FANUC机器人机器人视觉成像应用

机器视觉在机器人领域的应用机器视觉是指利用计算机和相应的传感器技术，使机器能够“看”和“理解”图像的能力。

这项技术在机器人领域的应用越来越广泛，并且正日益成为现代机器人的核心技术之一。

本文将探讨机器视觉在机器人领域的应用，并讨论它所带来的重要影响。

一、目标识别与跟踪机器视觉在机器人中最常见的应用之一是目标识别与跟踪。

通过使用图像处理算法和模式识别技术，机器可以识别和跟踪特定的目标，如物体、人体、面部等。

这项技术在自动导航、工业生产线上的自动化操作和智能监控等领域发挥着重要作用。

例如，在无人驾驶汽车中，机器视觉可以帮助车辆实时检测并识别道路标识、行人和其他车辆，从而保证驾驶的安全性和精确性。

二、三维建模与重建另一个重要的机器视觉应用是三维建模与重建。

通过将多个二维图像进行处理和分析，可以生成物体的三维模型。

这不仅可以帮助机器人更好地理解和感知周围环境，而且可以应用于虚拟现实、制造业和档案保护等领域。

例如，在制造业中，机器视觉可以使用三维重建技术来检查产品的质量和尺寸，从而提高生产效率和品质。

三、运动规划与控制机器视觉还可以应用于机器人的运动规划与控制。

通过识别环境中的物体和结构，并分析它们的运动状态，机器人可以根据实时反馈调整其行为和动作。

这项技术被广泛应用于自主导航、机械臂控制和协作机器人等领域。

例如，在医疗机器人中，机器视觉可以帮助机器人精确地定位和操作手术工具，从而提高手术的精确性和安全性。

四、人机交互与情感识别随着机器视觉技术的不断发展，人机交互和情感识别成为机器人领域的新兴应用。

机器视觉可以帮助机器识别人类的面部表情、动作和情感状态，从而更好地理解和回应人类的需求和情绪。

这项技术在社交机器人、智能助理和虚拟现实等领域有着广阔的前景。

例如，智能助理可以根据用户的面部表情和姿态调整自己的行为和表达，提供更加个性化和贴近用户需求的服务。

总结起来，机器视觉在机器人领域的应用非常广泛，涵盖了目标识别与跟踪、三维建模与重建、运动规划与控制以及人机交互与情感识别等多个方面。

2D&3D视觉系统设置一）概要：视觉系统（2DV、3DL）功能主要是通过视觉系统软件设置，建立视觉画面上的点位与机器人位置相对应关系。

对工件进行视觉成像，与已标定的工件进行比较，得出偏差值，即机器人抓放位置的补偿值。

本小结是以0397-JNKC济南重汽机床上下料项目为例说明2D&3D视觉系统设置的详细步骤。

优势：●降低了抓放工件位置的精度要求，机器人自动补偿抓放●柔性度高，可以同时应用于多种工件软件：●1A05B-2500-J868 ! iR Vision Standard●1A05B-2500-J869 ! iR Vision TPP I/F●1A05B-2500-J871 ! iR Vision UIF Controls●1A05B-2500-J900 ! iR Vision Core●1A05B-2500-J901 ! iR Vision 2DV●1A05B-2500-J902 ! iR Vision 3DL二）现场2D&3D视觉系统相机的安装位置三）视觉系统设置：2D Camera 3D Camera1)机器人与电脑连接设置如下：机器人电脑IP 172.16.0.2 172.16.0.3子网掩码255.255.255.0 255.255.255.0 网关172.16.0.1 172.16.0.13 连接完毕后，在IE地址栏中输入172.16.0.2进入图1图1点击上图中的“Vision Setup”，进入下图。

2)Camera Setup Tools 设置点击上图Vision Setup，然后再点击下图Camera Setup Tools（摄像头设置工具）点，Type:Prograessive Scan CameraName:DV2点击OK,进入下图。

图2 DV2为2D摄像头设置。

DL3为3D摄像头设置。

A）2DV Camera Setup Tools双击DV2，进入图3 双击，进入新建图3B）3DL Camera Setup Tools双击DL3，进入图4图42D摄像头安装在机器人上，打勾曝光时间，越大越亮可条光圈让数值尽可能小摄像点：工件太大时，需要多个照相点。

