工業(yè)機(jī)器人是如何識(shí)別物體進(jìn)行抓取任務(wù)的呢？從機(jī)器視覺的角度，由簡(jiǎn)入繁從相機(jī)標(biāo)定，平面物體檢測(cè)、有紋理物體、無(wú)紋理物體、深度學(xué)習(xí)、與任務(wù)/運(yùn)動(dòng)規(guī)劃結(jié)合等6個(gè)方面深度解析文章的標(biāo)題。首先，我們要了解，機(jī)器人領(lǐng)域的視覺（Machine Vision）跟計(jì)算機(jī)領(lǐng)域（Computer Vision）的視覺有一些不同：機(jī)器視覺的目的是給機(jī)器人提供操作物體的信息。所以，機(jī)器視覺的研究大概有這幾塊：1. 物體識(shí)別（Object Recognition）：在圖像中檢測(cè)到物體類型等，這跟 CV 的研究有很大一部分交叉；定制六自由度機(jī)器人2. 位姿估計(jì)（Pose Estimation）：計(jì)算出物體在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的位置和姿態(tài)，對(duì)于機(jī)器人而言，需要抓取東西，不僅要知道這是什么，也需要知道它具體在哪里；3. 相機(jī)標(biāo)定（Camera Calibration）：六自由度機(jī)器人廠因?yàn)樯厦孀龅闹皇怯?jì)算了物體在相機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，我們還需要確定相機(jī)跟機(jī)器人的相對(duì)位置和姿態(tài)，這樣才可以將物體位姿轉(zhuǎn)換到機(jī)器人位姿當(dāng)然，我這里主要是在物體抓取領(lǐng)域的機(jī)器視覺；SLAM 等其他領(lǐng)域的就先不講了。由于視覺是機(jī)器人感知的一塊很重要內(nèi)容，所以研究也非常多了，我就我了解的一些，按照由簡(jiǎn)入繁的順序介紹吧：

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，價(jià)格和可訪問(wèn)性使越來(lái)越多的公司將機(jī)器人應(yīng)用于其生產(chǎn)，可以理解，這種變化會(huì)給感到自己的工作可能被帶走的工人帶來(lái)恐懼；實(shí)際上，機(jī)器人正在使這些工人擺脫繁瑣，乏味，有時(shí)甚至是危險(xiǎn)的工作，同時(shí)使他們前進(jìn)到更好的機(jī)會(huì)。定制六自由度機(jī)器人機(jī)器人使工人遠(yuǎn)離傷害的好的例子之一是機(jī)器人焊接。重復(fù)的手工焊接對(duì)人體極為危險(xiǎn)。金屬和涂料產(chǎn)生的危險(xiǎn)煙霧可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病。有些產(chǎn)品含有鉛或石棉；有些產(chǎn)品含有鉛或石棉。暴露會(huì)導(dǎo)致肺氣腫，肺癌甚至腎衰竭。除煙霧外，手工焊接還會(huì)產(chǎn)生大量噪音和強(qiáng)烈的熱量。嘈雜的環(huán)境會(huì)導(dǎo)致聽力損失和焊工壓力；而熱量可能會(huì)導(dǎo)致灼傷或熱量消耗。焊槍發(fā)出的紫外線會(huì)引起紫外線性角膜炎，也稱為“焊縫”。六自由度機(jī)器人廠機(jī)器人焊接單元具有多項(xiàng)安全功能，以確保工人受到保護(hù)。安全柵欄，聯(lián)鎖門開關(guān)和光幕使焊接機(jī)器人在操作中時(shí)，避免人員進(jìn)入該區(qū)域。當(dāng)工人正在裝載零件時(shí)，附在定位器上的金屬隔板使它們免受電弧眩光和焊槍火花的影響。在具有機(jī)器人焊接的設(shè)施中，仍需要工人操作，監(jiān)視和檢查機(jī)器人及其焊縫。安全是重中之重，工業(yè)機(jī)器人行家將機(jī)器人工作單元與安全功能集成在一起是保持競(jìng)爭(zhēng)力并在當(dāng)?shù)貏?chuàng)造更多工作的好方法。

沖壓機(jī)器人主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。定制六自由度機(jī)器人手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)，六自由度機(jī)器人廠自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)沖壓機(jī)器人每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。

1.柔性，機(jī)器人是數(shù)控立體作業(yè)機(jī)床，具有六個(gè)自由度，不僅可以實(shí)現(xiàn)焊槍位置的可達(dá)性，還可以實(shí)現(xiàn)焊槍的角度變化。雖然它的精度不能與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，但對(duì)于焊接生產(chǎn)而言，機(jī)器人的重復(fù)定位精度已完成能夠勝任。從經(jīng)營(yíng)角度看，設(shè)備的購(gòu)入與產(chǎn)出平衡對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，加之市場(chǎng)的影響，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期相對(duì)縮短。定制六自由度機(jī)器人如果采用焊接專機(jī)進(jìn)行焊接生產(chǎn)，在產(chǎn)品換型時(shí)，焊接專機(jī)很難快速地適應(yīng)產(chǎn)品的變化，從而阻礙了新產(chǎn)品的推出速度，這種延誤極有可能嚴(yán)重影響企業(yè)的快速發(fā)展。采用機(jī)器人進(jìn)行焊接生產(chǎn)，企業(yè)只需編制一個(gè)新程序即可實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的投產(chǎn)，可使企業(yè)在市場(chǎng)上搶得先機(jī)。2.人機(jī)對(duì)話，人機(jī)對(duì)話意味著自動(dòng)化程度的提高，同時(shí)也給我們帶來(lái)了效率和效益。人機(jī)對(duì)話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。目前在焊接機(jī)器人工作站上，六自由度機(jī)器人廠已經(jīng)有越來(lái)越多的各種傳感器得到使用，比如，借助電流檢出裝置，可以實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的跟蹤；利用視覺傳感器，可以實(shí)現(xiàn)焊縫位置的檢測(cè)。3.在中國(guó)的應(yīng)用特點(diǎn)，（1）我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車、摩托車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等行業(yè)。汽車是焊接機(jī)器人的最大用戶，也是最早的用戶，汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76%。在汽車行業(yè)中，點(diǎn)焊機(jī)器人與弧焊機(jī)器人的比例為3：2，而其他行業(yè)大都是以弧焊機(jī)器人為主。

如何選購(gòu)合適的焊接機(jī)器人呢？首先要了解焊接機(jī)器人有哪些技術(shù)指標(biāo)及特殊的技術(shù)指標(biāo)，這是正確使用機(jī)器人的前提。產(chǎn)品手冊(cè)也有列技術(shù)指標(biāo)，但是單從手冊(cè)上了解會(huì)比較表面，最好是根據(jù)實(shí)際需要理解某些特定的性能指標(biāo)，才能更加深入這個(gè)行業(yè)。定制六自由度機(jī)器人焊接機(jī)器人的主要技術(shù)指標(biāo)可分為兩部分，機(jī)器人的一般指標(biāo)和焊接機(jī)器人的特殊指標(biāo)。機(jī)器人通用技術(shù)指標(biāo)自由度數(shù)這是反映機(jī)器人靈活性的重要指標(biāo)。六自由度機(jī)器人廠一般而言，在機(jī)器人工作空間中可以到達(dá)3個(gè)自由度，但是焊接不僅必須到達(dá)空間中的某個(gè)位置，而且還必須確保焊槍（切削工具或焊鉗）的空間姿勢(shì)。因此，電弧焊和切割機(jī)器人至少需要5個(gè)自由度，點(diǎn)焊機(jī)器人至少需要6個(gè)自由度。