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視覺(jué)機(jī)器人（視覺(jué)機(jī)器人的主要用途）

發(fā)布時(shí)間：2023-07-01 11:51:48 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 64

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于視覺(jué)機(jī)器人的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

本文目錄:

1、機(jī)器人視覺(jué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)：有什么不同
2、視覺(jué)導(dǎo)航掃地機(jī)器人的主要功能是什么？
3、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)由哪些構(gòu)成
4、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器有哪些？

一、機(jī)器人視覺(jué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)：有什么不同

計(jì)算機(jī)視覺(jué)與機(jī)器視覺(jué)，首先是應(yīng)用場(chǎng)景不一樣，就像視遠(yuǎn)圖像趙旭回答的那樣：你把攝像頭對(duì)著人就是CV，對(duì)著車(chē)間就是MV。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景不同，就像拉貨車(chē)和載客車(chē)是的，側(cè)重點(diǎn)不同而已，一個(gè)側(cè)重人工智能分支，一個(gè)側(cè)重工業(yè)應(yīng)用！簡(jiǎn)單說(shuō)起來(lái)的話，計(jì)算機(jī)視覺(jué)偏重于深度學(xué)習(xí)并且偏向軟件，機(jī)器視覺(jué)偏重于特征識(shí)別同時(shí)對(duì)硬件方面要求也比較高，不過(guò)隨著對(duì)智能識(shí)別要求越來(lái)越高的發(fā)展，這兩個(gè)方向畢竟會(huì)互相滲透互相融合，區(qū)別也僅僅限于應(yīng)用領(lǐng)域不同而已。

其次，我感覺(jué)最大的區(qū)別，在于技術(shù)要求的側(cè)重點(diǎn)不一樣，甚至差別很大。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)，主要是對(duì)質(zhì)的分析，比如分類識(shí)別，這是一個(gè)杯子那是一條狗。或者做身份確認(rèn)，比如人臉識(shí)別，車(chē)牌識(shí)別。或者做行為分析，比如人員入侵，徘徊，遺留物，人群聚集等。

機(jī)器視覺(jué)，主要側(cè)重對(duì)量的分析，比如通過(guò)視覺(jué)去測(cè)量一個(gè)零件的直徑，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)準(zhǔn)確度要求很高。我記得以前接觸過(guò)一個(gè)需求: 視覺(jué)測(cè)量鐵路道岔缺口。哥剛畢業(yè)的時(shí)候在鐵路上班，做過(guò)控制系統(tǒng)，還開(kāi)過(guò)內(nèi)燃機(jī)車(chē)，很清楚道岔缺口的重要性，這玩意兒你說(shuō)要是測(cè)不準(zhǔn)，呵呵:)

當(dāng)然，也不能完全按質(zhì)或量一刀切，有些計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用也需要分析量，比如商場(chǎng)的人數(shù)統(tǒng)計(jì)。有些機(jī)器視覺(jué)也需要分析質(zhì)，比如零件自動(dòng)分揀。但，計(jì)算機(jī)視覺(jué)一般來(lái)說(shuō)對(duì)量的要求不會(huì)很高，商場(chǎng)人數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差個(gè)百分之幾死不了人的，但機(jī)器視覺(jué)真的會(huì)，比如那個(gè)道岔缺口測(cè)量。

既然要求這么高，是不是機(jī)器視覺(jué)就比計(jì)算機(jī)視覺(jué)難呢？也不是的，應(yīng)該說(shuō)各有各的難處。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)復(fù)雜，要識(shí)別的物體類型也多，形狀不規(guī)則，規(guī)律性不強(qiáng)。有些時(shí)候甚至很難用客觀量作為識(shí)別的依據(jù)，比如識(shí)別年齡，性別。所以深度學(xué)習(xí)比較適合計(jì)算機(jī)視覺(jué)。而且光線，距離，角度等前提條件，往往是動(dòng)態(tài)的，所以對(duì)于準(zhǔn)確度要求，一般來(lái)說(shuō)要低一些。

機(jī)器視覺(jué)則剛好相反，場(chǎng)景相對(duì)簡(jiǎn)單固定，識(shí)別的類型少(在同一個(gè)應(yīng)用中)，規(guī)則且有規(guī)律，但對(duì)準(zhǔn)確度，處理速度要求都比較高。關(guān)于速度，一般機(jī)器視覺(jué)的分辨率遠(yuǎn)高于計(jì)算機(jī)視覺(jué)，而且往往要求實(shí)時(shí)，所以處理速度很關(guān)鍵，目前基本上不適合采用深度學(xué)習(xí)。

