旭升視覺： 讓工業(yè)機(jī)器人更“聰明”

房曉楠

現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中涉及各種檢測、定位及識(shí)別工作，這是肉眼難以勝任的，因此企業(yè)對機(jī)器視覺需求越來越大。旭升視覺選擇用3D機(jī)器視覺賦能工業(yè)機(jī)器人，讓機(jī)器人變“聰明”，替代人工，提高工作效率，加速工業(yè)制造智能化進(jìn)程。

近年來，隨著AI的發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在醫(yī)療、零售、交通等越來越多的領(lǐng)域落地應(yīng)用。不斷涌現(xiàn)的應(yīng)用案例也用事實(shí)證明，“智慧之眼”的介入，讓這些領(lǐng)域變得“智慧”起來。當(dāng)這雙“眼睛”進(jìn)入傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域，會(huì)不會(huì)讓那些看起來笨重?zé)o比、工作起來一絲不茍的工業(yè)機(jī)器人變得“聰明”起來？答案是肯定的。

給工業(yè)機(jī)器人裝上“眼睛”

3D機(jī)器視覺可以解決工業(yè)機(jī)器人的柔性作業(yè)問題，主要應(yīng)用包括3D檢測測量、3D近年來，隨著AI的發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在醫(yī)療、零售、交通等越來越多的領(lǐng)域落地應(yīng)用。不斷涌現(xiàn)的應(yīng)用案例也用事實(shí)證明，“智慧之眼”的介入，讓這些領(lǐng)域變得“智慧”起來。當(dāng)這雙“眼睛”進(jìn)入傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域，會(huì)不會(huì)讓那些看起來笨重?zé)o比、工作起來一絲不茍的工業(yè)機(jī)器人變得“聰明”起來？答案是肯定的。

給工業(yè)機(jī)器人裝上“眼睛”

3D機(jī)器視覺可以解決工業(yè)機(jī)器人的柔性作業(yè)問題，主要應(yīng)用包括3D檢測測量、3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人拆垛碼垛、3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人上下料、3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人訂單揀選等。也就是說，當(dāng)3D機(jī)器視覺給工業(yè)機(jī)器人安裝上一雙“眼睛”后，機(jī)器人就可以獲取被抓取物體的長寬高、空間位置和空間姿態(tài)等信息，將這些信息上傳至控制軟件進(jìn)行算法分析和優(yōu)化運(yùn)算，并在幾秒鐘之內(nèi)將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)成機(jī)器人動(dòng)作指令，從而引導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行最佳的抓取動(dòng)作，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)器取代人的目的，解放生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)效率。而這正是旭升視覺在做的事情。

青島旭升視覺有限公司是一家專注于機(jī)器人3D視覺引導(dǎo)與工業(yè)3D測量領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，獨(dú)立發(fā)展且擁有自主知識(shí)保護(hù)的先進(jìn)三維物體感測技術(shù)，是國內(nèi)機(jī)器人3D視覺技術(shù)最早投入實(shí)際生產(chǎn)的公司之一。

用3D視覺技術(shù)賦能工業(yè)機(jī)器人，旭升視覺是專業(yè)的。

在創(chuàng)始人高書征看來，隨著自動(dòng)化的升級與改造，工業(yè)機(jī)器人在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，以解決傳統(tǒng)制造領(lǐng)域中存在的環(huán)境惡劣、工人工作強(qiáng)度大等問題。但實(shí)際上，大部分機(jī)器人只能做一些簡單、機(jī)械的操作，并不能完全替代人工。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，主要原因是機(jī)器人過于簡單、智能化程度低。于是，高書征決定創(chuàng)辦旭升視覺，“用3D機(jī)器視覺賦能工業(yè)機(jī)器人、賦能傳統(tǒng)制造業(yè)，讓機(jī)器人可以像人一樣會(huì)看、會(huì)思考，完成復(fù)雜、惡劣場景中的工作任務(wù)?！?/p>

創(chuàng)辦旭升視覺以后，高書征便結(jié)合自身在3D機(jī)器視覺領(lǐng)域深耕10年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，不斷探索技術(shù)邊界和工業(yè)現(xiàn)場需求之間的平衡，以技術(shù)為核心，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，將自主研發(fā)的3D視覺技術(shù)賦能機(jī)器人。

