基于神经形态视觉的机器人钻孔系统精确定位控制

制造业当前正经历着工业机器人大规模采用的范式转变，而机器视觉是使这些机器人能够在非结构化环境中执行精确操作的关键感知技术。然而，传统视觉传感器对光照条件与高速运动的敏感性限制了生产线的可靠性与工作效率。神经形态视觉是一项近期技术，凭借其高时间分辨率、低延迟与宽动态范围，有潜力应对传统视觉的挑战。在本文中，我们首次提出一种基于神经形态视觉的控制器以实现更快速、更可靠的加工操作，并给出一个能够以小毫米级精度执行钻孔任务的完整机器人系统。我们所提出的系统利用我们专为神经形态相机的异步输出开发的两个感知阶段在三维空间中定位目标工件。第一阶段执行多视图重建以给出工件位姿的初始估计，第二阶段利用圆孔检测对该工件的局部区域估计进行精化。随后机器人利用基于位置与基于图像的混合视觉伺服方法精确就位钻孔末端执行器并在工件上钻出目标孔。所提方案在为非结构化环境中任意放置、光照不受控的工件钻螺母板孔的任务上进行了实验验证。实验结果证明了我们方案的有效性，平均位置误差小于 0.1 mm，并表明神经形态视觉的使用克服了传统相机的光照与速度限制。