以上討論的是技術(shù)，商業(yè)方面，計(jì)算機(jī)視覺(jué)的應(yīng)用面更廣一些，畢竟很多業(yè)務(wù)是跟人相關(guān)，比如人臉識(shí)別，行為分析等，很多垂直領(lǐng)域都有計(jì)算機(jī)視覺(jué)潛在需求，相對(duì)來(lái)說(shuō)，更適合創(chuàng)業(yè)；

而機(jī)器視覺(jué)顧名思義，業(yè)務(wù)主要跟機(jī)器相關(guān)，而且對(duì)準(zhǔn)確度甚至安全性要求很高，也就在資質(zhì)品牌方面有較高的門(mén)檻，所以寡頭壟斷嚴(yán)重，一般來(lái)說(shuō)，更適合上班而不是創(chuàng)業(yè)。

機(jī)器視覺(jué)（Machine Vision, MV） & 計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Computer Vision, CV)

從學(xué)科分類上，二者都被認(rèn)為是 Artificial Intelligence 下屬科目.

有幾個(gè)分支：

一個(gè)是圖像處理，主要是信號(hào)與系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化

一個(gè)是求解景物與圖像之間的關(guān)系，如立體視覺(jué)、三維重建，主要是幾何

一個(gè)是模式識(shí)別，例如如何分割圖像、識(shí)別目標(biāo)，主要是人工智能

但實(shí)際提及時(shí)，主觀感覺(jué)上

MV 更多注重廣義圖像信號(hào)（激光，攝像頭）與自動(dòng)化控制（生產(chǎn)線）方面的應(yīng)用。

CV 更多注重（2D, 3D）圖像信號(hào)本身的研究以及和圖像相關(guān)的交叉學(xué)科研究（醫(yī)學(xué)圖像分析，地圖導(dǎo)航）。

二、視覺(jué)導(dǎo)航掃地機(jī)器人的主要功能是什么？

主要有掃拖一體和掃拖分離兩種款式，安久智能家的視覺(jué)導(dǎo)航掃地機(jī)器人，總體成本低，性價(jià)比大大的高，家里不太臟就選一體的。

三、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)由哪些構(gòu)成

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)一般是由：機(jī)器視覺(jué)光源，光學(xué)鏡頭，工業(yè)相機(jī)，傳感器，圖像分析處理軟件，通訊接口等組成的。

四、機(jī)器人的視覺(jué)傳感器有哪些？

如今的機(jī)器人已具有類似人一樣的肢體及感官功能,有一定程度的智能,動(dòng)作程序靈活,在工作時(shí)可以不依賴人的操縱。而這一切都少不了傳感器的功勞,傳感器是機(jī)器人感知外界的重要幫手,它們猶如人類的感知器官,機(jī)器人的視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等對(duì)外部環(huán)境的感知能力都是由傳感器提供的,同時(shí),傳感器還可用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人自身的工作狀態(tài),以及機(jī)器人智能探測(cè)外部工作環(huán)境和對(duì)象狀態(tài)。并能夠按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的一種器件,為了讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)盡可能高的靈敏度,在它的身體構(gòu)造里會(huì)裝上各式各樣的傳感器,那么機(jī)器人究竟要具備多少種傳感器才能盡可能的做到如人類一樣靈敏呢?以下是從機(jī)器人家上看到的，希望對(duì)你有用

根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同可將機(jī)器人用傳感器分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。

內(nèi)部傳感器主要用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人各內(nèi)部系統(tǒng)的狀況,如各關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度溫度、電機(jī)速度、電機(jī)載荷、電池電壓等,并將所測(cè)得的信息作為反饋信息送至控制器,形成閉環(huán)控制。

而外部傳感器是用來(lái)獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象及外界環(huán)境等方面的信息,是機(jī)器人與周?chē)换スぷ鞯男畔⑼ǖ?用來(lái)執(zhí)行視覺(jué)、接近覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)等傳感器,比如距離測(cè)量、聲音、光線等。

具體介紹如下:

1、視覺(jué)傳感器

機(jī)器視覺(jué)是使機(jī)器人具有感知功能的系統(tǒng),其通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取圖像進(jìn)行分析,讓機(jī)器人能夠代替人眼辨識(shí)物體,測(cè)量和判斷,實(shí)現(xiàn)定位等功能。業(yè)界人士指出,目前在中國(guó)使用簡(jiǎn)便的智能視覺(jué)傳感器占了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)市場(chǎng)60%左右的市場(chǎng)份額。視覺(jué)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)范圍廣、獲取信息豐富,實(shí)際應(yīng)用中常使用多個(gè)視覺(jué)傳感器或者與其它傳感器配合使用,通過(guò)一定的算法可以得到物體的形狀、距離、速度等諸多信息。

