港口裝卸自動(dòng)化中機(jī)器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

丁麗梅

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展港口裝卸這一傳統(tǒng)行業(yè)更加智能化、信息化。通過機(jī)器人視覺技術(shù)，利用圖像采集卡可以很輕松的幫助我們實(shí)現(xiàn)港口集裝箱和其他物流產(chǎn)品的自動(dòng)裝卸，節(jié)約了大量的人力資源成本，本文結(jié)合近些年來我國機(jī)器人視覺技術(shù)在港口裝卸自動(dòng)化裝備當(dāng)中的應(yīng)用，來研究和探討機(jī)器人視覺技術(shù)的原理和應(yīng)用的前景。能夠?qū)C(jī)器人視覺技術(shù)在港口碼頭裝卸當(dāng)中由單一的檢測，逐步向裝備化集成方向進(jìn)行發(fā)展，將人為干擾因素在港口碼頭裝卸機(jī)器人裝備的工作當(dāng)中的影響降到最低，逐漸實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化，智能化。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;自動(dòng)化;圖像采集;機(jī)械

一、前言

機(jī)器人視覺成像技術(shù)是近些年來新興的一門多種行業(yè)的交叉學(xué)科，在港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)起到了核心作用，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展港口裝卸這一傳統(tǒng)行業(yè)更加智能化、信息化。隨著港口碼頭裝卸工作的日益繁重，任務(wù)訂單量的激增。通過機(jī)器人視覺技術(shù)，利用圖像采集卡可以很輕松的幫助我們實(shí)現(xiàn)港口集裝箱和其他物流產(chǎn)品的自動(dòng)裝卸，節(jié)約了大量的人力資源成本，節(jié)約了大量的人力資源成本的同時(shí)，可以避免許多安全事故的發(fā)生，也可以為企業(yè)的經(jīng)營和發(fā)展帶來更多的成本價(jià)值領(lǐng)域的提升。本文結(jié)合近些年來我國機(jī)器人視覺技術(shù)在港口裝卸自動(dòng)化裝備當(dāng)中的應(yīng)用，來研究和探討機(jī)器人視覺技術(shù)的原理和應(yīng)用的前景。首先，機(jī)器人視覺技術(shù)是一個(gè)理工學(xué)多學(xué)科交叉算形成的前沿學(xué)科，在這門學(xué)科技術(shù)當(dāng)中集中了理學(xué)當(dāng)中的光學(xué)，工學(xué)當(dāng)中的電子學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)，等多方面的技術(shù)成果集合而形成的機(jī)器人視覺技術(shù)領(lǐng)域。隨著機(jī)器人視覺技術(shù)的不斷完善以及港口裝卸行業(yè)工作量的激增將二者有機(jī)的結(jié)合起來，使得港口裝卸自動(dòng)化裝備提升港口裝卸物流的工作效率這一發(fā)展趨勢成為了必然要求。

二、港口裝卸自動(dòng)化中機(jī)器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)原理

港口碼頭裝卸機(jī)器人的視覺技術(shù)工作原理是通過實(shí)際的測量，傳感器檢測到外部設(shè)備的實(shí)時(shí)信息情況來進(jìn)行控制，將所計(jì)算出的邏輯推導(dǎo)結(jié)果傳射到機(jī)器人的CPU當(dāng)中，CPU向機(jī)器人的工作部位發(fā)出指令，通過這樣一個(gè)閉環(huán)過程完成視覺技術(shù)在碼頭裝卸機(jī)器人工作過程當(dāng)中的使用。傳統(tǒng)的機(jī)械制造，機(jī)械電子技術(shù)已經(jīng)可以很好地服務(wù)于港口裝卸自動(dòng)化機(jī)器人了，然而新興的機(jī)器人視覺技術(shù)可以補(bǔ)充傳統(tǒng)機(jī)械電子工程設(shè)備所帶來的短板，在進(jìn)行港口裝卸工作的過程當(dāng)中使得所抓取的物件更加精準(zhǔn)，避免傳統(tǒng)機(jī)器人技術(shù)帶來的錯(cuò)誤，從而提高了工作效率。