收那科呆板人视觉成像应用(2D)之阳早格格创做目录第一部分：视觉设定3第二部分：视觉偏偏好角度的读与与应用9应用范畴：摄像头没有拆置正在呆板人上.第一部分：视觉设定收那科呆板人视觉成像（2D-单面成像），为简化支配过程，便当调试，请按照以下步调：1、修坐一个新步调，假设步调名为A1.步调第一止战第二止真质为：UFRAME_NUM=2UTOOL_NUM=2以上二止步调，是为了指定该步调使用的USER坐标系战TOOL坐标系.此坐标系的序号没有该被用做视觉示教时的坐标系.2、网线连交电脑战呆板人统制柜，挨启视频设定网页（图一）.3、搁置工件到抓与工位上，通过电脑瞅，工件尽管正在摄像头成像天区核心，且工件该当局部降正在成像天区内.4、安排呆板人位子，使其能准确的抓与到工件.正在步调A1中记录此位子，假设此位子的代号为P1.抬下板滞脚位子，当其抓与工件运止到此位子时自由疏通没有克没有及战其余工件搞涉，假设此面为P2.得到的P1战P2面，便是以来视觉步调中要用到的抓件的趋近面战抓与面.5、拆置定位针，示教坐标TOOL坐标系（没有要使用正在步调A1中使用的坐标系号，假设本质使用的是TOOL3坐标系）；TOOL坐标系搞完之后一定没有要拆掉脚抓上的定位针，把示教视觉用的面阵板搁到工件上，通过电脑瞅察，示教板该当尽管正在摄像头成像天区核心.示教USER坐标系（没有要使用正在步调A1中使用的坐标系号，假设本质使用的是USER3坐标系）.此时不妨拆掉脚抓上的定位针USER坐标系搞佳之后一定没有要移动示教用的面阵板.6、依照如下图片真质依次设定视觉.图一：设定照相机（只需要变动），也便是曝光时间，包管：当光标划过工件特性天区的最明面时，中g=200安排.其余没有要变动.图二：标定示教面阵板.此时，只需要变动如下真质：图三:标定示教面阵板需要搞的设定图四:标定示教面阵板时，瞅察数据缺面范畴设定完以上真质后，圆不妨移走示教用的面阵板.之前所有时间移动此示教板，皆市制成过失！！图五（与图六为共一个页里，一个图上截屏没有完备.此页只需要变动曝光时间.）图六（与图5是共一个页里）除了设定曝光时间中，什么皆没有要动.正在完毕以上支配后，依照如下步调示教呆板人7、修坐一个新步调，假设步调名为A2.步调第一止战第二止真质为：UFRAME_NUM=3UTOOL_NUM=3以上二止步调，是为了指定该步调使用的USER坐标系战TOOL坐标系.此坐标系的序号是前里刚刚搞完的坐标系.8、通过运止步调A1（前二止必须运止，以指定坐标系），使呆板人到达工件上圆向子，加进步调A2，运止前二止，之后记录该面；之后再运止步调A1，使呆板人到达抓件位子（前二止必须运止，以指定坐标系，可则呆板人报障碍），之后加进步调A2，运止前二止（指定坐标系），再记录该面.正在步调第二止后里，拔出几止，按下图八拔出语句：以上记录的二个面，正在每止后里减少如下语句（光标移到每止末尾里，面CHOIC，不妨采用减少语句），睹图八.9、末尾，别记了，抓件有一个趋近面，有一个抓与面，该当另有一个退出面.退出面设定要领战趋近面是一般的.第二部分：视觉偏偏好角度的读与与应用1、读与视觉偏偏好的角度值PR[1]=VI[1].OFFSET2、变更PR1的坐标系，到笛卡我坐标系CALL INVERSE(1,2)CALL INVERSE(2,1)3、把视觉偏偏好的角度值赋值给R1，用于搞步调用R[1]=PR[1,6]4、如果没有克没有及找到天2步中的指令，依照如下要领对于呆板人设定：加进如下菜单：设定如下选项：此界里采用F3[KAREL]采用步调INVERSE采用CONSTANT后输进数字,连绝二次后步调便写佳了.。

iRVision 小结1． iRVision 概述1．1 Offset 补偿和检测方式根据iRVision 的补偿和测量方式的不同，iRVision 可作以下分类：对具体的应用，理解不同iRVision 的特性并选择一个适合的应用是非常重要的。

●offset 补偿分类- 用户坐标系补偿 (User Frame Offset)机器人在用户坐标系下通过Vision 检测目标当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿抓取位置。