快速識(shí)別 精準(zhǔn)抓取

3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人拆垛碼垛系統(tǒng)，是旭升視覺推出的一款智能抓取系統(tǒng)。通過3D機(jī)器視覺定位系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行單品拆碼垛、混合拆碼垛和散亂貨品抓取?？梢宰R(shí)別不同顏色的貨品、扎帶、膠帶，以及臟污、變形貨品等?？梢宰龅街悄芩惴o需建模，快速識(shí)別貨物信息，設(shè)定多種抓取放置模式，保證貨物完好無損。

相較于同類產(chǎn)品，它具有很多優(yōu)勢。一是抓取速度快：完成一個(gè)抓取工作循環(huán)最快僅需2秒，3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理速度最快可達(dá)0.2秒;二是定位精度高：采用二次輔助定位的精度最高可達(dá)0.1毫米;三是視野范圍寬：最大視野寬度可達(dá)1.5米;四是適用范圍廣：可用于電商、物流、工業(yè)、零售領(lǐng)域的拆垛和訂單揀選，可以識(shí)別抓取多種包裝和多種形態(tài)的物體;五是實(shí)施周期短：采用標(biāo)準(zhǔn)和通用零部件，通過嚴(yán)格測試，縮短現(xiàn)場安裝調(diào)試時(shí)間，可快速交付使用。

對于機(jī)器人來說，拆垛碼垛具有很大的挑戰(zhàn)性，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中，需要嚴(yán)格把控物品與物品之間的距離。機(jī)器人是如何做到精準(zhǔn)測量和抓取的呢？高書征解釋道：“對于箱子之間的間隙問題，可以用3D視覺結(jié)合2D視覺系統(tǒng)來解決。2D視覺系統(tǒng)是采用深度學(xué)習(xí)來識(shí)別圖案、邊緣等信息，物品與物品之間的邊緣可能很小很細(xì)，但在2D成像上，曝光中會(huì)有陰影，利用陰影很容易識(shí)別出邊緣?！币虼?，搭載了3D機(jī)器視覺的機(jī)器人在進(jìn)行操作時(shí)，就可以準(zhǔn)確把控間隙問題，自動(dòng)完成拆垛碼垛工作。

多抓手自動(dòng)切換 穩(wěn)定性強(qiáng)

3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)上下料系統(tǒng)，是旭升視覺推出的一款針對制造業(yè)領(lǐng)域零部件生產(chǎn)的智能上下料系統(tǒng)。通過3D視覺識(shí)別，引導(dǎo)機(jī)器人從料框或者托盤上抓取工件放置在機(jī)床夾具上，或?qū)⒓庸ね甑墓ぜト》胖迷诹峡蛑?，?shí)現(xiàn)無人作業(yè)和自動(dòng)化生產(chǎn)。該系統(tǒng)主要針對小批量多品種，采用多抓取點(diǎn)多抓手自動(dòng)切換。針對各種形狀的工件，通過導(dǎo)入STL或OBJ等格式的3D圖紙，如果沒有圖紙也可以選配3D掃描儀進(jìn)行自動(dòng)建模。

在高書征看來，3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)上下料系統(tǒng)在研發(fā)過程中，要解決的難點(diǎn)在于工件種類繁多，在抓取時(shí)必須保證兼容性和穩(wěn)定性?！叭澜鐩]有任何一家公司研發(fā)的機(jī)器人可以把料框中各種類型的工件一次性抓取完。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定抓取，我們研發(fā)了一套標(biāo)準(zhǔn)的視覺上料工作站，當(dāng)產(chǎn)品提升機(jī)把產(chǎn)品提上來之后，3D相機(jī)固定，去拍移動(dòng)的空間，用工程化的手段降低上下料的難度。而對于那些抓取不成功的工件，還可以進(jìn)行回流，這樣就可以形成一個(gè)連續(xù)的7×24小時(shí)的工作系統(tǒng)?！?/p>

