手眼应用的下一个维度——运动

在机器人技术中，手眼系统表示视觉系统直接连接到机械臂的设置 , 通常在最后一个关节后面。换句话说，视觉系统与机械臂一起移动。这种方法在机器人技术中是相当新的，并且提供了一种替代更传统的视觉系统固定安装的方法，通常在机器人的工作空间上方。尽管手眼方法可能使许多应用受益，但迄今为止，其潜力在很大程度上受到标准视觉系统的限制。 Photoneo 提供了最终解决方案，最终结束了这些基于视觉的限制。

手眼法的优点

手眼方法在特定应用中非常有用 因为它比固定视觉系统方法具有许多优势。首先，它可以覆盖更大的扫描范围，因为它可以专门针对感兴趣的区域，提供比后一种方法更大的灵活性。 因此，视觉系统仅受机器人触及范围的限制，而不是其自身的扫描体积。

由于扫描距离是决定扫描精度的主要参数之一，与扫描距离较大的固定视觉系统相比，扫描范围较短的手眼视觉系统可以提供更高水平的细节。 如果客户有一个装满小零件的大箱子，则可以通过使用安装在机械臂上的短扫描范围的小型扫描仪来获得最高级别的细节。 因此，机器人可以从最佳距离使用扫描仪接近垃圾箱的内容，并从不同的角度和视角扫描各个部分。但是，当固定视觉系统提供令人满意的细节水平时（例如 Photoneo PhoXi 3D Scanner XL），建议选择固定视觉系统方法。

如果应用程序包含两个或多个容器，则手眼系统也是一个有利的选择 .具有固定视觉系统的标准设置要么需要垃圾箱上方的线性轴，要么需要多个视觉系统。手眼系统可以用来 一台扫描仪与机械臂一起从一个容器移动到另一个容器。

从近距离和从任何角度扫描垃圾箱内容的能力也有效地消除了与阴影相关的挑战。 容器壁或以固定方式安装在容器上方的视觉系统可能会在容器的某些部分投射阴影， 抑制某些部分的正确扫描采集。在这种情况下，需要做出折衷以找到扫描仪相对于垃圾箱的最佳位置，有时需要手动重新排列零件。手眼方法可以轻松克服这一挑战。

最后，某些应用可能需要对放置机器人单元的房间进行特殊调整，尤其是在减少环境光方面 .从不同角度扫描容器的可能性最大限度地减少了将整个房间变暗的需要 , 可以先捕获垃圾箱的一侧，然后再捕获另一侧。

手眼系统呈现了一种越来越受欢迎的现代方法，它在越来越多的机器人应用中站稳了脚跟。随着协作机器人技术的兴起，它的优势变得更加重要。但是，应该记住，手眼方法的部署仅在特定类型的应用程序中才真正有意义。

部署手眼方法前的重要注意事项

在选择手眼方法之前，应始终仔细考虑给定应用程序的要求和复杂性。尽管这种类型的设置具有许多优势，但在决定采用手眼方法之前需要考虑某些因素。

手眼系统需要更困难的安装 比具有固定视觉系统的设置。也更难找到一种最佳方式来处理为部署的视觉系统供电的电缆。

此外，由于扫描仪附在机械臂上，它可能会限制机器人的运动。 因此，建议使用较小的视觉系统。 Photoneo PhoXi 3D 扫描仪系列最合适的型号是 XS、S、M 和 MotionCam-3D 型号 S、S+ 和 M，扫描范围从 16 厘米到 1.5 米不等。

手眼系统的另一个缺点是与传感器发生碰撞的风险较高 以及在为视觉系统找到机械臂上的最佳位置时可能遇到的困难， 特别是如果它的尺寸较大。另一个主要缺点是机器人运动会引起振动 ，这是标准的高精度区域扫描视觉系统无法处理的。因此，机械臂在扫描采集过程中需要保持静止，这可能会延长循环时间。 因此，手眼方法不是时间关键型应用程序的正确解决方案。

在许多情况下，最好选择具有大扫描体积的高质量 3D 视觉系统（例如 Photoneo PhoXi 3D Scanner XL）的固定视觉系统方法，而不是选择设置困难的手眼系统/安装。

当然，有些应用程序的手眼设置是 最好的选择，做 极大地受益于这种方法。 在这些情况下，手眼系统的上述缺点可以通过来克服 Photoneo 革命性的“平行结构光”技术 – 唯一能够有效抵抗振动的 3D 传感方法，从而实现对移动物体的高质量 3D 扫描，而不会产生运动伪影。

运动中的手眼协调

在 Photoneo 3D 相机 MotionCam-3D 中实施的“平行结构光”技术可实现手眼协调，无需任何权衡。 MotionCam-3D 是唯一一款即使在机械臂移动期间也能提供高质量扫描的 3D 视觉系统。相机具有很强的抗震性，不需要停止机器人。

由于该技术能够捕获时速高达 144 公里的物体，机械臂运动引起的振动不会影响 3D 点云数据的质量。 该相机提供 0.9 Mpx 的分辨率和 300 – 1250 μm 的精度，涵盖五种可用型号（S、S+、M、M+、L）。当切换到静态模式时，参数变得更高，提供 2 Mpx 的分辨率和 150 – 900 μm 的精度。

这样做最大的好处是机器人不需要停下来进行扫描 ，这大大缩短了周期时间 与市场上的所有其他技术相比。因此，它为新应用打开了大门，例如即时跟踪物体位置。

这个论点在协作机器人技术的背景下也仍然相关，协作机器人技术通常受到标准方法缺点的限制。 协作机器人本身比工业机器人慢，当与手眼方法相结合时，循环时间会更长。 MotionCam-3D 克服了这一限制，即使安装在协作机器人的手臂上也能完美运行。

MotionCam-3D 有五种型号可供选择——最适合手眼应用的型号是 S、S+ 和 M。最小的 S 型号非常适合 366 – 558 毫米的扫描范围，而 S+ 型号具有相同的机身尺寸(80 x 68 x 307 mm) 提供扩展视野，扫描范围在 630 – 1574 mm 之间。 M 型是扫描距离范围为 497 至 939 mm 的正确选择。

Motioncam-3D 是任何类型机器人任务的终极解决方案——无论是静态场景还是动态场景。 手眼方法基于视觉系统的局限性现在已成为过去。 MotionCam-3D 提供最佳的分辨率和精度，可快速扫描、有效抗振和比以往更短的循环时间。

如果您考虑在您的应用程序中部署手眼方法，请随时与我们联系。我们很乐意与您一起咨询您的项目，并为您推荐最佳解决方案。