機(jī)器人視覺存在的問題及研究方向

發(fā)布時(shí)間：2021-06-21 17:10:07     作者：顯揚(yáng)科技

      機(jī)器人視覺經(jīng)歷了三代的發(fā)展變化，第一代的視覺系統(tǒng)是按照規(guī)定流程對(duì)圖像進(jìn)行處理并輸出結(jié)果,，第二代是由計(jì)算機(jī),、圖像輸入設(shè)備、結(jié)果輸出硬件構(gòu)成視覺系統(tǒng),，目前最新的是采用高速圖像處理芯片,，進(jìn)行算法，能模擬人的高度視覺功能,。典型的機(jī)器人視覺系統(tǒng)組成包括：圖像采集部分,、圖像處理部分,、運(yùn)動(dòng)控制部分,。

      機(jī)器視覺系統(tǒng)主要應(yīng)用在檢測(cè)、識(shí)別,、測(cè)量,、定位等方面。目前機(jī)器人視覺主要存在的問題：

      1,、如何準(zhǔn)確,、高速（實(shí)時(shí)）地識(shí)別出目標(biāo)。

      2,、如何有效地構(gòu)造和組織出可靠的識(shí)別算法,，并且順利地實(shí)現(xiàn)。

      3、實(shí)時(shí)性是一個(gè)難以解決的重要問題,。圖像處理速度是影響視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的主要瓶頸之一,。

      4、穩(wěn)定性是所有控制系統(tǒng)首先考慮的問題,，對(duì)于視覺控制系統(tǒng),，無(wú)論是基于位置、基于圖像或者混合的視覺伺服方法都面臨著如下問題：當(dāng)初始點(diǎn)遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)時(shí),，如何保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，即增大穩(wěn)定區(qū)域和保證全局收斂；為了避免伺服失敗,，如何保證特征點(diǎn)始終處在視場(chǎng)內(nèi),。

機(jī)器人視覺應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研究的問題：

      1、圖像特征的選擇問題,。

      視覺伺服的性能密切依賴于所用的圖像特征,，特征的選擇不僅要考慮識(shí)別的指標(biāo)，還要考慮控制指標(biāo),。從控制的觀點(diǎn)看,，用冗余特征可抑制噪聲的影響，提高視覺伺服的性能,，但又會(huì)給圖像處理增加難度,。因此如何選擇性能最優(yōu)的特征，如何處理特征以及如何評(píng)價(jià)特征,，都是需要進(jìn)一步研究的問題,。針對(duì)任務(wù)有時(shí)可能需要從一套特征切換到另一套，可以考慮把全局特征與局部特征結(jié)合起來(lái),。

      2,、結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺及圖像處理的研究成果,，建立機(jī)器人視覺系統(tǒng)的專用軟件庫(kù),。

      3,、加強(qiáng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能研究,。目前的研究多集中于根據(jù)圖像信息確定期望的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)這一環(huán)節(jié)上,，而對(duì)整個(gè)視覺伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能缺乏研究,。

      4,、利用智能技術(shù)的成果,。 

      5,、利用主動(dòng)視覺的成果,。

      主動(dòng)視覺是當(dāng)今計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人視覺研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱門課題。它強(qiáng)調(diào)的是視覺系統(tǒng)與其所處環(huán)境之間的交互作用能力,。與傳統(tǒng)的通用視覺不同,，主動(dòng)視覺強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn),，一是認(rèn)為視覺系統(tǒng)應(yīng)具有主動(dòng)感知的能力，二是認(rèn)為視覺系統(tǒng)應(yīng)基于一定的任務(wù)（TaskDirected）或目的,，主動(dòng)視覺認(rèn)為在視覺信息獲取過程中,，應(yīng)更主動(dòng)地調(diào)整攝像機(jī)的參數(shù)，如方向,、焦距,、孔徑等并能使攝像機(jī)迅速對(duì)準(zhǔn)感興趣的物體。

      更一般地,，它強(qiáng)調(diào)注視機(jī)制,，強(qiáng)調(diào)對(duì)分布于不同空間范圍和時(shí)間段上的信號(hào)采用不同的分辨率有選擇性地感知，這種主動(dòng)感知既可在硬件層上通過攝像機(jī)物理參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn),，也可以在基于被動(dòng)攝像機(jī)的前提下,，在算法和表示層上通過對(duì)已獲得的數(shù)據(jù)有選擇性地處理實(shí)現(xiàn)。同時(shí),，主動(dòng)視覺認(rèn)為不基于任何目的的視覺過程是毫無(wú)意義的,，必須將視覺系統(tǒng)與具有的目的（如導(dǎo)航、識(shí)別,、操作等）相聯(lián)系,，從而形成感知／作用環(huán)。