传感器、视觉

4D视觉对机器人自动化的好处

4D视觉从2D机器视觉的一些方面入手,赋予了它更多的人类元素,并与人工智能(AI)一起推进,这可以帮助机器人在自动化应用中表现得更好。

由克里斯Vavra 2021年3月23日
据Apera AI首席执行官阿明·哈图纳阿巴迪称,4D视觉具有更短的捕捉和处理时间,这减少了机器人的整体周期时间,同时仍能给机器人提供清晰的图像。礼貌:Apera人工智能

对于制造商来说,机器视觉是一个至关重要的方面,他们正将这项技术应用于许多自动化技术的机器人。在2D视觉之后,3D视觉系统增加了相机传感器的深度。现在,Apera人工智能首席执行官阿明·哈图纳巴迪(Armin Khatoonabadi)想要进一步发展4D技术。

Khatoonabadi在他的演讲“4D视觉和它是如何革命机器人自动化”中表示,4D视觉并不是更深入,而是更智能化自动转发,一个A3在3月22日的那一周举行在线会议和展览。4D视觉背后的理念是使机器人成像速度更快,比3D视觉更熟练,而3D视觉太慢,也不那么智能。

虽然第四维度被认为是时间,但在这个例子中,它更多的是关于扩展机器人的智能,这是受其编程的限制。他说:“4D是一种智能,当图像被捕捉,并继续到机器人所去的地方,并做出决定。”

5个潜在的3D视觉挑战和缺点

虽然3D视觉系统有一些优点,并且可以用于特定的应用程序,但3D视觉也有一些主要的缺点。一些3D机器视觉的挑战足以吓跑制造商和系统集成商,包括:

  1. 浪费:整个场景在整个成像管道中被捕获和处理,这导致了大量的数据。它实际上很少有用。
  2. 缺失的表面细节:在这个过程中只包含很少的2D信息。
  3. 不必要的费用和编程时间:Khatoonabadi表示,如果可以选择,制造商和系统集成商宁愿围绕3D视觉工作,因为它不值得花费时间和成本。
  4. 无法生成高质量的点云,这对更好的物体识别至关重要:如果设置不是最优的,3D相机并不总是擅长这一点。
  5. 缓慢:由于需要处理大量的数据,机器人可能需要比必要的时间更长的时间来得出正确的结果。

4D视觉如何工作

在某种程度上,4D视觉是一种倒退,因为它使用的是2D摄像机而不是3D摄像机。这个过程的关键是人工智能(AI)。khatonabadi解释了场景是如何处理的。2D摄像机捕捉场景,然后人工智能提取二维信息,如阴影、边缘、纹理和颜色,就像人类一样,同时进行物体识别和姿态估计。然后将物体的姿态发送给机器人,以帮助它像3D相机一样更好地完成任务。

提供给机器人的信息对系统的压力较小,同时仍允许机器人执行其任务。使用人工智能和更自由的软件也可以让机器人更灵活地工作,这对系统有利。

“我们更多地使用人工智能。提取大量信息。只注意边缘。它关注遮挡以及纹理、阴影。”他说。

Khatoonabadi展示了一些简短的视频,展示了机器人在几秒钟内快速、准确地拾取和放置金属物体的例子。这些物品范围从金属尖刺到护肤霜罐。

Khatoonabadi说:“该系统是经过几何学和图像形状训练的。”“对于它应该做什么,应该忽略什么,我们有很大的控制权。我们可以告诉系统忽略某个几何形状,这给了用户很大的控制力。”

一些旧技术与新技术相结合,为机器视觉及其对机器人制造商的潜力带来了新的诠释。

克里斯Vavra,网页内容管理器,控制工程, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com


克里斯Vavra
作者简介:Chris Vavra是CFE Media的网页内容经理。