- 工具坐标系补偿 (Tool Frame Offset)机器人在工具坐标系下通过Vision 检测在机器人手爪上的目标当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿放置位置。

●测量方式分类- 2D 单视野检测 (2D Single-View) 2D 多视野检测 (2D Multi-View)iRVision 2D 只用于检测平面移动的目标 (XY 轴位移、Z 轴旋转角度R)。

其中，用户坐标系必须平行于目标移动的平面，目标在Z 轴方向上的高度必须保持不变。

目标在XY 轴方向上的旋转角度不会被计算在内。

- 2.5D 单视野检测 (2.5D Single-View / Depalletization) IRVision 2.5D 比较 iRVision 2D ，除检测目标平面位移与旋转外，还可以检测Z 轴方向上的目标高度变化。

目标在XY 轴方向上的旋转角度不会被计算在内。

- 3D 单视野检测 (3D Single-View) 3D 多视野检测 (3D Multi-View)iRVision 3D 用于检测目标3维内的位移与旋转角度变化。

检测目标位置 修正机器人姿态放置目标检测目标位置 修正机器人姿态抓取目标用户坐标系 工具坐标系2D 检测2.5D 检测3D 检测1．2 照相机固定方式iRVision支持以下的照相机安装方式：●固定照相机(fixed camera)优势：可以在机器人运动时照相。

照相机连接电缆铺设简易化。

发那科机器人3D视觉快速标定方法
何家恒
【期刊名称】《科技与创新》
【年(卷),期】2022()21
【摘要】主要阐述了机器人视觉系统标定的现状以及现有标定方法的优缺点,标定主要是通过视觉系统软件设置,建立视觉画面上的点位与机器人位置的相对应关系。

对工件进行视觉成像,与已标定的工件进行比较,得出偏差值,即机器人抓放位置的补偿值。

主要利用发那科分拣机器人3D视觉系统的通信和服务功能,通过在目标区
域内触发固定摄像机,利用机器人末端执行器的标定板进行多次学习拍照,再利用机
器人应用程序设计,记录多组图像点和机器人坐标点。

进而标定图像点与机器人坐
标固定点之间的关系,通过编写与工作环境相关的机器人程序,根据计算结果自动标
定相关影响因素,完成可靠性测试,从而确认改进方法计算的工件坐标偏差。

与传统
的2点示教方法相比,工件位置的偏差可以大大减小,从而大大提高了标定速度、方便性和标定精度。

【总页数】4页(P62-64)
【作者】何家恒
【作者单位】广州市技师学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
1.并联机器人视觉抓取系统快速标定方法的研究
2.自主分拣机器人视觉系统的快速标定方法
3.基于3D视觉传感器的龙门架机器人手眼标定方法
4.发那科公司推出其首个机器人视觉系统
5.发那科推出其首个内置机器人视觉系统iRVision
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≪FANUC工业机器人视觉应用技术》教学大纲一、课程信息课程名称：FANUC工业机器人视觉应用技术课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分，4先修课程：无选用教材：《FANUC工业机器人视觉应用技术》，寇舒主编，2022年，电子工业出版社教材。

适用专业：本课程图文并茂，结构清晰，易教易学，可作为高等职业院校机电一体化专业、电气自动化专业、机器人专业的教学课程，也可作为相关工程技术初学人员的学习参考课程。

二、课程简介根据职业岗位需求，采用项目引导、任务驱动的模式，每个任务均有任务单、信息页和工作页全课程共包含7个学习情境，以发那科工业机器人为主要对象，讲解工业机器人的基本工作原理和应用知识,包括工业机器人结构、发展与应用、基本的编程语句和编程方法等。

三、课程教学要求注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。

“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。

关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“V”或"L”。

“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

四、课程教学内容五、考核要求及成绩评定六、学生学习建议(一)学习方法建议1 .依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过例题展开学习，掌握相对应的数据的计算方法。

2 .通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。

3 .进行练习和实践，提高自己的技能和应用能力，加深对知识的理解和记忆。

(二)学生课外阅读弁考资料《FANUC工业机器人视觉应用技术》，寇舒主编，2022年，电子工业出版社教材。

七、课程改革与建设本课程将学习情境的制定与任务驱动、项目教学、理论实践相结合，紧跟企业需求，真正体现工学结合的特点。

在编写本课程时，先从实际工业生产应用中提炼典型工作任务，再按照由易入难的原则构建符合教学要求的学习情境,每个学习情境都与一个完整的工作过程相对应，最后形成与高等职业教育改革需求相匹配的教学内容。

