AI + 3D 机器视觉
1分钟让机器手臂开始夹取

2D 与 3D 机器视觉差异与原理

2D 机器视觉只能捕捉物体 2 维空间 (X、Y) 位置,3D 机器视觉则额外取得 Z 轴的坐标信息,在制造领域不断进步至工业4.0的过程中,3D 视觉整合机器手臂的应用成为主流并占优势。
2D 成像透过工业相机可取得,但 3D 成像依光学结构可大致分为以下三类: 低精度的立体视觉 (Stereo Vision)、飞时测距 (Time of Flight,TOF) 及高精度的结构光 (Structured Light)。

立体视觉
(Stereo Vision)

模仿人类双眼运作的原理捕捉物体位置与结构,优点是省电、成本低,难题是易延迟且昏暗环境可能影响结果。 除了运用于机器人之外,也应用在新兴的 AR + AI 视觉检测与辨识系统

飞时测距
(Time of Flight,TOF)

透过红外线折返时间计算物体之间的距离,优点是速度快又抗干扰,但精准度较差。

结构光
(Structured Light)

投射特殊光纹(通常是黑白相间且不同方向的条纹)至物体上,根据光纹变形情况算出物体表面结构,同时高精度取得 Z 轴深度位置,目前在人脸辨识或 AOI 自动光学检测等领域都有应用。

AI 让机器手臂「看懂」物件

在部分复杂物体辨识上,单靠 3D 视觉的精度与准度仍有困难如: 复杂形状的半透明奶嘴位置辨识、小零件/高精度金属件机器手臂夹取。 若将 AI 与 3D 视觉系统进一步整合,能强化其辨识能力,使机器手臂以正确方向、位置取放物体。

再以外型不规则的极小工件机器手臂取放为例,虽 3D 视觉可辨识小的物体,但多只限于方正、圆形的外观,若不规则或复杂形状就经常辨识失败,例如ㄇ型金属件环堆叠时易交叠错位,此时就需要 AI 协助辨识并看懂物件。

半透明奶嘴应用
极小金属零件应用

1分钟学习完毕的深度学习 AI

3D 机器视觉整合 AI 难度高,除了「看」以外,还要考量从辨识到抓取的过程、机器手臂路径规划及运动控制等部分。

结合深度学习 AI 与动作规划模组 (Motion Planning) 的机器人夹取系统,最短 1 分钟即可让 AI 学习完毕,让机器人规划出最短,同时避免撞击其他物体的路径,以正确方向、位置等夹取,低成本、高效率满足混合拆垛 (Mixed Depalletizing)、配料 (Kitting)、随机取放 (Random Bin Picking )等需求。

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2 UR robot arms powered by AccuPick bin picking metal objects from 2 bins