通過德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫和世界專利文摘數(shù)據(jù)庫,對(duì)截至2018 年2月2日公開的專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn),自1979年美國通用汽車公司提交的公開號(hào)為US4254433A “視覺運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)”的專利申請(qǐng)之后,全球涉及工業(yè)機(jī)器人3D視覺控制技術(shù)的專利申請(qǐng)總量為2774項(xiàng)。其中該技術(shù)常用類型有:被動(dòng)3D視覺技術(shù)(分為單目3D、雙目3D和多目3D,分別是用一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上相機(jī)組成立體視覺系統(tǒng))、通過相機(jī)捕捉投射的激光圖像實(shí)現(xiàn)立體測(cè)量的激光3D掃描技術(shù)、利用投影機(jī)通過結(jié)構(gòu)光編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D視角重建過程的結(jié)構(gòu)光3D掃描技術(shù)、通過LED發(fā)射高頻光信號(hào),并根據(jù)信號(hào)從發(fā)射到返回的時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量的TOF相機(jī)技術(shù)等。其中單目3D視覺技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但精度低;而雙目和多目3D視覺技術(shù)精度較高,但算法和結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜;激光3D技術(shù)速度快,但受到激光散斑缺陷的限制,很難達(dá)到較高的精度。同時(shí)結(jié)構(gòu)光3D技術(shù)精度高、速度快,卻無法用于透明、黑色或強(qiáng)反射表面,TOF相機(jī)技術(shù)速度快、精度較高,但成本又相對(duì)較高。當(dāng)下,被動(dòng)3D、激光3D和結(jié)構(gòu)光3D視覺技術(shù)的發(fā)展較為成熟,并被廣泛應(yīng)用。
精度是衡量工業(yè)機(jī)器人視覺性能的重要指標(biāo),目前很多提高視覺精度的基礎(chǔ)技術(shù)和核心專利都掌握在日本、美國等一些大型企業(yè)手中,如日本發(fā)那科公司、美國康耐視公司等。
中國工業(yè)機(jī)器人企業(yè)在3D視覺技術(shù)方面,特別是在3D技術(shù)應(yīng)用向技術(shù)創(chuàng)新方向上所做的努力。與此同時(shí),近幾年,國內(nèi)企業(yè)除了在激光3D和結(jié)構(gòu)光3D技術(shù)等較為成熟的領(lǐng)域進(jìn)行了創(chuàng)新外,還在專利申請(qǐng)量較少的TOF技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)。如公開號(hào)為CN106772414A的“一種提高TOF相位法測(cè)距雷達(dá)測(cè)距精度的方法”的專利申請(qǐng),其能夠在不改變硬件技術(shù)的前提下,提高測(cè)距精度。
綜上所述,目前應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的3D視覺控制技術(shù)已逐漸成熟,很多重要技術(shù)來自日本、美國和歐洲等國家地區(qū),如日本發(fā)那科公司已將3D視覺產(chǎn)品作為附加設(shè)備融合到自身產(chǎn)品中。美國視覺技術(shù)企業(yè)如康耐視公司,則更注重視覺技術(shù)本身,而歐洲視覺技術(shù)企業(yè)更專注于某一領(lǐng)域的應(yīng)用。目前,我國的3D視覺控制技術(shù)多涉及高校的理論研究和具體的產(chǎn)品應(yīng)用,并開始逐漸向能夠研制、生產(chǎn)的視覺技術(shù)產(chǎn)品的方向努力。我國工業(yè)機(jī)器人企業(yè),可在某一特定應(yīng)用領(lǐng)域,趕超并研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,讓工業(yè)機(jī)器人具備一雙“火眼金睛”。