機器視覺成智慧製造關鍵 工研院推「3D 智慧視覺感測技術」,估 5 年產值 20 億元

機器視覺成智慧製造關鍵 工研院推「3D 智慧視覺感測技術」,估 5 年產值 20 億元
▲「3D 智慧視覺感測技術」可用於嚴苛的工廠環境,如金屬加工、工具機、3C檢測,解決傳統機械手臂無法靈活判斷深度距離及取放不規則物件的問題。(圖/工研院提供,下同)

記者侯冠州/台北報導

導入機器手臂為實現工業 4.0 及智慧製造必然趨勢,為提升機器手臂偵測物件、分析距離、快速系統調整等功能,3D 機器視覺將成其中關鍵。為此,工研院研發「3D 智慧視覺感測技術」,辨識成功率高達99%,並已國內機械手臂指標廠商合作,預估未來 5 年帶動相關產值 20 億元以上。

工研院「3D智慧視覺感測技術」可輕易辨識 3D 複雜的形狀物件。

機器視覺技術近來已成為主流,而 3D 機器視覺具備觀察物件,確認及建立全新工作參數的能力,在編程複雜且耗時的 3D 路徑時,3D 視覺格外有用,在研磨及拋光金屬物、黏接鞋子或隨機取放物品中都能發現這類應用。

簡單來說,過去的機械手臂只能夾取「排排站好的零件」,如果是一大堆不規則形狀的東西放在盒子裡時就無法使用機械手臂夾取,必須改由人工輔助方式進行前處理。

然而,透過 3D 視覺模組,機械手臂就能自動針對零件區做立體掃描,並判斷該使用何種角度才能正確夾起零件,大幅降低傳統機械手臂所需要的輔助人力。

▲透過 3D 視覺模組,機械手臂就能自動針對零件區做立體掃描,降低輔助人力。

不過,雖然現在 3D 視覺需求增加,但目前提供適用於機器人的完整 3D 視覺模組解決方案,多為國外大廠掌握,不僅與國內機器手臂之客製化使用介面連接上仍有一段差距,且價格昂貴,一般價格介於每套美金 30,000 以上,這成本尚不包含機器手臂。

因此,工研院自行研發「3D 智慧視覺感測技術」,運用高動態範圍成像(HDR)多視角 3D 重建與反光物件姿態估測技術,可感測辨識出反光物件之位置、形狀、姿態等,其辨識之成功率高達 99%,有效突破目前反光物件一般不易辨識的問題。

工研院機械與機電系統研究所智慧機器人技術組長游鴻修表示,此一技術的特點為,透過 2D 紋理快速找出局部細節進行分類(處理時間少於 1 秒),結合3D 深度變異量找整體缺陷(處理時間少於 7 秒),具備人眼高速動態範圍及視角變換之優勢。

▲工研院機械與機電系統研究所智慧機器人技術組長游鴻修說明工研院於機器人研發之關鍵技術。(圖/記者侯冠州攝)

工研院目前已與國內機械手臂指標廠商合作將其感測器整合在國內高階機械手臂產品,未來在生產線的機械手臂將可智慧自動感測後做高階的拼接、組裝、選取工作,使其智慧取放整列動作之成功率由 70% 提升至 90% 以上,將有助於國內金屬加工、鑄鍛造及水五金等產業導入複雜 3D 反光物件取放技術;並透過產研密切合作促成機器設備、服務及金屬運具廠商邁向智慧製造新趨勢,預估未來 5 年帶動相關產值 20 億元以上。

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