机器人装配中的视觉引导定位技术分析

袁文礼

文章编号：2095-6835（2017）10-0055-01

摘 要：传统的机器人视觉技术存在一定的弊端，机器人定位不准确，因此，在新时期机器人装配中逐渐引入视觉技术，更有效地提升机器人抓取、放置等操作的准确性。

关键词：机器人装配；视觉引导定位；花键套；花键对准

中图分类号：TP242 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.055

花键是机器人装配中的重要组成部分，视觉引导定位技术的运用对机器人花键装配的要求更高。为满足这一发展要求，本文主要对机器人装配中视觉引导定位技术展开全面的分析。

1 视觉引导定位技术概述

在科学技术飞速发展的过程中，机器人视觉引导定位技术的发展也极为迅速，并被广泛应用于机器人工业制造中，提升了机器人抓取、放置动作的准确性。以往机器人在抓取、放置的过程中，由于缺乏准确的定位系统，机器人抓取、放置经常出现误差。而视觉引导定位技术的应用在很大程度上提升了机器人抓取、放置的准确度。

所有视觉引导定位技术主要是通过视觉系统实时了解具体的工作环境，并根据环境的变化对动作进行相应的调整，从而保证任务的正确完成。理想的视觉引导定位技术主要是在视觉的基础上，通过对物体的观察，掌握物体的大致方位。在抓取的过程中，机器人会一边运动一边观察手与物体之间的偏差，并将其作为调整方向的参考数据，逐渐调整手的运动方向，从而准确抓住物体。从实际来看，这样会大大增加机器人的运动量。因此，在对视觉引导定位技术的进一步研究中发现，可以通过一次性对环境中物体的空间位置进行详细的描述，并将其作为依据引导机器人直接完成相应的动作，相比于理想的视觉引导定位技术，可以减少机器人的运动量。当然，这项技术应用的前提是机器人所应用的视觉系统能够准确地对空间环境中的物体进行定位，反映出物体的三维，这样才能实现机器人的准确操作。

2 视觉引导定位技术分析

2.1 机器人装配中花键套花键的提取

花键套是机器人装配中的重要组成部分，装配过程中需重点考虑花键的提取，尤其是对区域生长的花键提取，必须予以重视。通常，区域生产主要依据是属于同一个躯体区域的像素具有相似的性质，应根据其特性对该区域内的像素点进行聚集，并实现对区域的分割。首先应选取分离区域的一个或一系列像素点作为分离生长的原始点，再结合区域的实际情况制订一个判别准则，并判断初始点一定范围内的点，以及将其中满足条件的点进行标记；结合新标记点的实际情况，对其附近点制订相应的判别准则，并以此判断，再将满足条件的点进行标记。经过多次重复执行这种操作，实现在原始种子的基础上生长出相似的区域。

2.2 机器人装配中花键立体测量技术

花键关键点的确定是机器人装配中花键立体测量技术的关键要素，由于机器人装配中花键会存在一定的差异，如果花键的匹配度不佳，不仅会影响到机器人的正常装配，同时还会影响机器人的正常使用，因此，应做好花键的立体测量工作。花键的轮廓测量是基于特征匹配策略进行的，而且在测量过程中应重点对圆心点进行分析。对于圆心来说，应满足以下条件：要求圆上的点到该圆心点的最小像素距离取得最大值；相反，或者要求圆上的点到该圆心点的最大像素距离取得最小值。如果区域生长中花键区域提取较为完整的画，应依据“圆上的点到圆心最大像素距离取得最小值”的原则对其进行计算，保证测量的有效性和准确性。

2.3 机器人装配中花键对准检测技术

结合以上分析了解到，如果花键不能很好地对准，会影响到机器人抓取、放置的准确性，也不利于机器人的稳定运行，因此，在机器人装配中运用视觉引导定位技术时，应对花键对准进行检测，为机器人的顺利装配及可靠运行夯实基础。通常情况下，花键轴套之间会存在间隙，在光线被遮挡的情况下会出现暗区。这就需要对花键套和花键轴进行很好的区分，而分析对准间隙的变化情况，则是明确间隙和对准程度关系的关键性因素。如果对准存在间隙，会在一定程度上影响机器人的装配效果，如图1所示。从图1中不难发现，花键轴与花键套之间存在一定的间隙。当发现花键轴与花键套对准存在间隙时，则需要对花键的间隙进行检测，并依据间隙的特征变化重新调整花键，使间隙区域逐渐缩小，之后逐渐对准，使间隙消失，完成花鍵套与花键轴之间的对准，从而保证花键与花键套之间的吻合，为机器人装配提供可靠的保障，利于发挥视觉引导定位技术的作用，提升机器人抓取和放置的准确性。

3 总结

综上所述，在机器人装配的过程中，只有考虑到视觉引导定位技术的装配要求，才能将技术优势充分发挥出来，提高机器人抓取和放置的准确性。可以说，在先进的视觉引导定位技术的牵引下，机器人的发展蒸蒸日上，为推动机器人的研发给予了一定的支持。当然，在装配中，也对视觉引导定位技术提出了更高的要求，尤其是机器人花键套、花键轴以及花键之间的关系、吻合度等，都是需要重点考虑的问题。希望通过本文对机器人装配中视觉引导定位技术的分析，能为推动机器人的发展提供一定的支持，同时也希望相关部门人员对视觉引导定位技术予以重视。

参考文献

[1]沈程慧，白瑞林，李新.视觉引导的装配机器人平面定位补偿方法[J].激光技术，2017（01）：79-84.

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〔编辑：刘晓芳〕