深度感知對倉庫機器人應(yīng)用至關(guān)重要,尤其是在自主導(dǎo)航、物品拾取與放置、庫存管理等方面。
通過將深度感知與各種類型的3D數(shù)據(jù)(如體積數(shù)據(jù)、點云、紋理等)相結(jié)合,倉庫機器人可以在錯綜復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)自主導(dǎo)航,物品檢測,靈活避開障礙物,精準(zhǔn)拾取目標(biāo)物品,將其準(zhǔn)確無誤地放置在特定位置,同時有效優(yōu)化倉庫空間布局,提升作業(yè)效率。
倉儲應(yīng)用
3D視覺技術(shù)
3D傳感器是支持現(xiàn)實場景深度感知測量的基礎(chǔ)技術(shù)。常見的3D視覺技術(shù)如立體相機、激光雷達、渡越時間相機和激光三角測量。
3D技術(shù)的選擇取決于具體的應(yīng)用和需求,每項技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢。例如,激光雷達和激光三角測量技術(shù),由于內(nèi)置諸如旋轉(zhuǎn)鏡等運動部件,因此不適合在惡劣環(huán)境中使用。
立體相機不易受到陽光直射的干擾更適合戶外應(yīng)用場景。立體相機的成本通常低于其他3D傳感器。立體相機在計算圖像中的3D數(shù)據(jù)時,相較于上述其他技術(shù),需要更高的計算能力。部分立體相機配備了板載處理能力,從而減輕主機的數(shù)據(jù)處理負擔(dān)。
此外,在某些應(yīng)用場景下,物體的識別依賴于彩色圖像,而彩色點云則能提供更豐富的情境感知。相較于其他常見的3D視覺技術(shù)需要額外配備彩色相機,立體相機則能提供彩色圖像與彩色點云。
這往往是在范圍與精度之間做出的一種權(quán)衡考量。例如,遠程傳感器的精度相對較低,而短距離傳感器則具有較高的精度。在測距能力方面,激光雷達具備最遠的測距能力,其次是立體相機,最后是渡越時間傳感器。激光三角測量的覆蓋范圍雖然最短,但其精度卻更高。自主導(dǎo)航和障礙避讓功能需要較長的探測范圍,而物品拾取與放置操作只需中等范圍的覆蓋即可。近距離范圍探測主要用于物體的識別與檢查。
· 各種3D視覺技術(shù)范圍和精度的平衡 ·
立體技術(shù)廣泛適用于大多數(shù)倉庫機器人的應(yīng)用場景。它能提供靈活的覆蓋范圍和足夠的精度性能。它擁有較低的成本優(yōu)勢,能夠輕松適應(yīng)惡劣環(huán)境條件,同時提供物體識別所需的彩色圖像。
立體成像概述
立體成像技術(shù)模擬人類視覺中的3D感知原理。人類的雙眼從兩個不同視角觀察同一場景,可以通過視差(即兩個不同視角下物體位置的位移)推斷出距離。
在立體成像系統(tǒng)投入使用前,必須進行一次性相機校準(zhǔn),在每一幀圖像中,相機首先捕捉原始的左右圖像,隨后,在矯正步驟中,使用前期校準(zhǔn)得到的信息。經(jīng)過矯正的圖像被傳遞至立體匹配步驟,生成視差圖。最后,通過三角測量步驟將視差圖轉(zhuǎn)換為3D點云。
立體相機的關(guān)鍵設(shè)計驅(qū)動因素是3D精度。深度誤差由以下公式得出:ΔZ d。它取決于以下因子:
“Z” = 范圍
“B” = 基線,即兩臺相機之間的距離
“f”= 像素中的焦距,與相機視野及圖像分辨率相關(guān)。
基于此公式,深度誤差隨范圍的增加而呈二次方增長。這是立體相機在遠距離操作中面臨的一個主要局限性。為了減少誤差,我們可以采取多種措施,例如延長基線長度、提高分辨率或縮小視野范圍。
立體工業(yè)相機的應(yīng)用
使用自主移動機器人(AMR)的倉庫機器人技術(shù)
深度感知對倉庫機器人應(yīng)用至關(guān)重要,尤其是在自主導(dǎo)航、物品拾取與放置、庫存管理等方面。
通過將深度感知與各種類型的3D數(shù)據(jù)(如體積數(shù)據(jù)、點云、紋理等)相結(jié)合,倉庫機器人可以在錯綜復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)自主導(dǎo)航,物品檢測,靈活避開障礙物,精準(zhǔn)拾取目標(biāo)物品,將其準(zhǔn)確無誤地放置在特定位置,同時有效優(yōu)化倉庫空間布局,提升作業(yè)效率。
自主移動機器人(AMR)應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)立體相機的特征:
高幀率
低延遲
堅固可靠
校準(zhǔn)保留
寬視野
遠距離工作能力
適用于室內(nèi)外的高動態(tài)范圍
使用拾取與放置機器人的倉庫機器人技術(shù)
立體相機倉庫機器人另一個應(yīng)用是拾取與放置作業(yè),這類機器人能夠精準(zhǔn)地拾取零件或物品,并將其放置到其他位置。
該應(yīng)用的關(guān)鍵組件包括一個用于感知周圍環(huán)境的視覺系統(tǒng)、一個用于數(shù)據(jù)處理制定決策的控制系統(tǒng),以及一個帶有夾具或吸盤用于操控各種物體的機器人手臂。
相較于人工拾取與放置,這類機器人的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其更高的準(zhǔn)確性和一致性上。它們具備出色的環(huán)境適應(yīng)性,能夠靈活應(yīng)對各種變化,同時高效執(zhí)行重復(fù)性任務(wù),從而釋放人力,使之投入到更為復(fù)雜的作業(yè)中,最終推動生產(chǎn)力和效率的雙重提升。
拾取與放置機器人應(yīng)用廣泛,涵蓋裝配、托盤化、去托盤化和箱子拾取等多個領(lǐng)域。以箱子拾取為例,其目標(biāo)是從容器中移除隨機放置的物體。首先,視覺系統(tǒng)需要識別和定位物體,隨后計算其方位,確保夾具能夠正確拾取。然后,控制系統(tǒng)規(guī)劃出機器人的移動路徑,有效避開途中的障礙物。最后,機器人順利拾起物體,并將其放置于指定位置。
自拾取與放置機器人應(yīng)用中標(biāo)準(zhǔn)立體相機的特征:
低延遲
堅固可靠
校準(zhǔn)保留
揚塵/潮濕的工業(yè)環(huán)境
針對不同大小的物體,需要在視野和工作距離上具備靈活性。
Bumblebee X 立體相機賦能工業(yè)自動化
新一代的Bumblebee X 立體相機,提供高分辨率、優(yōu)異的精度和先進的板載處理能力。此外,其出色的工業(yè)設(shè)計、IP67 防護等級和5GigE 接口確保其能穩(wěn)定集成在工業(yè)環(huán)境中。
Bumblebee X 的主要特點包括:
高分辨率與高精度
利用強大的立體算法的板載處理
24cm基線的遠距離工作
靈活的視野選項(60、80 和 105 度)
具備IP67工業(yè)設(shè)計的高可靠性和堅固性
具備5G網(wǎng)口接口的高帶寬和低延遲
長時間的校準(zhǔn)保留
兼容外部圖案投影儀
產(chǎn)品生命周期長
支持ROS(機器人操作系統(tǒng))和GenICam
SDK功能豐富且易用
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