機(jī)器視覺是機(jī)器人發(fā)展的重要方向，是提高機(jī)器人智能化水平的關(guān)鍵因素

近十年來，隨著資本大量進(jìn)入以及商業(yè)推廣不斷深入，機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)得到了飛速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于各種制造、維護(hù)、修理、清理、清洗、保安、監(jiān)護(hù)、運(yùn)輸、導(dǎo)引、采摘等工作領(lǐng)域。

機(jī)器視覺是機(jī)器人發(fā)展的重要方向，是提高機(jī)器人智能化水平的關(guān)鍵因素之一，將極大推動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工作的自動(dòng)化。

人類和動(dòng)物獲取外界信息的最主要來源是眼睛。人們通過眼睛可得到被觀測(cè)物體的大小、形狀、顏色、位置等各種參數(shù)，以便大腦進(jìn)行下一步判斷。智能機(jī)器人之所以能夠根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境，自行判斷所要執(zhí)行的功能并對(duì)外界做出反應(yīng)性動(dòng)作，最重要原因之一是可以感知環(huán)境。

機(jī)器人感知環(huán)境通常依賴于各種接觸型以及非接觸型傳感器，機(jī)器視覺就是基于仿生的角度發(fā)展而來，比如模擬眼睛是通過視覺傳感器進(jìn)行圖像采集，并在獲取之后由圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理和識(shí)別。此外，具有機(jī)器視覺的機(jī)器人能夠及時(shí)感知外部環(huán)境的變化，并且方便智能機(jī)器人的控制系統(tǒng)做出相應(yīng)調(diào)整，提高了機(jī)器人的靈活性和對(duì)外部環(huán)境變化的適應(yīng)力。

根據(jù)測(cè)量設(shè)備的不同，機(jī)器視覺分為以下三種：

單目視覺技術(shù)，即安裝單個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集，一般只能獲取到二維圖像。早在上世紀(jì)70年代就出現(xiàn)了視覺系統(tǒng)輔助機(jī)器人控制機(jī)械手進(jìn)行生產(chǎn)的專利申請(qǐng)（DE2637686A1）。另外，在上世紀(jì)80年代，專利申請(qǐng)（US4754402A）公開了機(jī)器人能夠以視覺感知的方式沿規(guī)定的路徑移動(dòng)。此后，單目視覺一直發(fā)展應(yīng)用至今，廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人領(lǐng)域。然而，由于該技術(shù)受限于較低圖像精度以及數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的問題，因此需要和超聲、紅外等其它類型傳感器共同工作，為了克服這些問題，人們?cè)谏鲜兰o(jì)80年代研發(fā)出雙目視覺技術(shù)。

雙目視覺技術(shù)，是一種模擬人類雙眼處理環(huán)境信息的方式，通過兩個(gè)攝像機(jī)從外界采集一副或者多幅不同視角的圖像，從而建立被測(cè)物體的三維坐標(biāo)。

上世紀(jì)80年代，雙目視覺技術(shù)已應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航此外，雙目視覺技術(shù)作為機(jī)器視覺研究的重點(diǎn)和方向，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造以及各領(lǐng)域中。從分類看，雙目視覺技術(shù)大致分為機(jī)械臂視覺控制、移動(dòng)機(jī)器人視覺控制、無人機(jī)無人船視覺控制等方向。在機(jī)械臂視覺控制的焊接領(lǐng)域，雙目機(jī)器人能夠更好地滿足焊接起始位置的導(dǎo)引、焊縫跟蹤等功能；在移動(dòng)機(jī)器人視覺控制的掃地機(jī)器人領(lǐng)域，雙目視覺幫助設(shè)備自動(dòng)采集、處理視覺和激光數(shù)據(jù)，并從多個(gè)不同目標(biāo)中自動(dòng)檢測(cè)感興趣的目標(biāo)；在無人機(jī)領(lǐng)域，雙目視覺能夠提高姿態(tài)解算算法的精度以及魯棒性和穩(wěn)定性。此外，雙目視覺技術(shù)還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)采摘領(lǐng)域，比如幫助機(jī)械臂避障和果實(shí)定位然而，不可否認(rèn)的是，雙目視覺技術(shù)還存在可視場(chǎng)景限制等問題。基于此，多目視覺技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

多目視覺技術(shù)，是指采用了多個(gè)攝像機(jī)以減少盲區(qū)，降低錯(cuò)誤檢測(cè)的機(jī)率。該技術(shù)主要用于物體的運(yùn)動(dòng)測(cè)量工作。在機(jī)械臂手眼協(xié)調(diào)方面，多目視覺技術(shù)能夠克服物體捕捉的盲區(qū)，使機(jī)械臂進(jìn)行抓取更加有效在工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行裝配領(lǐng)域，多目視覺也能夠精確識(shí)別和定位被測(cè)物體，進(jìn)而提高裝配機(jī)器人的智能程度和定位精度。此外，多目視覺技術(shù)還可以采用模仿生物的視覺系統(tǒng)構(gòu)造獲得更加清晰的圖像和較高的處理能力，并改善對(duì)物體的定位，比如仿蜥蜴仿蜘蛛等。