革新机器人技术：先进手眼视觉系统赋能高效运动

在机器人领域，手眼系统指视觉系统直接安装在机械臂上，通常位于最后一个关节之后。换言之，视觉系统随机械臂移动。这一方法在机器人学中相对较新，为传统固定安装视觉系统（通常置于机器人工作体积上方）提供了替代方案。尽管手眼方案可惠及许多应用，但其潜力长期受限于标准视觉系统。Photoneo推出终极方案，终结这些视觉层面的限制。

手眼方案的优势

手眼方案在特定应用中非常有用，相较固定视觉系统具有多项优势。首先，它能覆盖大得多的扫描体积，可专门指向感兴趣区域，提供远超后者的灵活性。视觉系统因此仅受机器人触达范围限制，而非自身扫描体积限制。

因扫描距离是决定扫描精度的主要参数，扫描距离较短的手眼视觉系统，能提供比大距离固定视觉系统高得多的细节水平。若客户有装满小零件的大料箱，将短距离小型扫描仪安装在机械臂上可获得最高细节。机器人可从最佳距离靠近料箱内容，从不同角度和视角扫描单个零件。不过，当固定视觉系统（如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL）提供满意细节时，建议采用固定视觉系统方案。

手眼系统在两个或更多容器的应用中也具优势。固定视觉系统标准配置需在料箱上方加装直线轴或使用多个视觉系统。手眼系统仅需一个随机械臂移动的扫描仪即可在容器间穿梭。

从近距离、任意视角扫描料箱内容，有效消除阴影挑战。料箱壁或固定安装在容器上方的视觉系统可能在容器某些区域投下阴影，阻碍部分工件的正常扫描获取。此类情况下需妥协寻找扫描仪相对料箱的最佳位置，有时需人工重排工件。手眼方案可轻松克服此挑战。

最后，某些应用可能需对机器人单元所在房间进行特殊调整——尤其是环境光抑制。从多视角扫描容器最大程度减少对整个房间遮暗的需求，可先捕捉料箱一侧再捕捉另一侧。

手眼系统作为现代方法，受欢迎度日益上升，在越来越多机器人应用中站稳脚跟。协作机器人兴起使其优势更显重要。但须牢记：手眼方案部署仅在特定类型应用中才真正合理。

部署手眼方案前的重要考量

选择手眼方案前，必须仔细考量给定应用的需求与复杂性。虽提供诸多优势，但有因素需权衡。

手眼系统比固定视觉系统安装更困难。为供电视觉系统的线缆寻找最佳走线也更难。

此外，因扫描仪安装在机械臂上，可能限制机器人运动。建议使用更小视觉系统。Photoneo PhoXi 3D Scanner家族中最适合的型号为XS、S、M及MotionCam-3D的S、S+、M，覆盖扫描范围16厘米至1.5米。

手眼系统另一缺点是传感器碰撞风险更高，且在机械臂上寻找视觉系统最佳安装位置更困难，尤其是尺寸较大时。另一主要劣势：机器人运动产生振动，标准高精度面阵视觉系统无法应对。因此机械臂扫描获取期间必须保持静止，可能延长循环时间。结果，手眼方案不适合时间关键型应用。

许多情况下，选择拥有大扫描体积的高质量3D视觉系统（如Photoneo PhoXi 3D Scanner XL）的固定视觉系统方案，优于安装困难的手眼系统。

当然，存在手眼设置是最佳选项且极大受益于该方案的应用。在这些情况下，上述手眼系统缺点可通过Photoneo革命性的“并行结构光”技术克服——这是唯一能有效抵抗振动的3D感知方法，从而实现无运动伪影的高质量3D动态扫描。

运动中的手眼协调

应用于Photoneo 3D相机MotionCam-3D的“并行结构光”技术，实现无妥协的手眼协调。MotionCam-3D是唯一能在机械臂运动期间提供高质量扫描的3D视觉系统。相机高度抗振动，无需停止机器人。

因该技术可捕捉高达144 km/h移动的物体，机械臂运动引起的振动对3D点云数据质量无影响。相机提供0.9 Mpx分辨率，五款机型（S、S+、M、M+、L）精度300–1250 μm。切换至静态模式参数更高：分辨率2 Mpx，精度150–900 μm。

最大益处是机器人无需停止扫描，较市场上所有其他技术大幅缩短循环时间。由此开启即时跟踪物体位置等新应用。

此论点在协作机器人背景下同样适用。协作机器人本身比工业机器人慢，结合手眼方案会进一步延长循环时间。MotionCam-3D克服此限制，安装在协作机器人臂上也能完美工作。

MotionCam-3D提供五款机型——最适合手眼应用的是S、S+、M。最小S型适合366–558 mm扫描范围；S+机身尺寸相同（80×68×307 mm）但提供扩展视野，扫描范围630–1574 mm；M型适合497–939 mm扫描距离。

MotionCam-3D是任何机器人任务的终极解决方案——无论涉及静态或动态场景。手眼方案的视觉系统限制已成过去。MotionCam-3D提供快速扫描的最佳分辨率与精度、有效抗振动、前所未有的短循环时间。

若考虑在应用中部署手眼方案，请随时联系我们。我们乐于为您咨询项目并推荐最佳方案。