機器人集成了電子技術、傳感技術和智能控制技術等，是一種能夠自動執行工作任務的機器裝置，其可以接受人類的指揮，也可以依照人工智能技術制定的原則和綱領自主行動，在許多領域得到了應用。

　　目前，工業機器人只能在嚴格定義的結構化環境中執行預定指令動作，缺乏對環境的感知與應變能力，這極大地限制了機器人的應用。工件視覺定位方法，配合專用的圖像處理軟件，利用機器人的視覺控制，不需要預先對工業機器人的運動軌跡進行示教或離線編程，能夠實現工業機器人視覺系統的可靠定位，在提升工件定位精度和加工效果方面發揮了積極作用，可節約大量的編程時間，提高生產效率和加工質量。國內這方面主要應用于焊接機器人對焊縫的跟蹤。

　　一、視覺定位系統的組成?

　　機器人視覺定位系統構成(如下圖所示)，在關節型機器人末端安裝噴涂工具、單個攝像機，使工件能完全出現在攝像機的圖像中。系統包括攝像機系統和控制系統:

　　(1)攝像機系統:由單個攝像機、計算機和采集系統(包括圖像采集卡)組成，負責視覺圖像的采集和機器視覺算法;此系統推薦使用數字相機，提取精度會比搭載一般攝像機的精度要高。

　　(2)控制系統:由計算機和控制箱組成，用來控制機器人末端的實際位置;??

　　經CCD攝像機對工作區進行拍攝，計算機通過圖像識別方法，提取跟蹤特征，進行數據識別和計算。

　　圖1?噴涂機器人視覺定位系統組成

　　二、視覺定位系統的工作原理

　　使用美國TEO品牌的數字相機TM-C6597E，搭載TM-C520HP圖像采集系統，由專用攝像機、均衡傳輸線、圖像采集卡，三者統一設計，將視頻信號輸入計算器，并對其快速處理。首先選取被跟蹤物體的局部圖像，該步驟相當于離線學習的過程，在圖像中建立坐標系以及訓練系統尋找跟蹤物體。學習結束后，圖像 卡不停地采集圖像，提取跟蹤特征，進行數據識別和計算，通過逆運動學求解 機器人各關節位置給定值，最后控制高精度的末端執行機構，調整機器人的位置。

　　這樣，視覺定位系統將基于區域的匹配和形狀特征識別結合，進行數據識別和計算，能夠快速準確地識別出物體特征的邊界與中心，機器人控制系統通過逆運動學求解得到機器人各關節位置的轉角誤差，最后控制高精度的末端執行機構，調整機器人的位姿以消除此誤差。從而解決了機器人末端實際位置與期望位置相距較遠的問題，改善了傳統機器人的定位精度。

　　三、圖像的特征提取

　　工作臺上的工件與工作臺背景對比在顏色方面形成很大的差別,即工件識別為黑色,提取黑色的圖像的中心線，采集系統將這一信息作為識別工件的重要特征。

　　一般視覺系統獲取工件圖像時，由于受到種種條件的限制和噪聲的干擾，因此不能直接在視覺系統中直接使用，必須經過圖像分析和識別進行灰度校正、噪聲過濾等圖像預處理。