20多(duo)年(nian)來(lai)，機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)的(de)開(kai)創(chuang)者(zhe)們(men)一(yi)直(zhi)在(zai)預(yu)測(ce)什(shen)麼(me)時(shi)候(hou)能(neng)夠(gou)出(chu)現(xian)可(ke)以(yi)從(cong)零(ling)件(jian)箱(xiang)中(zhong)任(ren)意(yi)揀(jian)選(xuan)零(ling)件(jian)的(de)機(ji)械(xie)手(shou)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)利(li)用(yong)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)導(dao)向(xiang)的(de)機(ji)械(xie)手(shou)，確(que)定(ding)零(ling)件(jian)在(zai)一(yi)個(ge)零(ling)件(jian)箱(xiang)內(nei)或(huo)容(rong)器(qi)內(nei)的(de)位(wei)置(zhi)，然(ran)後(hou)從(cong)一(yi)大(da)堆(dui)胡(hu)亂(luan)堆(dui)放(fang)的(de)零(ling)件(jian)中(zhong)抓(zhua)取(qu)某(mou)個(ge)零(ling)件(jian)。 
   早期開發這一技術的人們認為，由於隨機“零件揀選”xitongjuyougaodudelinghuoxing，yincihuigeizhizaochangjieyuehendadefeiyong
，gongrenzaiyebuxuyaozhuangxielaizigonghuoshangdelingjianxiang。zaijiagongshengchanxianshang，angguidegongzhuangkaju、工具及以零件為目標的進料器可以被隨機化“箱中揀選零件”的係統所取代。
   可惜，上世紀80年代初，這一被認為可行的技術不得不麵對殘酷的現實。在實驗室開發的“揀選”係統無法轉化為工廠的實際應用。人們發現有時候你會碰到部分零件重疊，照明的變化也會影響到“揀選”的工作進度。當時的計算機在處理大量數據方麵也遇到了障礙，使問題複雜化。 
   
   最後，隻好先研究不太複雜的二維機械手導向方案，即從運動的傳送帶上撿取單一的零件，這相對來說比較通用。而普遍的隨機“揀選”應用方案始終沒有實現，直到今天這仍然是工業界的一項挑戰。不過，現在有越來越多的跡象表明以機器視覺為導向的機械手“揀選”越來越接近現實。機械手經銷商
，包括Fanuc公司、Motman公司和Staubli公司都推出了“揀選”係統。
   豐田汽車製造廠已經在其發動機零件加工線上使用了5個機械手的“揀選”係統，係統采用ABB公司的機械手，配有三維圖像技術
，該技術由Braintech 公司提供。有人說零件全麵實行隨機“揀選”方案是不切實際的，如彈簧或幾何形狀複雜的零件就不宜在早期采用“揀選”方案。相反
，經銷商更關注比較簡單和幾何形狀容易識別的零件，其中包括圓柱形或圓形的零件。豐田公司的係統隻屬於“半隨機”或“半限製”性的“揀選”係統，也就是說在這些係統中，零件並非全部能任意抓取，零件在箱中是鬆散分布的。
   視頻導向“揀選”的應用
   在TRW公司，當製動轉子鑄件從供貨商抵達工廠時
，零件堆放在一起，相互之間沒有什麼東西隔開，裝運時易於搬動。TRW公(gong)司(si)過(guo)去(qu)依(yi)靠(kao)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)，加(jia)上(shang)提(ti)升(sheng)裝(zhuang)置(zhi)協(xie)助(zhu)裝(zhuang)卸(xie)鑄(zhu)件(jian)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，工(gong)廠(chang)還(hai)使(shi)用(yong)非(fei)視(shi)頻(pin)裝(zhuang)備(bei)的(de)零(ling)件(jian)揀(jian)選(xuan)係(xi)統(tong)。非(fei)視(shi)頻(pin)零(ling)件(jian)揀(jian)選(xuan)係(xi)統(tong)每(mei)抓(zhua)一(yi)個(ge)零(ling)件(jian)需(xu)要(yao)20秒鍾，但由於零件在木箱中不斷變換，也許會因為抓取失誤，而不得不再用20秒鍾從木箱中撿取不同的零件。
   非視頻係統也許對於低批量生產線來說效果很好
，因為鑄件的抓放時間為每60秒鍾一個。但在工廠的新生產線上，其所允許的零件抓放周期為15秒鍾，於是不許采用一套有視頻導向的“揀選”係統。
