纏在一起，從而進(jìn)一步加大了定位和后續(xù)拾取的難度。這一類分揀是較先進(jìn)的，它將箱中取物帶入了一個(gè)新的領(lǐng)域。同時(shí)它也取決于機(jī)器視覺和抓取技術(shù)的先進(jìn)程度。

審核編輯 ：李倩