機器人系統(tǒng)是由機器人和作業(yè)對象及環(huán)境共同構成的整體，其中包括機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)四大部分。機器人是一種自動化的機器，這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。
2020年5月中旬，湖南省計量院與機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室在湖南大學機器人學院舉行了產學研協同創(chuàng)新簽約儀式。
智能制造離不開高精尖的儀器儀表和傳感器，而計量是確保儀器儀表和傳感器準確可靠的保障，是智能制造的重要基礎和有力支撐。湖南省計量院與機器人國家工程實驗室在聯合科技攻關、開放資源共享、聯合培養(yǎng)研究生等方面充分發(fā)揮優(yōu)勢，合作共贏，共創(chuàng)質量強國新時代。
什么是機器人視覺?
是指不僅要把視覺信息作為輸入，而且還要對這些信息進行處理，進而提取出有用的信息提供給機器人。今天的視覺技術已經能夠識別人的手勢和面部表情了，即人機界面的功能也可以實現。
機器人視覺工作原理
由傳感器(如攝像機)轉變?yōu)槎S的平面圖像，再經圖像處理，輸出該物體的圖像。通常機器人判斷物體位置和形狀需要兩類信息，即距離信息和明暗信息。當然作為物體視覺信息來說，還有色彩信息，但它對物體的位置和形狀識別不如前兩類信息重要。機器人視覺系統(tǒng)對光線的依賴性很大，往往需要好的照明條件，以便使物體所形成的圖像較為清晰，檢測信息增強，克服陰影、低反差、鏡反射等問題。
機器人視覺所需的儀器裝置
1.TV攝像機
群攝像機是典型的視覺信息輸入裝置，它有下列幾種配置情況。
?、僖慌_攝像機。包括：普通的TV攝像機、HDTV攝像機、高速攝像機等，或者是黑白、彩色、紅外線攝像機。
?、谟米鞫嗄恳曈X的攝像機。包括：立體視覺需要兩臺攝像機、三目視覺需要三臺攝像機等。
?、鄯稚⑴渲脭z像機。自從攝像機變得小型和廉價后，開始允許在環(huán)境周圍配置多臺攝像機，從而達到攝像機的較佳組合效果。攝像機的參數，如焦距、光圈、變焦、攝像機的方向(方位角、俯仰角)等均可以由計算機程序控制。
2.距離測量裝置
把激光和紅外線發(fā)射出去，它們碰到物體以后，就會產生反射光。利用對反射光方向和時間的測量，可以測定物體的距離，依據這種測距原理(稱為有源方式)制作的產品已經開始在市場上銷售。但是，用多目視覺測量距離通常采用多臺TV攝像機，它不屬于此列。
3.圖像處理裝置
從圖像中提取特征并進行高速處理，產生對應的相似圖像的裝置稱為圖像處理裝置。它的硬件包括專用LSI(Large Scale Inte—grated circuit，大規(guī)模集成電路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，現場可編輯門陣列)、DSP(Digital Signal Processor，數字信號處理器)等，以及它們的組合系統(tǒng)。
4.計算機
機器人視覺多數都采用PC機。為了能達到高速處理的效果，人們往往將包含多個處理器的PC，或者以高速網絡形式連接的多個PC結合成組合PC群等。
什么是機器人控制技術?
為使機器人完成各種任務和動作所執(zhí)行的各種控制手段。作為計算機系統(tǒng)中的關鍵技術，計算機控制技術包括范圍十分廣泛，從機器人智能、任務描述到運動控制和伺服控制等技術。既包括實現控制所需的各種硬件系統(tǒng)，又包括各種軟件系統(tǒng)。機器人采用計算機系統(tǒng)來綜合實現機電裝置的功能，并采用示教再現的控制方式。隨著信息技術和控制技術的發(fā)展，以及機器人應用范圍的擴大，機器人控制技術正朝著智能化的方向發(fā)展，出現了離線編程、任務級語言、多傳感器信息融合、智能行為控制等新技術。
機器人視覺感知與控制技術國家工程實驗室
依托湖南大學控制科學與工程、機械工程等重點學科建設，是我國在機器人領域的第4個國家級科研基地，也是針對機器人行業(yè)需求設立的第一個國家工程實驗室。針對我國工業(yè)機器人產業(yè)競爭力不足、關鍵技術和核心部件研發(fā)制造落后于國外先進水平的問題，圍繞降低我國工業(yè)機器人對國外技術與關鍵功能部件依存度、促進裝備制造向智能制造轉型升級的迫切需求，建設機器人視覺感知與控制技術驗證與應用示范平臺，重點支撐開展智能工業(yè)機器人場景目標視覺信息的自動獲取與智能理解、機器人視覺引導和高速運動控制、高速精密電機驅動和伺服控制、靈巧作業(yè)機構數字化設計等關鍵技術和設備的研發(fā)、系統(tǒng)集成和工程化。
湖南大學將圍繞國家重大戰(zhàn)略任務、重點工程，有重點地推進“工程實驗室”的建設，形成具有國際影響力的機器人視覺感知與控制技術團隊，使“機器人視覺感知與控制技術工程實驗室”的發(fā)展為國家機器人產業(yè)自主創(chuàng)新能力和核心競爭力的提升提供技術支撐和保障，同時為企業(yè)、政府科技管理機構提供智能工業(yè)機器人產業(yè)有關的技術咨詢、市場分析、項目評估、決策支持等服務。
這是我國在機器人領域的第四個國家級科研基地，也是針對機器人行業(yè)的需求設立的第一個國家工程實驗室。據了解，此前我國已建成的機器人領域國家級科研基地有3個，都位于東北地區(qū)，分別是機器人技術國家工程研究中心、機器人學國家重點實驗室和機器人技術與系統(tǒng)國家重點實驗室。設立以推動產業(yè)技術進步為己任的國家工程實驗室尚屬首次，該實驗室的成立將與現有的科研體系形成優(yōu)勢互補。
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