目前，3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人自動(dòng)上下料系統(tǒng)已在輪胎、家電、儀表、五金等行業(yè)中落地應(yīng)用。

一個(gè)機(jī)器人替代兩個(gè)工人

3D機(jī)器視覺與機(jī)器人的結(jié)合帶來的效益是非常大的。高書征介紹說，“3D視覺+機(jī)器人”這種模式在實(shí)際操作中是并行的，機(jī)器人在執(zhí)行抓取、放置、搬運(yùn)，以及上下料等動(dòng)作時(shí)，可以自動(dòng)完成視覺識(shí)別，所以視覺并不占用整個(gè)系統(tǒng)的工作節(jié)拍。

相較于人工，機(jī)器人單位時(shí)間內(nèi)的工作完成度也許沒有人工高。比如機(jī)器人執(zhí)行抓取動(dòng)作時(shí)，需要進(jìn)行抓住物品、移動(dòng)、確定目標(biāo)位置、松開物品一系列操作。而對于人工特別是熟練的人工來說，幾秒內(nèi)就可以完成。但是人會(huì)疲勞，需要吃飯、睡覺。短時(shí)間內(nèi)人工可能占優(yōu)勢，把時(shí)間維度拉長以后，機(jī)器人的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了?！叭绻窃谝粋€(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行比賽，機(jī)器人很難贏過人工，但是從長時(shí)間來看，比如24個(gè)小時(shí)，一個(gè)機(jī)器人可以替代兩個(gè)工人?！备邥鹘忉尩?。

高書征認(rèn)為，搭載3D機(jī)器視覺的機(jī)器人具有很大的發(fā)展前景，這不僅體現(xiàn)在效率的提高上，還體現(xiàn)在工作質(zhì)量上。傳統(tǒng)人工可以做出質(zhì)量很好的東西，但一致性不好，因?yàn)槿斯ご嬖谥饔^性，容易受情緒影響，但機(jī)器人可以解決這個(gè)問題，它做出來的東西一致性較好。“對于人來說，人工去做一件事情可能做到100分，也有可能是50分，但對于機(jī)器人來說，它可能做不到100分，但可以全部做到90分左右?！?/p>

深挖工業(yè)機(jī)器人細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域

在談及創(chuàng)業(yè)路上的難題時(shí)，高書征覺得，由于缺乏對行業(yè)的認(rèn)知和理解，走了不少的彎路?！爱?dāng)技術(shù)落地到具體領(lǐng)域時(shí)，找不到好的應(yīng)用點(diǎn)，就不能創(chuàng)造價(jià)值，對于企業(yè)來說就不能盈利?！币虼?，旭升視覺在如何用AI技術(shù)賦能工業(yè)機(jī)器人上進(jìn)行了深入的探索，不斷拓展機(jī)器人的應(yīng)用場景，比如碼垛拆垛、上下料等，從另一個(gè)維度帶動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。

從2016年成立至今，旭升視覺雖然還是一家“年輕”的公司，但已經(jīng)取得了不少成績。目前，旭升視覺擁有富士康、格力、中石油、今天國際、新松、軟控、日產(chǎn)等數(shù)十家上市公司客戶，數(shù)百套3D視覺產(chǎn)品應(yīng)用到iphone包裝線、家電組裝、醫(yī)藥倉儲(chǔ)、汽車配件和鑄造件上下料、電商產(chǎn)線等工業(yè)現(xiàn)場。隨著在業(yè)界名號(hào)的逐漸打響，旭升視覺的訂單也越接越多。

在談到公司的未來發(fā)展規(guī)劃時(shí)，高書征表示，接下來會(huì)繼續(xù)在3D機(jī)器視覺賦能工業(yè)機(jī)器人這一垂直細(xì)分領(lǐng)域深挖，等做出一番成績，比如把企業(yè)的銷售額做到下一個(gè)數(shù)量級，做到國內(nèi)數(shù)一數(shù)二的水平之后，再去尋找新的技術(shù)落地場景，開拓新的、更大的市場?！?D機(jī)器視覺未來發(fā)展前景巨大，這是一個(gè)很大的市場。”高書征對此充滿信心。