湖南省计量院牵手机器实验室 智能制造与仪器仪表的合作共赢

机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的整体，其中包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分。机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。

2020年5月中旬，湖南省计量院与机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室在湖南大学机器人学院举行了产学研协同创新签约仪式。

智能制造离不开高精尖的仪器仪表和传感器，而计量是确保仪器仪表和传感器准确可靠的保障，是智能制造的重要基础和有力支撑。湖南省计量院与机器人国家工程实验室在联合科技攻关、开放资源共享、联合培养研究生等方面充分发挥优势，合作共赢，共创质量强国新时代。

什么是机器人视觉?

是指不仅要把视觉信息作为输入，而且还要对这些信息进行处理，进而提取出有用的信息提供给机器人。今天的视觉技术已经能够识别人的手势和面部表情了，即人机界面的功能也可以实现。

机器人视觉工作原理

由传感器(如摄像机)转变为二维的平面图像，再经图像处理，输出该物体的图像。通常机器人判断物体位置和形状需要两类信息，即距离信息和明暗信息。当然作为物体视觉信息来说，还有色彩信息，但它对物体的位置和形状识别不如前两类信息重要。机器人视觉系统对光线的依赖性很大，往往需要好的照明条件，以便使物体所形成的图像Z为清晰，检测信息增强，克服阴影、低反差、镜反射等问题。

机器人视觉所需的仪器装置

1.TV摄像机

群摄像机是典型的视觉信息输入装置，它有下列几种配置情况。

①一台摄像机。包括：普通的TV摄像机、HDTV摄像机、高速摄像机等，或者是黑白、彩色、红外线摄像机。

②用作多目视觉的摄像机。包括：立体视觉需要两台摄像机、三目视觉需要三台摄像机等。

③分散配置摄像机。自从摄像机变得小型和廉价后，开始允许在环境周围配置多台摄像机，从而达到摄像机的组合效果。摄像机的参数，如焦距、光圈、变焦、摄像机的方向(方位角、俯仰角)等均可以由计算机程序控制。

2.距离测量装置

把激光和红外线发射出去，它们碰到物体以后，就会产生反射光。利用对反射光方向和时间的测量，可以测定物体的距离，依据这种测距原理(称为有源方式)制作的产品已经开始在市场上销售。但是，用多目视觉测量距离通常采用多台TV摄像机，它不属于此列。

3.图像处理装置

从图像中提取特征并进行高速处理，产生对应的相似图像的装置称为图像处理装置。它的硬件包括专用LSI(Large Scale Inte—grated circuit，大规模集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编辑门阵列)、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等，以及它们的组合系统。

4.计算机

机器人视觉多数都采用PC机。为了能达到高速处理的效果，人们往往将包含多个处理器的PC，或者以高速网络形式连接的多个PC结合成组合PC群等。

什么是机器人控制技术?

为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。

机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室

依托湖南大学控制科学与工程、机械工程等重点学科建设，是我国在机器人领域的第4个科研基地，也是针对机器人行业需求设立的个国家工程实验室。针对我国工业机器人产业竞争力不足、关键技术和核心部件研发制造落后于国外先进水平的问题，围绕降低我国工业机器人对国外技术与关键功能部件依存度、促进装备制造向智能制造转型升级的迫切需求，建设机器人视觉感知与控制技术验证与应用示范平台，重点支撑开展智能工业机器人场景目标视觉信息的自动获取与智能理解、机器人视觉引导和高速运动控制、高速精密电机驱动和伺服控制、灵巧作业机构数字化设计等关键技术和设备的研发、系统集成和工程化。

湖南大学将围绕国家重大战略任务、重点工程，有重点地推进“工程实验室”的建设，形成具有国际影响力的机器人视觉感知与控制技术团队，使“机器人视觉感知与控制技术工程实验室”的发展为国家机器人产业自主创新能力和核心竞争力的提升提供技术支撑和保障，同时为企业、政府科技管理机构提供智能工业机器人产业有关的技术咨询、市场分析、项目评估、决策支持等服务。

这是我国在机器人领域的第四个科研基地，也是针对机器人行业的需求设立的个国家工程实验室。据了解，此前我国已建成的机器人领域科研基地有3个，都位于东北地区，分别是机器人技术国家工程研究中心、机器人学国家重点实验室和机器人技术与系统国家重点实验室。设立以推动产业技术进步为己任的国家工程实验室尚属首次，该实验室的成立将与现有的科研体系形成优势互补。

新闻来源：湖南计量院

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