以深度攝像頭為基礎(chǔ)的計(jì)算視覺(jué)領(lǐng)域已經(jīng)成為整個(gè)高科技行業(yè)最熱門(mén)的投資和創(chuàng)業(yè)熱點(diǎn)之一。有意思的是,這一領(lǐng)域的許多尖端成果都是由初創(chuàng)公司先推出,再被巨頭收購(gòu)發(fā)揚(yáng)光大,例如Intel收購(gòu)RealSense實(shí)感攝像頭、蘋(píng)果收購(gòu)Kinect的技術(shù)供應(yīng)商PrimeSense, Oculus又收購(gòu)了一家主攻高精確度手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的以色列技術(shù)公司PebblesInterfaces。在國(guó)內(nèi)計(jì)算視覺(jué)方面的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)雖然還沒(méi)有大規(guī)模進(jìn)入投資者的主流視野,但當(dāng)中的佼佼者已經(jīng)開(kāi)始取得了令人矚目的成績(jī)。

深度攝像頭早在上世紀(jì) 80 年代就由 IBM 提出相關(guān)概念,這家持有過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)幾乎所有硬盤(pán)底層數(shù)據(jù)的超級(jí)公司,可謂是時(shí)代領(lǐng)跑者。2005年創(chuàng)建于以色列的 PrimeSense 公司可謂該技術(shù)民用化的先驅(qū)。當(dāng)時(shí),在消費(fèi)市場(chǎng)推廣深度攝像頭還處在概念階段,此前深度攝像頭僅使用在工業(yè)領(lǐng)域,為機(jī)械臂、工業(yè)機(jī)器人等提供圖形視覺(jué)服務(wù)。由它提供技術(shù)方案的微軟Kinect成為深度攝像頭在消費(fèi)領(lǐng)域的開(kāi)山之作,并帶動(dòng)整個(gè)業(yè)界對(duì)該技術(shù)的民用開(kāi)發(fā)。

2、聲覺(jué)傳感器

聲音傳感器的作用相當(dāng)于一個(gè)話筒(麥克風(fēng))。它用來(lái)接收聲波,顯示聲音的振動(dòng)圖象。但不能對(duì)噪聲的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。聲覺(jué)傳感器主要用于感受和解釋在氣體(非接觸感受)、液體或固體(接觸感受)中的聲波。聲波傳感器復(fù)雜程度可以從簡(jiǎn)單的聲波存在檢測(cè)到復(fù)雜的聲波頻率分析,直到對(duì)連續(xù)自然語(yǔ)言中單獨(dú)語(yǔ)音和詞匯的辨別。

據(jù)悉,從20世紀(jì)50年代開(kāi)始,BELL實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別Audry系統(tǒng),可以識(shí)別10個(gè)英文數(shù)字。到20世紀(jì)70年代聲音識(shí)別技術(shù)得到快速發(fā)展,動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整(DTW)算法、矢量量化(VQ)以及隱馬爾科夫模型(HMM)理論等相繼被提出,實(shí)現(xiàn)了基于DTW技術(shù)的特定人孤立語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。近年來(lái),聲音識(shí)別技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱?國(guó)內(nèi)外很多公司都利用聲音識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)產(chǎn)品。比較知名的企業(yè)有思必馳、科大訊飛以及騰訊、百度等巨頭,共闖語(yǔ)音技術(shù)領(lǐng)域。

3、距離傳感器

用于智能移動(dòng)機(jī)器人的距離傳感器有激光測(cè)距儀(兼可測(cè)角)、聲納傳感器等,近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的激光雷達(dá)傳感器是目前比較主流的一種,可用于機(jī)器人導(dǎo)航和回避障礙物,比如SLAMTEC-思嵐科技研發(fā)的RPLIDARA2激光雷達(dá)可進(jìn)行360度全方面掃描測(cè)距,來(lái)獲取周?chē)h(huán)境的輪廓圖,采樣頻率高達(dá)每秒4000次,成為目前業(yè)內(nèi)低成本激光雷達(dá)最高的測(cè)量頻率。配合SLAMTEC-思嵐科技的SLAMWARE自主定位導(dǎo)航方案可幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主構(gòu)建地圖、實(shí)時(shí)路勁規(guī)劃與自動(dòng)避開(kāi)障礙物。

4、觸覺(jué)傳感器

觸覺(jué)傳感器主要是用于機(jī)器人中模仿觸覺(jué)功能的傳感器。觸覺(jué)是人與外界環(huán)境直接接觸時(shí)的重要感覺(jué)功能,研制滿足要求的觸覺(jué)傳感器是機(jī)器人發(fā)展中的技術(shù)關(guān)鍵之一。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和各種有機(jī)材料的出現(xiàn),已經(jīng)提出了多種多樣的觸覺(jué)傳感器的研制方案,但目前大都屬于實(shí)驗(yàn)室階段,達(dá)到產(chǎn)品化的不多。

