拾取和放置：精确到点
采用2D相机、AI和机器人技术的3D图像处理解决方案大大促进了制造业发展
制造业目前面临许多挑战。为应对技术变革、环境挑战和全球化，制造业必须进行一系列调整，例如投资新技术、节约资源以及优化和保障供应链。在全球范围内运营的公司必须面对不断变化的环境，同时管理供应链中的问题。企业越来越倾向于将生产转移回本土市场。要提高本国制造的竞争力，企业不仅需要具备足够的韧性，还需要遵守严格的环境法规和实现成本效益战略，此外，还必须克服人员瓶颈。长时间以来，通过机器人实现自动化就成为重要驱动力，人工智能（AI）正在发挥越来越关键的作用。实现自动化的压力与日俱增，而机器人技术与之同步发展。要将AI技术真正融入企业生产流程，就需要尽可能简化AI集成过程，并缩短培训阶段，这两点至关重要。而为制造业中的各种机器人应用提供全面AI解决方案的英国初创企业Cambrian Robotics Limited非常重视这些方面。它的解决方案可以处理快速货箱拣货或取放、实现机器零件的精确进料以及完成材料处理的不同工作步骤，从而提高组装任务或仓库物流的效率。这一系统易于集成，它由一个机械臂模块、一个预装智能软件的计算单元和一个相机模块组成，每个相机模块都配备了IDS出品的两台uEye+ XCP相机。
“相机的任务是拍摄一张包含待处理物体的区域照片。根据记录，软件可以分析场景并识别物体的确切位置。”Cambrian Robotics创始人兼首席执行官Miika Satori表示。Cambrian Vision的核心组件可以进一步处理图像，这是一款专门开发的自学习软件，用于预测零件的位置及其拾取点。它以AI为基础处理图像匹配任务，不再需要经典的3D点云。AI可以根据模拟数据实现独立学习，并极其精确地定位排除点和组件。用于零件识别和与机器人通信的AI模型由强大的GPU（图形处理单元）控制。而且该软件可以快速学习：“使用Cambrian软件包，系统可以在两到五分钟内定义新零件的选择点并配置应用。”这家初创公司创始人Satori强调。
所采用的相机模块配备了两个节省空间的XCP工业相机。“两台IDS相机根据立体视觉原理，从不同视角提供物体场景的图像。挑战在于如何根据这些图像尽可能准确地确定要抓握的零件的位置。这一任务又一次落在AI的肩上。”Miika Satori说。图像采集、AI模型和特殊图像处理相结合，可以非常精确地确定记录点和位置。“3D货箱拾取的标准CAD应用通常使用结构光或传感器来实现这一点，它们在环境中投影，创建一个点云，然后尝试在其中找到零件。Cambrian并没有使用3D相机，而是使用了两台标准的IDS工业相机。”
“与竞争系统相比，Cambrian-Vision系统更准确，同时受外部光线的影响更小，可以检测到范围非常广的物体，并大大缩短循环时间。”
Cambrian Vision的精度小于1毫米，这远高于竞争对手的系统。“系统可以可靠检测各种零件，即使面对有光泽、反光或透明的零件也能顺利检测，这些情况往往是传统机器视觉系统的瓶颈。同时，它不受外部光线条件变化的影响。”这是Miika Satori表述的对相机的特殊要求，相机是这一解决方案的关键组件。“它速度很快，推理时间仅需不到170毫秒，而同类解决方案通常需要1000毫秒以上。” 快速计算可以使货箱拾取装置的循环时间缩短到两到三秒。Miika Satori强调：“这确保了单次传送执行精准高效。”这使得One-Shot系统成为目前市场上速度最快的AI图像识别系统之一。
SuperSpeed USB 5 Gbps相机在这一方面贡献尤为突出，即使应用的环境光线暗淡或光照条件不断变化，这款相机也能可靠提供高分辨率数据，用于详细的图像评估。相机所集成的传感器（1/2.5英寸504万像素的滚动快门CMOS传感器 onsemi AR0521）采用BSI(“背面照明”)像素技术，可以提供稳定的弱光性能，在近红外(NIR)范围的灵敏度也很高，因此uEye XCPs几乎在任何照明情况下都能提供高质量图像，而像素噪声很低。USB3 XCP配备小巧轻便的全外壳（29 x 29 x 17毫米，61克）和可旋紧USB Micro-B接头，特别适合与自动化领域的机器人和协作机器人结合使用。
“根据客户的要求，我们在系统中使用不同IDS相机。由于相机采用标准化接口，我们可以快速部署各种uEye型号相机。“
XCP相机采用USB3，并兼容视觉标准(U3V / GenICam)，因此可以轻松集成到任何图像处理系统中，几乎可以与各种配套软件一起使用。标准接口大大方便了集成，这对Miika Satori来说尤其有利：“根据客户的要求，我们在系统中使用不同IDS相机。由于相机采用标准化接口，我们可以快速部署各种uEye型号相机。“ IDS产品组合中的各种相机与流行的镜头兼容，可以作为定制Cambrian Vision解决方案的眼睛，有助于最大限度提高产能。
由于配备了强大的IDS相机和智能软件，此系统速度极快、受关照条件影响小、组件带宽很高，所以特别适合生产环境中的自动化任务。
此外，Cambrian Vision集成简便，这也大大提高了效率。这一智能3D视觉系统可以在没有任何实际机器人训练的情况下立即投入使用，与传统方法相比，这大大提高了应用速度。因此，公司可以快速获得自动化带来的好处：自动化使运营更加高效、竞争力更强、更可持续，从而节约资源和成本，同时提高产品质量和员工安全性。
应用前景
Miika Satori表示：“AI在机器人领域的应用仍处于初级阶段。”由于需求不断增长，AI图像处理领域发展空间广阔，数据传输速率更高、传感器更快更大的相机将上市，此外还会推出具有可靠基本功能而价格更为低廉的型号。“工业相机越来越小，价格也越来越便宜。这将推动更多应用问世。我们的愿景是赋予机器人与人类同等水平的能力。“ 如果AI驱动的机器人可以完成单调的重复性任务，企业就可以将人力资源分配到更具创造性、更高效和更有价值的任务。
uEye XCP--业界最小的C接口的嵌入式相机
使用的型号：U3-3680XCP
相机系列: uEye XCP
客户
通过将机器人技术和AI相结合，Cambrian Robotics正在开发一种在产品制造中取代人手的生产工具。在智能自动化的帮助下，成本将不断降低，人们将有更多的时间从事有意义的任务。Cambrian Vision是一种完全基于AI的解决方案，适用于制造业的各种机器人应用，如货箱拾取、组装、特征识别和定位、取放、放置、线束和电缆组装。