手眼拾取

垃圾箱拾取，即机器人从垃圾箱中以随机姿势拾取物体，是最常见的机器人任务之一，但也是一项带来一些最大技术挑战的任务。机器人需要配备卓越的视觉和机器人智能，以便能够定位垃圾箱中的每个部件，在不与其环境或其他部件发生碰撞的情况下导航到它，然后拾取它，并将其安全地放置到另一个位置对齐的位置.

在机器人单元中安装 3D 视觉系统有两种方法，每种方法都有其优点，并且每种方法都更适合某些应用：

A. 外在标定

B. 手眼标定

外部校准

外部校准 用于扫描仪安装在固定位置的设置中 在机器人单元中，通常在垃圾箱上方 .系统校准后，扫描仪不得相对于机器人移动，但它不需要相对于机器人单元保持静止。

Photoneo 提供五种型号的 PhoXi 3D 扫描仪 (XS – XL)，每种型号提供不同的扫描范围，从 16 厘米到 4 米不等。根据经验，垃圾箱拣选应用需要的空间越大——包括机器人移动的空间、垃圾箱和零件的尺寸等——需要更大型号的 PhoXi 3D 扫描仪。

外部校准 用任何合适的完成 球 附在机械臂的端点或夹具上。球需要由适合扫描的材料制成，即光滑且不会太反光。

外部校准：3D 扫描仪安装在固定位置。

手眼采摘

手眼校准 允许您将 3D 视觉系统直接安装到机械臂上 .为了成功校准，扫描仪必须安装在最后一个关节的后面（例如在夹具上）。校准后对扫描仪位置的任何更改都会导致校准矩阵无效，并且必须重新执行整个校准过程。

手眼校准 使用标记模式完成 – 一张具有特殊图案的平面纸（或其他材料），可被 Photoneo PhoXi 3D 扫描仪识别。

手眼校准：3D 扫描仪安装在机械臂上。

手眼采摘的优点

与传统设置相比，手眼采摘具有许多优势。如果您有一个大垃圾桶 并且扫描仪安装在其上方且视点固定，您将无法使用小型扫描仪扫描垃圾箱 .如果您将小型扫描仪直接安装到机械臂上，您可以更靠近内容 使用扫描仪扫描垃圾箱，选择要扫描垃圾箱的哪个部分 .

如果您有两个垃圾箱，则手眼垃圾箱拣选的另一个优势是 .一台牢固安装在固定位置的扫描仪将无法扫描两个垃圾箱——这至少需要两台扫描仪。与此相反，安装在机械臂上的扫描仪将从一个垃圾箱移动到另一个 并从适当的距离和角度扫描其内容。因此，它能够覆盖比外部校准更大的区域 .

手眼垃圾箱拾取也可以消除使房间变暗的需要 放置机器人单元的位置。来自窗户的环境光可能对部署的 3D 视觉系统构成严重挑战，并且通常需要特别努力才能使整个房间变暗。连接到机器人的扫描仪可以先从一侧扫描垃圾箱，然后从另一侧扫描 , 尽量减少对环境进行任何特殊调整的需要 .

3D 视觉系统本身也会投射阴影 在 bin 上并抑制对场景的高质量采集。这个问题通常通过做出折衷并找到扫描仪相对于箱子的最佳位置或通过手动重新排列箱子内的零件以便视觉系统最终捕获它们来解决。 手眼箱拾取消除了这个问题，因为它使扫描仪能够从任何角度和任何位置“观察”场景 .

同样，手眼法是拾取靠近垃圾箱壁放置的零件的最佳解决方案 .墙壁——甚至是零件本身——可能会投射阴影并阻碍对零件的识别，因此将视觉系统安装到机械臂上将使您能够从适当的角度接近和拾取零件。

虽然手眼垃圾箱拾取与外部校准相比具有许多优势，但也可以公平地说，连接到机械臂的扫描仪可能会限制机器人的运动 .考虑到这一限制，建议选择较小的扫描仪 .以 Photoneo PhoXi 3D 扫描仪系列为例 , 合适的型号是 XS, S, M, and L , 扫描范围从 16 cm 到 2 m。

另一个重要的事实是，机器人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，手眼方法不适用于时间紧迫的应用。

如果您想自动化您的应用程序，但不确定哪种类型的垃圾箱拣选解决方案最适合您的项目，请联系我们，让我们一起讨论。我们很乐意为您提供帮助。