为了让机器人更好地与其周围的事物进行互动,并灵活地移动,机器人必须能够看到并辨别其周围的环境。经济且功能强大的视觉处理器(通过深度辨别图像传感器进行数据传输,并采用鲁棒性的软件算法)正在使人们盼望已久的自适应机器人成为现实。

  机器人,这一长期出现在科幻世界和航运产品文档中的事物,被描述为能够帮助人类从呆板、单调和难以忍受的工作中释放出来,并利用其高速度及高精度的特点提升工作效果。无论是可完成吸尘、地毯清洗,甚至排水沟的清洁工作的一代自主消费机器人系统,或是多种类型的生产环境下机器人的使用正不断增长,都可以说明上述观点(图1)。  然而一代消费类机器人采用了相对粗糙的方案来定位并感知其周围环境。这些基本技术包括由红外线发射器组成的人造壁垒,它可与内置在机器人当中的红外线传感器进行协作,从而防止机器人从楼梯上滚下或游荡到另一个房间。当自主机器人撞到了不可移动的物体时,震动传感器可通知机器人,让机器人不再继续前进。而更先进的绘图功能设计甚至让机器人不必再次回到这个特殊的位置。与人类的工作方式相比,机器人的工作不必考虑体力因素、更加快捷,并且更加准确,但机器人成功的前提是让来料到达固定的方向和位置,因此提升了制造流程的复杂性。来料部件的位置及方向出现任何偏离都将导致装配的失败。

  人类用眼睛(以及感觉)和大脑对其周围的世界进行辨识和定位。从理论上讲,采用摄像头组件、视觉处理器和各种软件算法的机器人系统也应该可以做到。但纵观历史,这样的图像分析技术通常只有在复杂并且昂贵的系统中才能找到。但数字集成电路在成本、性能和功耗方面的进步,为视觉功能使用在多样化和高容量的应用上铺平了道路,其中包括机器人实现的功能越来越多。虽然机器人在功能实现方面仍然面临着诸多挑战,但与以往相比,今天已经可以更加轻松、快速、经济地解决这些问题。

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