三、港口裝卸自動(dòng)化中機(jī)器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)組成

港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中的智能機(jī)器人是由攝像機(jī)光學(xué)鏡頭，待檢測的目標(biāo)、圖像采集卡控制機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)和輸入輸出相關(guān)組件，共同來構(gòu)成的。在工作的過程當(dāng)中也需要擁有持續(xù)的電源，電源位整個(gè)機(jī)器人提供動(dòng)力支持，工作過程當(dāng)中待檢測的目標(biāo)首先通過光學(xué)鏡頭將待檢成目標(biāo)的信息傳給攝像機(jī)，在攝像機(jī)的后面裝有圖像采集卡，圖像采集卡將收集到的信息傳給計(jì)算機(jī)CPU當(dāng)中進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算之后輸入到將控制信息輸出到控制機(jī)構(gòu)當(dāng)中，控制機(jī)構(gòu)對抓取的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)際操作。港口裝卸機(jī)器人光源需要具有穩(wěn)定性的要求才能夠檢測出帶檢錯(cuò)誤的各種物理特征，現(xiàn)在通常所選用的一般都是LED主流光源來滿足實(shí)際工作要求，在選取鏡頭的時(shí)候主要是對焦距有一定的要求，因?yàn)殓R頭的最佳焦點(diǎn)一定能夠選擇出合適的工作點(diǎn)，從而為計(jì)算機(jī)CPU的計(jì)算提供服務(wù)。攝像機(jī)的要求并不是很高，在滿足基本的圖像設(shè)置要求時(shí)就已經(jīng)符合我們工作當(dāng)中的實(shí)際需求了，當(dāng)然如果在滿足最基本的攝像清晰度要求的基礎(chǔ)上，能夠提供更加高超的攝像機(jī)清晰度就可以為港口裝卸自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中的機(jī)器人視覺應(yīng)用提供更加有力的技術(shù)支撐。

四、港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)存在的問題

我國的港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)企業(yè)和行業(yè)管理制度有待健全，因?yàn)楝F(xiàn)在我國機(jī)械制造自動(dòng)化領(lǐng)域的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全確立，甚至國家標(biāo)準(zhǔn)也有許多缺點(diǎn)和不足之處，還沒有建立完全統(tǒng)一的管理機(jī)制，管理機(jī)制是比較混亂的情況，碼頭裝卸型企業(yè)的發(fā)展水平不斷提高，這就要求在更廣泛的范圍內(nèi)碼頭裝卸型企業(yè)一定要。在行業(yè)規(guī)章制度和行業(yè)準(zhǔn)入準(zhǔn)則行業(yè)，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面帶來更大的努力，進(jìn)行更規(guī)范的更科學(xué)高效的質(zhì)量管理體系才能夠合理的進(jìn)行完善行業(yè)制度。

在港口裝卸自動(dòng)化中的機(jī)器人領(lǐng)域，環(huán)保概念也逐漸為人們所重視，因?yàn)槲覀兘^對不能只重視生產(chǎn)，而忽視了綠色環(huán)保理念，港口裝卸自動(dòng)化中的機(jī)器人需要大量的金屬材料，非金屬材料，高分子材料和無機(jī)非金屬材料在整個(gè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域當(dāng)中，我們一定要以最小的環(huán)境損害為代價(jià)來換取更多的經(jīng)濟(jì)利益，絕對不能忽視生產(chǎn)制造對環(huán)境的影響，這不符合我國一貫提倡的綠色制造，綠色發(fā)展主題。此外，港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)一定會(huì)朝著更加智能化，更加人工智能的方向進(jìn)行發(fā)展，我們可以觀察到，近些年來，許多高校均已開設(shè)了AI人工智能，港口裝卸自動(dòng)化中的機(jī)器人此類專業(yè)課，這也正是現(xiàn)階段人類發(fā)展。港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)的大勢所趨，只有很好的將智能化技術(shù)將傳統(tǒng)的與傳統(tǒng)的港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)相結(jié)合，才能為人類的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步提供更大的支撐，提供更多的人機(jī)環(huán)境良好的港口裝卸自動(dòng)化中的機(jī)器人產(chǎn)品造福人類。

五、港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中機(jī)器人視覺技術(shù)發(fā)展前景

港口裝卸自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中的機(jī)器人視覺技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)越來越受到人們的重視。港口碼頭運(yùn)輸業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)行業(yè)的支柱性產(chǎn)業(yè)。雖然只有27年發(fā)展歷史的機(jī)器人視覺技術(shù)并不成熟，但是只要我們能夠?qū)C(jī)器人視覺技術(shù)在港口碼頭裝卸當(dāng)中由單一的檢測，逐步向裝備化集成方向進(jìn)行發(fā)展，將人為干擾因素在港口碼頭裝卸機(jī)器人裝備的工作當(dāng)中的影響降到最低，逐漸實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化，智能化，占有比重一定可以實(shí)現(xiàn)更大的應(yīng)用與實(shí)用價(jià)值。從長遠(yuǎn)來看港口裝卸設(shè)備的視覺機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的大勢所趨。