工業(yè)自動(dòng)化的第一次迭代使用“盲”機(jī)器人，該機(jī)器人取決于待處理材料的精確定位。這樣的機(jī)器人相對(duì)不靈活，只能通過繁瑣的編程使其適應(yīng)新任務(wù)。機(jī)器視覺的出現(xiàn)在一定程度上解放了這種類型的機(jī)器人，使他們能夠使用平面圖像來(lái)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的操作?，F(xiàn)在，將深度信息添加到機(jī)器視覺中使視覺引導(dǎo)機(jī)器人（VGR）具有更大的操作靈活性，并使曾經(jīng)被認(rèn)為不切實(shí)際的應(yīng)用成為可能。

 

　　用于引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的機(jī)器視覺已經(jīng)在工廠應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了很多年，并且在許多方面都擁有成熟的技術(shù)。具有內(nèi)置處理和校準(zhǔn)功能，強(qiáng)大的識(shí)別和測(cè)量算法以及簡(jiǎn)化應(yīng)用程序開發(fā)的應(yīng)用程序平臺(tái)的智能相機(jī)系統(tǒng)可以得到廣泛使用并不斷得到改進(jìn)。但是，此視覺系統(tǒng)僅處理二維（平坦）空間，從而將可用于機(jī)器人的信息限制為對(duì)象在X-Y平面中的位置及其繞Z軸的旋轉(zhuǎn)（角度位置）。要操作的目標(biāo)對(duì)象必須在飛機(jī)上并且面朝上，以便機(jī)器人可以識(shí)別并處理它。

 

　　但是，深度信息的增加導(dǎo)致事物發(fā)生了巨大變化。視覺系統(tǒng)現(xiàn)在可以確定空間中物體的位置和方向。機(jī)器人可以訪問有關(guān)六個(gè)參數(shù)的信息：X，Y和Z線性位置，以及橫滾，俯仰和偏航角信息。機(jī)器人可以識(shí)別在一定距離內(nèi)可能出現(xiàn)的任何姿勢(shì)的物體，從而允許機(jī)器人使用隨機(jī)的方向和位置對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行操作。另外，機(jī)器人可以識(shí)別堆疊的或堆積的頂部物體，這對(duì)于二維視覺來(lái)說是不可行的，并且可以在規(guī)劃其運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)確定到物體的距離。
 

 

　　3D視覺指南Rollin’Justin機(jī)器人正在開發(fā)中，可能會(huì)在火星上使用

 

　　用于機(jī)器人指導(dǎo)的3D機(jī)器視覺的興起是技術(shù)上許多不同進(jìn)步的結(jié)果。照相機(jī)越來(lái)越小，視覺處理器變得越來(lái)越快，視覺軟件變得越來(lái)越先進(jìn)，并且已經(jīng)有各種獲取深度信息的方法。這種結(jié)合使3D視覺引導(dǎo)變得越來(lái)越廣泛。根據(jù)3D機(jī)器視覺市場(chǎng)的市場(chǎng)和市場(chǎng)分析，預(yù)計(jì)3D機(jī)器視覺的復(fù)合年增長(zhǎng)率為11％，到2022年將超過20億美元。

 

　　3D VGR的一些新應(yīng)用在郵政和物流領(lǐng)域。 3D視覺機(jī)器人可以處理諸如包裹分類和包裝以及混合箱的裝卸之類的任務(wù)。機(jī)器人運(yùn)輸可以更輕松地導(dǎo)航到非結(jié)構(gòu)化的倉(cāng)庫(kù)空間，而物料搬運(yùn)機(jī)器人可以識(shí)別并提取隨機(jī)的方向和混合的物品，而這是過去人類只能做到的。

 

　　通過3D視覺，協(xié)作機(jī)器人（cobot）可以通過注意其操作員的位置來(lái)避免意外接觸，從而提高操作安全性。將其與處理混合對(duì)象結(jié)合起來(lái)，您將獲得一個(gè)機(jī)器人助手，該助手可以伸入盒子中，提取并提供您所需要的對(duì)象。甚至可以探索更奇特的應(yīng)用，例如，正在開發(fā)一種機(jī)器人系統(tǒng)，用于在田地和果園采摘水果。

 

　　3D視覺的可用性甚至使NASA能夠?yàn)闊o(wú)限的空間環(huán)境開發(fā)機(jī)器人。已經(jīng)在國(guó)際空間站上的人形機(jī)器人R2 Robonaut正在使用與目前執(zhí)行日常任務(wù)以處理日常維護(hù)任務(wù)和EVA操作的宇航員相同的工具和材料進(jìn)行評(píng)估。在地球上，Rollin’Justin機(jī)器人正在研發(fā)中，專注于未來(lái)火星任務(wù)中的操作。

 

　　盡管3D視覺在應(yīng)用潛力方面提供了極大的靈活性，但設(shè)計(jì)人員不能簡(jiǎn)單地將其放入其系統(tǒng)中。 fanuc America的機(jī)器視覺工作者David Dechow表示，開發(fā)人員需要采用系統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行3D VGR設(shè)計(jì)。在開始視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，您必須徹底了解應(yīng)用程序的需求。系統(tǒng)需要“查看”，并且它將如何處理此信息將對(duì)視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生重大影響。