5、接近覺(jué)傳感器

接近覺(jué)傳感器介于觸覺(jué)傳感器和視覺(jué)傳感器之間,可以測(cè)量距離和方位,而且可以融合視覺(jué)和觸覺(jué)傳感器的信息。接近覺(jué)傳感器可以輔助視覺(jué)系統(tǒng)的功能,來(lái)判斷對(duì)象物體的方位、外形,同時(shí)識(shí)別其表面形狀。因此,為準(zhǔn)確抓取部件,對(duì)機(jī)器人接近覺(jué)傳感器的精度要求是非常高的。這種傳感器主要有以下幾點(diǎn)作用:

發(fā)現(xiàn)前方障礙物,限制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍,以避免不障礙物収生碰撞。

在接觸對(duì)象物前得到必要信息,比如與物體的相對(duì)距離,相對(duì)傾角,以便為后續(xù)動(dòng)作做準(zhǔn)備。獲取物體表面各點(diǎn)間的距離,從而得到有關(guān)對(duì)象物表面形狀的信息。

6、滑覺(jué)傳感器

滑覺(jué)傳感器主要是用于檢測(cè)機(jī)器人與抓握對(duì)象間滑移程度的傳感器。為了在抓握物體時(shí)確定一個(gè)適當(dāng)?shù)奈樟χ?需要實(shí)時(shí)檢測(cè)接觸表面的相對(duì)滑動(dòng),然后判斷握力,在不損傷物體的情況下逐漸增加力量,滑覺(jué)檢測(cè)功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人柔性抓握的必備條件。通過(guò)滑覺(jué)傳感器可實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能,對(duì)被抓物體進(jìn)行表面粗糙度和硬度的判斷?；X(jué)傳感器按被測(cè)物體滑動(dòng)方向可分為三類:無(wú)方向性、單方向性和全方向性傳感器。其中無(wú)方向性傳感器只能檢測(cè)是否產(chǎn)生滑動(dòng),無(wú)法判別方向;單方向性傳感器只能檢測(cè)單一方向的滑移;全方向性傳感器可檢測(cè)個(gè)方向的滑動(dòng)情況。這種傳感器一般制成球形以滿足需要。

7、力覺(jué)傳感器

力覺(jué)傳感器是用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人自身力與外部環(huán)境力之間相互作用力的傳感器。力覺(jué)傳感器經(jīng)常裝于機(jī)器人關(guān)節(jié)處,通過(guò)檢測(cè)彈性體變形來(lái)間接測(cè)量所受力。裝于機(jī)器人關(guān)節(jié)處的力覺(jué)傳感器常以固定的三坐標(biāo)形式出現(xiàn),有利于滿足控制系統(tǒng)的要求。目前出現(xiàn)的六維力覺(jué)傳感器可實(shí)現(xiàn)全力信息的測(cè)量,因其主要安裝于腕關(guān)節(jié)處被稱為腕力覺(jué)傳感器。腕力覺(jué)傳感器大部分采用應(yīng)變電測(cè)原理,按其彈性體結(jié)構(gòu)形式可分為兩種,筒式和十字形腕力覺(jué)傳感器。其中筒式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、彈性梁利用率高、靈敏度高的特點(diǎn);而十字形的傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、坐標(biāo)建立容易,但加工精度高。

8、速度和加速度傳感器

速度傳感器有測(cè)量平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度兩種,但大多數(shù)情況下,只限于測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度。利用位移的導(dǎo)數(shù),特別是光電方法讓光照射旋轉(zhuǎn)圓盤(pán),檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)頻率和脈沖數(shù)目,以求出旋轉(zhuǎn)角度,及利用圓盤(pán)制成有縫隙,通過(guò)二個(gè)光電二極管辨別出角速度,即轉(zhuǎn)速,這就是光電脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器。

加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中,通過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的測(cè)量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同,常見(jiàn)的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。

機(jī)器人要想做到如人類般的靈敏,視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、距離傳感器、觸覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器、滑覺(jué)傳感器、速度和加速度傳感器這8種傳感器對(duì)機(jī)器人極為重要,尤其是機(jī)器人的5大感官傳感器是必不可少的,從擬人功能出發(fā),視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)最為重要,目前已進(jìn)入實(shí)用階段,但它的感官,如聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)、滑覺(jué)等對(duì)應(yīng)的傳感器還等待一一攻克。

以上就是關(guān)于視覺(jué)機(jī)器人相關(guān)問(wèn)題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問(wèn)題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會(huì)為您講解更多精彩的知識(shí)和內(nèi)容。