   JMP公司為TRW公司提供了兩套係統。每套係統配置了一套由Fanuc公司提供的Fanuc 710ib-45機械手和一台帶有VisionPro軟件的攝像機，該機由Cognex公司提供
，還配有來自Shafi公司的Reliabot軟件，由其控製著機械手/視頻之間的通信及機械手的導向功能。JMP公司的生產經理Ken McLaughlin先生說，Cognex公司的攝像頭安裝在機械手臂上，可用於確定零件的X和Y坐標
，機械手臂上還裝有紅外（IR）傳感器，用於尋找零件箱中某一堆零件層的高度。
   當操作員將裝有堆疊鑄件的零件箱放入係統時
，觸動起動按鈕，機械手開始升到一個高度，攝像頭攝取圖像，包括確定所有堆放零件的X-Y位置，然後用IRchuanganqiquedingmeiyiduilingjiandegaodu，zhihoujuedingjiaqushunxu。ruguofaxianyoulingjiandegaodubuzhengchang，tahuijixutance，zhizhiqishuipingyuqitaduidielingjiandeshuipingyizhi。
   由於采用了視頻導向係統，即使零件堆放箱傾斜了20度du，機ji械xie手shou仍reng可ke抓zhua取qu零ling件jian。經jing過guo特te殊shu設she計ji的de受shou動dong器qi與yu隨sui動dong機ji構gou連lian接jie，保bao證zheng部bu分fen零ling件jian的de朝chao向xiang和he角jiao度du適shi合he於yu零ling件jian的de夾jia取qu。被bei夾jia取qu的de零ling件jian由you機ji械xie手shou放fang到dao傳chuan送song器qi上shang，然ran後hou傳chuan送song到dao加jia工gong係xi統tong上shang，整zheng個ge過guo程cheng在zai12秒周期時間內完成
，滿足了TRW公司的15秒要求。
   在開發TRW係統的過程中，按照Mclaughlin先生的說法將它叫做“2.5維視頻”係統，它能找到一個零件的X、Y和Z坐標，同時使用端部受動器

，以使補償零件滾動、節距和偏轉等變化。而三維係統則采用兩台攝像機，以立體模式工作
，它可以在6度的自由範圍內確定零件的位置。
   如果是形狀複雜的零件，如支管或變速箱零件就需要采用“半隨機”方fang案an

，在zai零ling件jian箱xiang內nei需xu要yao特te別bie裝zhuang置zhi，使shi零ling件jian保bao持chi一yi定ding的de方fang向xiang性xing。但dan圓yuan形xing或huo圓yuan柱zhu形xing一yi類lei形xing狀zhuang相xiang對dui簡jian單dan的de零ling件jian，如ru製zhi動dong轉zhuan子zi，無wu論lun采cai用yong半ban隨sui機ji或huo全quan隨sui機ji模mo式shi都dou可ke撿jian取qu。
   Fanuc的“揀選”技術依賴於一台固定安裝於零件箱上方的攝像頭，通過這一攝像頭可以找到“大致位置”，鑒別和排列15個ge待dai夾jia取qu的de候hou選xuan件jian。其qi軟ruan件jian通tong過guo匹pi配pei算suan法fa，將jiang看kan到dao的de零ling件jian從cong多duo個ge方fang向xiang和he角jiao度du與yu數shu據ju庫ku中zhong待dai撿jian取qu的de零ling件jian試shi樣yang進jin行xing比bi較jiao，然ran後hou找zhao到dao需xu要yao夾jia取qu的de零ling件jian。安an裝zhuang在zai機ji械xie手shou上shang的de一yi個geFanuc傳感器，用於各個零件的“精密定位”。攝像頭首先尋找X和Y坐標位置以及零件的名稱
，同時與攝像頭成一定安裝角度的激光器根據三角測量技術提供Z坐標、偏轉和節距。機械手運行到由“大致定位”鑒別出第一個零件，然後檢查；如果是它所看到的，機械手就夾取這一零件，如果不是，機械手再移動到第二個零件上。
   由(you)於(yu)多(duo)種(zhong)原(yuan)因(yin)可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)係(xi)統(tong)錯(cuo)過(guo)所(suo)要(yao)撿(jian)取(qu)的(de)零(ling)件(jian)，錯(cuo)過(guo)的(de)越(yue)多(duo)，係(xi)統(tong)搜(sou)索(suo)零(ling)件(jian)所(suo)花(hua)的(de)時(shi)間(jian)就(jiu)越(yue)長(chang)。通(tong)過(guo)對(dui)係(xi)統(tong)零(ling)件(jian)不(bu)斷(duan)地(di)精(jing)密(mi)調(tiao)整(zheng)後(hou)，Fanuc係統隨機抓放零件所需的平均工作周期已從2002年的22秒鍾下降到今天的15秒鍾。
