工業(yè)機(jī)器人是如何識別物體進(jìn)行抓取任務(wù)的呢？從機(jī)器視覺的角度，由簡入繁從相機(jī)標(biāo)定，平面物體檢測、有紋理物體、無紋理物體、深度學(xué)習(xí)、與任務(wù)/運(yùn)動規(guī)劃結(jié)合等6個方面深度解析文章的標(biāo)題。首先，我們要了解，機(jī)器人領(lǐng)域的視覺（Machine Vision）跟計(jì)算機(jī)領(lǐng)域（Computer Vision）的視覺有一些不同：機(jī)器視覺的目的是給機(jī)器人提供操作物體的信息。所以，機(jī)器視覺的研究大概有這幾塊：1. 物體識別（Object Recognition）：在圖像中檢測到物體類型等，這跟 CV 的研究有很大一部分交叉；優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人2. 位姿估計(jì)（Pose Estimation）：計(jì)算出物體在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的位置和姿態(tài)，對于機(jī)器人而言，需要抓取東西，不僅要知道這是什么，也需要知道它具體在哪里；3. 相機(jī)標(biāo)定（Camera Calibration）：工業(yè)機(jī)器人廠因?yàn)樯厦孀龅闹皇怯?jì)算了物體在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，我們還需要確定相機(jī)跟機(jī)器人的相對位置和姿態(tài)，這樣才可以將物體位姿轉(zhuǎn)換到機(jī)器人位姿當(dāng)然，我這里主要是在物體抓取領(lǐng)域的機(jī)器視覺；SLAM 等其他領(lǐng)域的就先不講了。由于視覺是機(jī)器人感知的一塊很重要內(nèi)容，所以研究也非常多了，我就我了解的一些，按照由簡入繁的順序介紹吧：

搬運(yùn)機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中到底有什么樣的作用呢？在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，無論是單機(jī)還是組合機(jī)床，以及自動生產(chǎn)流水線，優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人都要用到機(jī)械手來完成工件的取放。對機(jī)械手的控制主要是位置識別、運(yùn)動方向控制和物料是否存在的判別。其任務(wù)是將傳送帶A上的工件或物品搬運(yùn)到傳送帶B上。機(jī)械手的上升、下移、左移、右移抓緊和放松都是用雙線圈三位電磁閥氣動缸完成。當(dāng)某個電磁閥通電時，就保持相對應(yīng)的動作，即使線圈再斷電仍然保持，直到相反方向的線圈通電，相對應(yīng)的動作才結(jié)束。工業(yè)機(jī)器人廠設(shè)備上裝有上、下、左、右、抓緊、放松六個限位開關(guān)，控制對應(yīng)工步的結(jié)束。傳送帶上設(shè)有一個光點(diǎn)開關(guān)，監(jiān)視工件到位與否。機(jī)械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)和操作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。

四六軸沖壓機(jī)器人安全，高效且節(jié)約成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量；一兩年內(nèi)可回收資本，為企業(yè)能節(jié)約6-8年的生產(chǎn)時間。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人安全性：人工在操作沖壓設(shè)備時，很容易發(fā)生安全問題，機(jī)器人不存在這樣的安全隱患。節(jié)省人力：眾所周知，國內(nèi)外勞動力成本越來越高，招工越來越難，國內(nèi)現(xiàn)在的勞動力成本已經(jīng)比以前漲了很多倍，六軸沖壓機(jī)器人四軸沖壓機(jī)器人可以完成代替勞動力的作用，大大減少勞動力成本。提高產(chǎn)品合格率：人工工作過程中，保修本錢高，零件返工頻頻，出產(chǎn)推遲，許多零件兼容性等疑問。關(guān)鍵的還是材料的浪費(fèi)，工業(yè)機(jī)器人廠現(xiàn)在的六軸機(jī)器人經(jīng)過精細(xì)化設(shè)置，可以讓每個材料用到低的浪費(fèi)提升商品質(zhì)量：六軸沖壓機(jī)器人四軸沖壓機(jī)器人經(jīng)過程序設(shè)置了之后，可以做到零失誤，產(chǎn)品質(zhì)量提升，為企業(yè)帶來更好的收益。

工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的工業(yè)機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個運(yùn)動自由度，其中腕部通常有1～3個運(yùn)動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，工業(yè)機(jī)器人廠通過RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到工業(yè)機(jī)器人控制柜。示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器（示教操縱盒），將指令信號傳給驅(qū)動系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領(lǐng)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍。

1.柔性，機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床，具有六個自由度，不僅可以實(shí)現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性，還可以實(shí)現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，但對于焊接生產(chǎn)而言，機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。從經(jīng)營角度看，設(shè)備的購入與產(chǎn)出平衡對企業(yè)來說非常重要，加之市場的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對縮短。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人如果采用焊接專機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn)，在產(chǎn)品換型時，焊接專機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化，從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度，這種延誤極有可能嚴(yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)，企業(yè)只需編制一個新程序即可實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，可使企業(yè)在市場上搶得先機(jī)。2.人機(jī)對話，人機(jī)對話意味著自動化程度的提高，同時也給我們帶來了效率和效益。人機(jī)對話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上，工業(yè)機(jī)器人廠已經(jīng)有越來越多的各種傳感器得到使用，比如，借助電流檢出裝置，可以實(shí)現(xiàn)焊接過程的跟蹤；利用視覺傳感器，可以實(shí)現(xiàn)焊縫位置的檢測。3.在中國的應(yīng)用特點(diǎn)，（1）我國焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車、摩托車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等行業(yè)。汽車是焊接機(jī)器人的最大用戶，也是最早的用戶，汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%。在汽車行業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3：2，而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。

在現(xiàn)代化制造加工業(yè)中，要求精度高、品質(zhì)穩(wěn)定、批量加工速度快，采用人工方式進(jìn)行作業(yè)導(dǎo)致制造加工水平很難得到提升，采用機(jī)器人進(jìn)行自動化上下料，是機(jī)器人在制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛最成熟的領(lǐng)域之一。工業(yè)機(jī)器人，配備液壓和氣動傳送料裝置、非標(biāo)抓具、吹屑裝置、安全防護(hù)裝置等，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效、安全、有序的工件加工全過程?？蛇m用于機(jī)床、注塑機(jī)、壓鑄機(jī)等周邊自動化上下料行業(yè)，為提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。優(yōu)質(zhì)工業(yè)機(jī)器人1.可以實(shí)現(xiàn)多臺數(shù)控機(jī)床的靈活組合，多自由度的自動上下料與工件裝夾，滿足高難度的生產(chǎn)工藝要求;2.可配置工業(yè)CCD視覺檢測，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的自由抓取;3.可實(shí)現(xiàn)單工件大批量持續(xù)生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)多品種小批量的程序自動轉(zhuǎn)換生產(chǎn)4.可調(diào)性高，工業(yè)機(jī)器人廠實(shí)現(xiàn)與數(shù)控機(jī)床、PLC、外部感應(yīng)器等其他設(shè)備的通訊，通過編程實(shí)現(xiàn)安全可靠的順序控制。5.多功能性：高性能防碰撞、產(chǎn)品檢測、外部軸、碼垛等可選配功能。6.可輕易實(shí)現(xiàn)多聯(lián)機(jī)自動化生產(chǎn)流水線及“數(shù)字化”工廠布局，最大程度節(jié)省人力，提升工廠生產(chǎn)的技術(shù)形象。