讓機器人眼明腦快的奧秘:嵌入式視覺系統

2020-12-08 電子產品世界

編者按：新一代工業機器人的核心特徵是智能化，實現工業機器人智能化，就必須讓機器人擁有明亮的「雙眸」和靈活的「大腦」。

　　傳統的機器人需要人事前進行編程,而新一代工業機器人的核心特徵是智能化。科研團隊逐漸將工業機器人研發重點由基礎技術研發向應用開發轉變，使工業機器人更加智能化，具有更強的感知能力、更好的機敏性，並且可以自主執行任務

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/278683.htm

　　要實現工業機器人智能化，就必須讓機器人擁有明亮的「雙眸」和靈活的「大腦」。為了實現這個目標，中科院自動化所高技術創新中心主任原魁研究員率領團隊潛心攻關，長期專注於智慧機器人關鍵技術研究與應用，在高性能嵌入式機器人視覺系統、視覺導引AGV技術、工業機器人自動編程技術等方面取得了突出的創新成效。

　　他們開發的高性能嵌入式機器人視覺系統能夠在FPGA(現場可編程門陣列)上實現80多種圖像處理算法，處理速度遠高於普通視覺系統，還能以100幀/秒以上的高速進行圖像採集，具有功耗低、尺寸小、通用性好的特點。原魁介紹說，將這一視覺系統應用於各種工業機器人系統，可以提高工業機器人的智能水平，使機器人可以完成自動搬運、不良品檢測等傳統的工業機器人難以完成的任務。作為高性能機器人視覺系統的另外一種應用，原魁團隊還將工業機器人安裝在一臺AGV(自動導引運輸車)上，使機器人可以自動完成冰箱、洗衣機等家電產品門的開閉工作，為家電產品的測試提供了一種新的技術途徑。

　　他們開發的工業機器人自動編程方法，改變了工業機器人需要通過專業技術人員花2天時間人工示教才能「領會」工作的繁瑣，而是能讓機器人根據普通技術人員的預定方案在30分鐘內自動生成指令。這種自動編程方法讓工業機器人能夠自動處理碰撞等危險情況，還能根據情況靈活修改生成指令。

　　原魁團隊將突破的這些關鍵技術集成應用在了一種大型裝備的自動噴塗機器人系統中。與人工塗裝相比，這種機器人在自動噴塗過程中，通過快速生成三維模型、自動生成程序、實時檢測誤差、自動修正軌跡指令等，減少了噴塗時間、提高了工作效率，讓工人們避免承受勞動強度大、危害身體健康的負擔。

　　面對不俗的創新成績，原魁團隊依然保持著冷靜和客觀的心態。「與國外同行相比，我國的機器人研究還有一些差距。我國每年從國外進口電機等器械部件就要花費近1000億元。要縮小差距，我們就必須加速創新，讓自己擁有更多的核心技術，同時還要降低開發及應用的成本，這也是我們團隊當前的重要目標。」原魁說。

　　這種以「降低成本」進行自我約束的高難度攻關，讓原魁團隊的創新能量源源不斷地釋放。他們在工業機器人核心構成——「伺服電機控制」研究中，巧妙地通過自主設計開發的專用電路同時實現了高精度電機控制和有效降低成本的雙重目標。在這個過程中，他們團隊培養了軟硬體兩手抓、兩手都硬的創新優勢。

　　今後，這個有心、用心的創新團隊將繼續為我國工業機器人發展貢獻更大的智慧和力量。

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