The manufacturing industry is currently witnessing a paradigm shift with the unprecedented adoption of industrial robots, and machine vision is a key perception technology that enables these robots to perform precise operations in unstructured environments. However, the sensitivity of conventional vision sensors to lighting conditions and high-speed motion sets a limitation on the reliability and work-rate of production lines. Neuromorphic vision is a recent technology with the potential to address the challenges of conventional vision with its high temporal resolution, low latency, and wide dynamic range. In this paper and for the first time, we propose a novel neuromorphic vision based controller for faster and more reliable machining operations, and present a complete robotic system capable of performing drilling tasks with sub-millimeter accuracy. Our proposed system localizes the target workpiece in 3D using two perception stages that we developed specifically for the asynchronous output of neuromorphic cameras. The first stage performs multi-view reconstruction for an initial estimate of the workpiece's pose, and the second stage refines this estimate for a local region of the workpiece using circular hole detection. The robot then precisely positions the drilling end-effector and drills the target holes on the workpiece using a combined position-based and image-based visual servoing approach. The proposed solution is validated experimentally for drilling nutplate holes on workpieces placed arbitrarily in an unstructured environment with uncontrolled lighting. Experimental results prove the effectiveness of our solution with an average positional errors of less than 0.1 mm, and demonstrate that the use of neuromorphic vision overcomes the lighting and speed limitations of conventional cameras.


翻译:随着工业机器人的采用史无前例,制造业目前正在经历范式的转变,而机器视觉是使这些机器人能够在无结构环境中进行精确操作的关键感知技术。然而,常规视觉传感器对照明条件和高速运动的敏感度限制了生产线的可靠性和工作速度。神经畸形视觉是一种最新技术,有可能以其高时间分辨率、低潜值和广泛的动态范围来应对常规视觉的挑战。在本文和第一次中,我们提议为更快和更加可靠的机械化操作建立一个基于神经形态的直观控制器,并展示一个完整的机器人系统,能够以亚毫米精确度执行钻井任务。我们提议的系统利用我们专门为神经畸形照相机的无孔输出而开发的两个感知阶段,将目标工作点定位在3D。第一阶段进行多视重建,以初步估计工件的姿势,而第二阶段则利用圆孔探测器检测,对本地建筑的光速率定位进行精确定位,然后将最终效果和图像结构的定位定位定位定位定位放在一个不甚精确的机尾和直径结构上,用来展示一个模拟的钻钻机的钻机的钻机的钻式定位。

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