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  成績是肯定的，但……
   Motoman公司已與Shafi公司在“揀選”技術的應用方麵形成了戰略關係，關於這一技術，人們已經等待了很長時間，但“揀選”技(ji)術(shu)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)劑(ji)萬(wan)能(neng)良(liang)藥(yao)，也(ye)不(bu)是(shi)一(yi)切(qie)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)終(zhong)極(ji)目(mu)標(biao)。人(ren)們(men)應(ying)該(gai)認(ren)識(shi)到(dao)它(ta)對(dui)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)是(shi)有(you)意(yi)義(yi)的(de)，但(dan)對(dui)其(qi)他(ta)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)就(jiu)不(bu)一(yi)定(ding)。
   Shafi公司也有同感。例如在某些“揀選”應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，可(ke)靠(kao)的(de)抓(zhua)放(fang)操(cao)作(zuo)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)過(guo)程(cheng)。你(ni)需(xu)要(yao)將(jiang)零(ling)件(jian)從(cong)箱(xiang)中(zhong)取(qu)出(chu)來(lai)
，然(ran)後(hou)放(fang)下(xia)或(huo)重(zhong)新(xin)夾(jia)起(qi)，或(huo)者(zhe)進(jin)行(xing)其(qi)他(ta)的(de)操(cao)作(zuo)，總(zong)之(zhi)是(shi)用(yong)機(ji)械(xie)手(shou)將(jiang)零(ling)件(jian)精(jing)密(mi)地(di)放(fang)到(dao)目(mu)標(biao)位(wei)置(zhi)上(shang)。在(zai)工(gong)廠(chang)，人(ren)們(men)所(suo)關(guan)心(xin)的(de)是(shi)能(neng)否(fou)將(jiang)它(ta)撿(jian)取(qu)，是(shi)否(fou)能(neng)在(zai)每(mei)隔(ge)X秒鍾的時間內使它精確就位。
   機械手隨機“揀選”的周期時間取決於機械手的工藝流程，以及在特定的應用領域內，機械手需要移動的距離。為了使“揀選”係統切實可行，必須使攝像頭在2或3秒的時間內完成確認。對於幾何形狀簡單的零件而言
，Shafi公司已經達到了目標，時間降低到4至6秒

，主要是因為他們采用了較快的處理器
，算法也有所改進。
   從某種程度而言
，“揀選”方案是否獲得成功，關鍵在於零件的不同幾何形狀和應用要求，Shafi公司開發的“揀選”係統依賴於固定安裝的攝像機、機械手上安裝的攝像機以及那些使用激光器的照明裝置。
   另一項技術涉及到獲取零件的三維位置，即以很快的速度，攝取零件的2至3個圖像
，每個圖像采用不同的照明
，以便協助確定其三維位置。尤其是當零件的一部分被擋住時，采用這一技術特別有效。
   ruguomouzhongyingyonglingyuyunxudehua，zuihaohaishicaiyonggudinganzhuangdeshexiangjifangan。zaiyigelingjianbeijianquhou
，shexiangtoujiangyidaoxiayigebeizhuaqudelingjianshang，tongshijixieshouzhuafanglingyigelingjian。erruguoshianzhuangzaijixieshoushangdeyidongshexiangtoukenenghuiyudaobeipengzhuangdefengxian，rupengdaolingjianxianghuoqitalingjian
，ergudinganzhuangdeshexiangtouzebuyongcaoxinzhegewenti。