Roboter-Vision

Einleitung

Wir haben eine Menge an standardisierten Modulen für Roboteranwendungen entwickelt. Unter diesen ist auch eine Implementierung eines Systems in der ABB's RAPID Sprache, welches eine Roboter auf Grundlage von Sensoreingangsdaten optimal führt (besonders nützlich mit optischen Sensoren).

Der Robot bringt sich selbst die Abhängigkeiten zwischen den Sensoreingangsdaten und Positionen auf dem Objekt bei. Dabei wird eine Matrix aus Werten geformt, bekannt als Jakobimatrix. Diese beschreibt, wie sich die Eingänge bei der Bewegung mit bis zu 6 Freiheitsgraden (Translation in X, Y, Z und Rotation um diese 3 Achsen) ändern.

Während der Produktion werden diese Eingänge zur Berechnung der Roboterposition (mit bis zu 6 Freiheitsgraden) genutzt, wobei dies auch bei verrauschten Sensordaten sehr robust und fehlertolerant geschieht.


Anwendungsbeispiel

Eine Anwendung ist das Führen eines Roboters beim Einsetzen einer Windschutzscheibe. Am Robotergreifer montierte Kameras nehmen von einigen Fahrzeugteilen Bilder auf und verzeichnen im Bild die Position von charakteristischen Fahrzeugpunkten (gemessen in Pixeln). Der Roboter erlernt selbst wie die Position dieser charakteristischen Punkte im Bild wandert, wenn der Greifer sich in eine Richtung bewegt - die Kameras sind nicht notwendigerweise an den Greiferbewegungen ausgerichtet.

Um den Roboter in 6 Freiheitsgraden zu bewegen müssen mindestens 6 passende Messungen der Bilder erstellt werden. Wenn weitere aussagekräftige Messungen getätigt werden, können die resultierenden Informationen zur Prüfung und auch zur Verbesserung der Genauigkeit benutzt werden. Wenn beispielsweise die Position des charakteristischen Merkmals aufgrund von Fertigungstoleranzen, von Lichtwechseln oder aus anderen physikalischen Gründen leicht verschoben wird, ist das System fähig eine „beste Schätzung“ der nicht perfekten Daten vorzunehmen.

Dieses System hat Eigenschaften mit neuronalen Netzwerken gemeinsam, da es als Teil der Inbetriebnahme über die Umwelt Informationen sammelt. Während des Produktionsprozesses ist dann aber die Antwort direkt auf die Eingänge rückführbar, was das Finden eventueller Fehler erleichtert.