隨著傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和“中國制造2025”戰(zhàn)略的推進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。近年來，大量工業(yè)機(jī)器人被用于裝配制造、分揀包裝、拆包碼垛等領(lǐng)域。，不斷提高了企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化水平。同時，企業(yè)的生產(chǎn)方式也從傳統(tǒng)的人力主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人主導(dǎo)，大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，減少了一些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境對工人身體造成的傷害。在機(jī)器人作業(yè)過程中，如何準(zhǔn)確抓取隨機(jī)堆放的零件或貨物，已成為目前業(yè)界應(yīng)用和研究的熱點(diǎn)問題。基于以前的技術(shù)， 博肯機(jī)器人團(tuán)隊(duì)對3D視覺技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和升級，與博肯的串并聯(lián)六軸機(jī)器人合作開發(fā)了基于3D視覺的無序分揀技術(shù)。
與傳統(tǒng)的2D視覺不同，三維表面成像/重建/測量技術(shù)可以用來測量物體表面各點(diǎn)的(x，y，z)坐標(biāo)，測量結(jié)果可以表示為深度圖。三維表面成像系統(tǒng)除了測量三維坐標(biāo)外，還可以輸出物體表面空間點(diǎn)的其他光學(xué)特征值，如反射率、顏色等。此時點(diǎn)云的測量結(jié)果一般可以表示為{}，其中是代表第I個點(diǎn)的光學(xué)特征值的向量。比如常見的RGB-D(紅綠藍(lán)深度)測量數(shù)據(jù)可以表示為{}。
目前，常見的三維表面成像技術(shù)包括雙目立體視覺、多視角立體視覺和激光片光三角測量。編碼結(jié)構(gòu)光，飛行時間，聚焦深度，光度立體視覺。該方案采用編碼結(jié)構(gòu)光三角測量原理用于三維結(jié)構(gòu)光相機(jī)。它的工作原理是:編碼結(jié)構(gòu)光激光器將專門設(shè)計的編碼圖案投射到目標(biāo)物體上?；诓煌膱D案編碼方法，相機(jī)可能需要拍攝由激光照射的目標(biāo)物體的表面的一個或多個圖像，并且可以通過比較圖像上的調(diào)制編碼光圖案和未調(diào)制編碼光圖案來測量目標(biāo)表面的3D形態(tài)。
當(dāng)視場滿足攝像機(jī)的探測要求時，通過調(diào)整攝像機(jī)的相關(guān)參數(shù)，可以得到攝像機(jī)拍攝的灰度圖像和相應(yīng)的深度圖像。
獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，經(jīng)過點(diǎn)云濾波、點(diǎn)云分割等點(diǎn)云預(yù)處理步驟，利用FPFH特征描述子提取點(diǎn)云特征。由PFH特征演化而來的快速點(diǎn)特征直方圖描述子(FPFH)具有計算復(fù)雜度低、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)。
在對目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行特征提取后，選取點(diǎn)云數(shù)據(jù)全局特征描述符中的OUR-CVFH特征對分割后的點(diǎn)云塊進(jìn)行分類，然后通過模板匹配的方法將模板與子目標(biāo)的分割后的點(diǎn)云進(jìn)行匹配，完成不同種類物體點(diǎn)云的位姿估計。最后，通過與機(jī)器人的標(biāo)定，完成機(jī)器人在三維視覺下的無序分揀任務(wù)。