AI社会新角色:木材工业中的拾木工

随着AI潜移默化地渗透进我们的生活

智能机器人已经可以替代人类完成多项工作

大到生产流水线上的监工分拣

小到家里的智能扫地机器人

还有依旧在研发中的无人驾驶技术

……

今天将为大家介绍的成功案例便是

定位木制品的物品探测和识别系统

■ 客户：VTT Technical Research Centre of Finland Ltd

■ 地点：芬兰奥卢

■ 行业：研究与技术

■ 实施年份：2017

Basler的客户VTT Technical Research Centre of Finland Ltd是一所国有非盈利机构，同时也是芬兰创新生态系统（受芬兰经济事务与就业部的委托进行运营）中的重要组成部分。它们是北欧国家里数一数二的研究与技术公司。

VTT为芬兰乃至全球的客户、合作伙伴提供研究与创新的服务和资讯，范围涵盖私营和公共部门。VTT集团拥有超过2400名员工以及四家分公司，它们分别是：

① VTT Expert Services Ltd

② VTT Ventures Ltd

③ VTT Internati­onal Ltd

④ VTT Memsfab Ltd

Basler目前正与VTT携手，在“智能工业与能源系统”这一业务领域开展紧密的合作。大部分与Basler合作相关的发展项目均位于芬兰奥卢。

VTT作为欧洲R5-COP项目（隶属ECSEL）的参与方，已开发出一个可重构的机器人芯片系统，能够探测并定位到机器人工作场所中的木制品。

这套基于点云的3D物体探测和识别系统使用了Basler ToF（Time-of-Flight）相机， 可提供一个基于ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）的弹性架构。

这一项目示例表明了在木材工业应用中，也可以灵活使用基于芯片的机器人来处理零部件。

在示例系统中，VTT机器人系统通过一种方式（如传送带）来探测、识别和定位木材雏形和部件，将它们拾起并供应给生产线。

更高级别的控制器中含有ROS组件，可以控制机器人单元的整体表现。这一关键功能组件包括物体探测组件和一系列3D点云采集组件，如Basler ToF相机。该组件还可通过3D芯片来探测物体，如Basler ToF相机能够直接测量3D点云。

图1：使用Basler ToF相机探测一堆木材窗框部件的位置

在使用点云技术前，木板条往往堆积于托盘处，且必须要被带至生产线的起点处；而现在，点云技术可以将木板条放置在合适的位置，再由工业机器人从木板堆的顶层取下木板条，并将其供应给生产线。

VTT同时也关注系统的稳健性与灵活性，他们专注于发展一个具备稳健感知度的系统，仅需利用物体顶层的测量数据即可完成任务。该设计的目的是要为机器人界定出最佳抓取位置，让其能够自主地取下顶层物件。

相比伺服驱动轴上基于倾斜2D扫描仪的系统，Time-of-Flight技术让3D芯片的开发更具成本效益。VTT探测物体的算法是为适应不同点云源而设计的，这种动态可重配置技术是VTT算法不断进步发展的关键元素。

VTT应用如此独特的原因之一，在于VTT通过一款标准接口（这里指的是千兆网GigE），将点云测量数据发送至ROS系统。

图2：使用点云技术探测和定位木制品：

零部件(a)，分割的点云(b)

■ Basler ToF Camera tof640-20gm_850nm

■ 2台激光剖面扫描仪

■ ROS节点

■ 架构由VTT基于ROS进行开发，可以在3D点云中对木制品进行定位

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