料箱拣选应用案例 | Zivid 3D相机捕捉每一个细节

　　在制造业和自动化领域，料箱拣选(bin picking)是3D视觉机器人最具潜力的应用之一，更是最具挑战性的机器人应用之一。虽然大型工业机器人可以应用于许多生产场景，但正是一些不起眼的料箱拣选单元支撑着当今制造业和自动化领域的工作效率。

　　乍一看，料箱拣选似乎是一个相当简单的任务，但其实其充满挑战。在拣选物料时，机器人需要依靠高质量的视觉系统来识别物体，并且在不发生碰撞的情况下拾起被识别物体，最后在已知物体方向的情况下精确放置或插入物体。与此同时每个特定的用例又有个别要求。

　　料箱拣选面临的痛点

　　总的来说料箱拣选(bin picking)面临着三大挑战。

　　第一：难以捡取细小的、密集堆积的或随机排列的物体。这类零件通常很难区分，可靠地检测和安全地拾取物体所需的重要细节很容易变成一团模糊。

　　第二：闪亮、反光、加工的和抛光的部件又是另一个挑战。反射和相互反射会导致点云的失真和反常。在传统系统中，当对抛光的金属圆柱体或垫圈等反射部件进行成像时，经常会看到严重扭曲的点云，浮动的点群和随机散布的噪声点。

　　第三，遮挡问题常常导致机器人可能错过一些"隐藏"在物料箱角落的物品从而无法精确拾取零件。这主要是由于宽大的相机基线或是糟糕的相机位置导致遮挡问题从而对物料箱的边缘产生阴影。

　　第四，如图片所示，无论是立体相机还是高结构激光相机均存在点云失真或是噪点密集等情况。对比来看Zivid Two即使在工业零件反光，密集码垛或随即拜访的情况下也可以捕捉到高清点云数据。

　　使用Zivid Two的优势

　　Zivid Two具备超紧凑的结构，基线短，遮挡表现优于更长基线的相机和扫描仪。一个典型利用3D深度相机进行物料箱拣选包括以下三个步骤：

　　探测

　　Zivid Two提供高分辨率和极度精确的原生彩色3D点云，具有最小的遮挡和出色的伪影抑制功能。显著提高了物体的识别率，并增加了可检测部分的数量和可检测的部分。

　　拾取

　　Zivid Two能够更可靠地检测用于材料处理的物体边界，并真实地表示物体的尺寸、旋转和与机器人坐标系有关的绝对位置。并真实地还原物体的大小。这对于准确的采集、避免错误采集和误撞至关重要。

　　放置

　　Zivid Two以其绝佳的真实性，为任何取放机器人实现了更高要求的放置操作。在已知位置和方向的情况下，更精确地放置或插入零件，以便进一步加工，但却不会碰撞或损坏零件。

　　如图，左边的料箱是由激光系统（长基线）拍摄的图像可以明显看出料箱边缘遮挡，右图是由Zivid Two拍摄的图像。

　　较长的基线会导致投影仪/相机阴影过多，丢失场景细节和数据，形成成像漏洞，数据丢失，从而影响检测效果；此外，还有可能漏抓料箱中被阴影遮挡的较小物体，比如靠近角落和边沿的物体，特别是从较小箱子中抓取物体时。Zivid Two具有超紧凑的基线，具有更理想的遮挡性能。

　　Zivid 3D相机的应用案例

　　Zivid 3D相机应用于利勃海尔(Liebherr)

　　在Zivid Two的优势下，利勃海尔得以实现其先进的物料拣选系统。

　　一个针对物料拣选的机器人单元由不同的系统元素组成：三维视觉传感器、机器人及其控制系统、夹持器、检测软件和算法以及路径/运动规划系统。将这些不同的组件有效地整合成一个高效、性能良好、易于使用的系统，并不是一个简单的任务，因此利勃海尔提供了可与其他系统部件集成的软件套件"LHRobotics.Vision"来实现料箱拣选。

　　LHRobotics.Vision是一个高度复杂而灵活的解决方案支持Zivid 3D相机的全部型号(Zivid One+大型、Zivid One+中型、Zivid One+小型和Zivid Two).其高精度的3D视觉组件保证了该系统的卓越性能。

　　机器人视觉系统需要基于Zivid 3D相机来实现其目标,在Zivid 3D相机的帮助下，该机器人系统有能力在广泛的场景距离范围内进行操作用，能够解决复杂的拆垛和小尺寸物料箱的拣选应用。

　　如图，展示了其度图形化的操作界面，其功能丰富，但使用起来简单直观。该系统提出的一个目标可以通过1.工件、夹持器和夹持点的教学，2.快速的参数调整，3.仓位的简单配置三个步骤达到。

　　作为全球最先进的3D视觉技术领导者，Zivid为全球用户与合作伙伴提供适用于机器人单元、工业自动化、分拣与品质管控等最精准的3D实时彩色相机；

　　Zivid 3D相机为更深的料箱物料抓取而造。可触及更深的空间，使延长的抓手能够清空更大、更深的物料箱从而进行更有效的料箱物料拣选。