F A N U C机器人机器人视觉成像应用(2D)发那科机器人视觉成像应用(2D)目录第一部分：视觉设定 (3)UFRAME_NUM=2 (3)UTOOL_NUM=2 (3)UFRAME_NUM=3 (7)UTOOL_NUM=3 (7)第二部分：视觉偏差角度的读取与应用 (9)PR[1]=VI[1].OFFSET (9)R[1]=PR[1,6] (9)应用范围：摄像头不安装在机器人上。

第一部分：视觉设定发那科机器人视觉成像（2D-单点成像），为简化操作流程，方便调试，请遵循以下步骤：1、建立一个新程序，假设程序名为A1。

程序第一行和第二行内容为：UFRAME_NUM=2UTOOL_NUM=2以上两行程序，是为了指定该程序使用的USER坐标系和TOOL坐标系。

此坐标系的序号不应被用作视觉示教时的坐标系。

2、网线连接电脑和机器人控制柜，打开视频设定网页（图一）。

3、放置工件到抓取工位上，通过电脑看，工件尽量在摄像头成像区域中心，且工件应该全部落在成像区域内。

4、调整机器人位置，使其能准确的抓取到工件。

在程序A1中记录此位置，假设此位置的代号为P1。

抬高机械手位置，当其抓取工件运行到此位置时自由运动不能和其他工件干涉，假设此点为P2。

得到的P1和P2点，就是以后视觉程序中要用到的抓件的趋近点和抓取点。

5、安装定位针，示教坐标TOOL坐标系（不要使用在程序A1中使用的坐标系号，假设实际使用的是TOOL3坐标系）；TOOL坐标系做完之后一定不要拆掉手抓上的定位针，把示教视觉用的点阵板放到工件上，通过电脑观察，示教板应该尽量在摄像头成像区域中心。

示教USER坐标系（不要使用在程序A1中使用的坐标系号，假设实际使用的是USER3坐标系）。

此时可以拆掉手抓上的定位针USER坐标系做好之后一定不要移动示教用的点阵板。

6、按照如下图片内容依次设定视觉。

图一：设定照相机（只需要更改），也就是曝光时间，保证：当光标划过工件特征区域的最亮点时，中g=200左右。

发那科机器人视觉功能详解发那科3D视觉应用1iRVision 2.5D 视觉堆垛视觉堆垛程序通过相机视野内目标比例的变化来估算目标的高度并引导机器人的运动补偿目标的偏移，不但包括X轴，Y轴和X-Y平面旋转度R，也同时包括Z轴。

使用iRVision 2.5D允许机器人只借助一个普通2D相机来拾取码放堆集的目标。

2iRVision 视觉堆垛程序_1 （从寄存器R提取Z轴偏移）此功能通过视觉计算寻找目标的2D位置和指定的寄存器数值，并引导机器人的运动补偿目标的偏移，不但包括X轴，Y轴和X-Y平面旋转度R，也同时包括Z轴。

寄存器R被用作存储已知的目标Z轴高度，或者通过距离传感器检测出的Z轴高度信息。

3iRVision 视觉堆垛程序_2 （从堆垛层数提取Z轴偏移）此功能通过视觉结合视觉检测结果和根据目标比例确定的目标层数（目标高度）计算目标的位置。

目标层数依照参考比例和高度数据自动确定，因而，即使在视觉检测中存在细微的比例误差，也可以通过一个离散的层数（目标高度）来计算目标的具体位置。

4iRVision 2DV 复数视野功能2D复数视野程序提供通过若干固装式照相机定位大型目标的能力，对通过Robot-Mounted式照相机进行检测同样有效。

5iRVision 3DL 复数视野功能3D复数视野程序提供通过若干固装式3D照相机定位大型目标的能力，对通过Robot-Mounted式照相机进行检测同样有效。

6iRVision 浮动坐标系功能（Floating Frame）Robot-mounted 式照相机的标定可以用于如下图所示任意位置和方向下的iRVision程序。

2D状态下的移动补偿与照相机实际位置相关联。

照相机的标定可以在任意位置下进行。

减少示教工作量。

7iRVision 3DL LED 光源控制此功能支持在3DL视觉程序中，在捕获2D图象和激光照射图象时，同步控制LED光源的ON/OFF。

通过此功能，可以获得适当的外部光线环境，提升整个视觉系统的能力。