機(jī)器人正在徹底改變制造業(yè)、零售業(yè)、農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)等行業(yè)，這已經(jīng)是老生常談了。這就是機(jī)器人技術(shù)的影響——它們?cè)趧?chuàng)造效率、提高生產(chǎn)力和提供安全體驗(yàn)方面發(fā)揮了重要作用。

機(jī)械臂是最受歡迎的——因?yàn)樗鼈冊(cè)诙鄠€(gè)行業(yè)都有廣泛的用例。例如，它們幫助倉(cāng)儲(chǔ)公司自動(dòng)執(zhí)行繁瑣、復(fù)雜或危險(xiǎn)的關(guān)鍵任務(wù)任務(wù)，例如拾取、分類和選擇物品或組件。在其他工業(yè)環(huán)境中，機(jī)械臂用于物料搬運(yùn)、機(jī)器管理、重物搬運(yùn)等。機(jī)械臂在智能農(nóng)業(yè)中也發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗鼈兛梢栽谄閸绲沫h(huán)境中采摘/放置農(nóng)作物。

機(jī)械臂設(shè)備的理想相機(jī)功能是什么？

如果沒(méi)有可靠的攝像頭解決方案，機(jī)械臂將無(wú)法檢測(cè)、識(shí)別和定位物體。即使是一個(gè)錯(cuò)誤或偏差也會(huì)使任務(wù)變得無(wú)用。機(jī)械臂還從嵌入式視覺(jué)技術(shù)中獲得智能——從而能夠做出反應(yīng)和做出決定。因此，有效的攝像頭解決方案可以通過(guò)實(shí)時(shí)捕獲、處理和分析成像數(shù)據(jù)來(lái)幫助收集有關(guān)周圍環(huán)境的所有相關(guān)信息。

主要相機(jī)功能：

HDR

如果機(jī)械臂是戶外機(jī)器人（例如，農(nóng)業(yè)機(jī)器人）的一部分，則在對(duì)比光照條件下準(zhǔn)確再現(xiàn)場(chǎng)景是相關(guān)的。因此，相機(jī)解決方案必須支持 HDR，以顯示同一場(chǎng)景中最亮和最暗區(qū)域的細(xì)節(jié)。

全局快門與全局重置模式

通常，需要機(jī)械臂來(lái)捕捉高速移動(dòng)物體的圖像。那么，關(guān)鍵問(wèn)題之一就是選擇卷簾快門、全局重置還是全局快門模式。該決定基于諸如運(yùn)動(dòng)速度、照明條件類型等因素。在大多數(shù)情況下，使用全局快門相機(jī)似乎是一個(gè)容易的決定。不過(guò)要知道，具有全局復(fù)位模式（global reset release）的卷簾快門可以滿足大部分需求。

高分辨率

分辨率越高，支持機(jī)械臂的設(shè)備捕捉較小物體的能力就越好。因此，例如，憑借 4K 分辨率，它甚至可以捕獲物體圖像的最小細(xì)節(jié)。還可以在不影響圖像質(zhì)量的情況下放大感興趣區(qū)域 (ROI)。

大像素尺寸

大像素尺寸有助于在弱光條件下捕捉圖像，因?yàn)樗兄谖崭嗟墓庾印Ｋ赡苁窃谑彝猸h(huán)境中運(yùn)行的機(jī)械臂的一個(gè)重要特征。像素尺寸越大，視野范圍越廣，變焦越有效，分辨率越高。

靈活的布線

許多機(jī)器人系統(tǒng)必須能夠在不影響傳輸速度或成像準(zhǔn)確性的情況下處理長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸。因此，相機(jī)解決方案必須配備 USB 3.0 或 GSML 2 等接口，才能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶钸h(yuǎn) 3 米的距離。

其他主要相機(jī)功能：

• 高靈敏度

• 高信噪比

• 自動(dòng)曝光和白平衡 

• 卓越的深度測(cè)量（捕捉和分析 3D 坐標(biāo)）

e-con Systems 如何為機(jī)械臂配備視覺(jué)能力

e-con Systems擁有近 20 年的經(jīng)驗(yàn)，已使多個(gè)具有視覺(jué)能力的機(jī)械臂設(shè)備成為可能。我們有定制化的方面，例如外形尺寸、溫度公差、ISP 調(diào)整、鏡頭校準(zhǔn)等。

• 外部觸發(fā)支持同步外部傳感器，如 IMU、LiDAR、GPS 等，支持多流（最多 8 個(gè)攝像頭），實(shí)現(xiàn) 360 度感知、地圖繪制和導(dǎo)航。

• 運(yùn)行重型計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的像素級(jí)處理——邊緣 AI 處理平臺(tái)，如 NVidia 邊緣 AI 處理器。 

• GMSL2 接口可將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶钸h(yuǎn) 15 米的距離。

• 在單幀中進(jìn)行多次曝光，以在高對(duì)比度照明條件下呈現(xiàn)清晰的細(xì)節(jié)。

最近，e-con Systems 與一家領(lǐng)先的韓國(guó)密封劑和視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備制造商合作，將他們的機(jī)械臂產(chǎn)品與合適的相機(jī)解決方案集成在一起。相機(jī)必須放在移動(dòng)的機(jī)械臂上，這意味著運(yùn)動(dòng)模糊可能會(huì)成為一個(gè)大問(wèn)題。此外，考慮到它是一個(gè)多攝像頭設(shè)置，系統(tǒng)應(yīng)該能夠同步捕捉圖像。

我們的解決方案包括一個(gè)定制設(shè)計(jì)的同步設(shè)置，六個(gè)e-CAM55_CUMI0521_MOD模塊通過(guò) MIPI 接口連接到 NVIDIA Jetson 板。我們?cè)谥鳈C(jī)和攝像機(jī)之間使用了 GMSL 同軸電纜，以支持長(zhǎng)距離布線。 

強(qiáng)調(diào)

• 支持各種圖像質(zhì)量控制

• 圖像管道上的完美同步和低延遲 

• 在內(nèi)存中即時(shí)處理高質(zhì)量圖像的算法

• 在惡劣環(huán)境和不可預(yù)測(cè)的照明條件下性能可靠

• 低曝光時(shí)間以消除任何運(yùn)動(dòng)模糊的機(jī)會(huì)

最終，客戶可以享受高度自動(dòng)化、降低風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省大量成本并提高員工生產(chǎn)力。