自動(dòng)生產(chǎn)線上，被裝配的工件初始位置時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)，屬于環(huán)境不確定的情況。機(jī)器人進(jìn)行工件抓取或裝配時(shí)使用力和位置的混合控制是不可行的，而一般使用位置、力反饋和視覺融合的控制來進(jìn)行抓取或裝配工作。

多傳感器信息融合裝配系統(tǒng)由末端執(zhí)行器、CCD視覺傳感器和超聲波傳感器、柔順腕力傳感器及相應(yīng)的信號(hào)處理單元等構(gòu)成。CCD視覺傳感器安裝在末端執(zhí)行器上，構(gòu)成手眼視覺；超聲波傳感器的接收和發(fā)送探頭也固定在機(jī)器人末端執(zhí)行器上，由 CCD 視覺傳感器 獲取待識(shí)別和抓取物體的二維圖像，并引導(dǎo)超聲波傳感器獲取深度信息；柔順腕力傳感器安裝于機(jī)器人的腕部。多傳感器信息融合裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6-29所示。

圖像處理主要完成對(duì)物體外形的準(zhǔn)確描述，包括圖像邊緣提取、周線跟蹤、特征點(diǎn)提 取、曲線分割及分段匹配、圖形描述與識(shí)別。 CCD 視覺傳感器獲取的物體圖像經(jīng)處理后； 可提取對(duì)象的某些特征，如物體的形心坐標(biāo)、面積、曲率、邊緣、角點(diǎn)及短軸方向等，根據(jù) 這些特征信息，可得到對(duì)物體形狀的基本描述。

由于CCD 視覺傳感器獲取的圖像不能反映工件的深度信息，因此對(duì)于二維圖形相同， 僅高度略有差異的工件，只用視覺信息不能正確識(shí)別。在圖像處理的基礎(chǔ)上，由視覺信息引 導(dǎo)超聲波傳感器對(duì)待測(cè)點(diǎn)的深度進(jìn)行測(cè)量，獲取物體的深度(高度)信息，或沿工件的待測(cè) 面移動(dòng)，超聲波傳感器不斷采集距離信息，掃描得到距離曲線，根據(jù)距離曲線分析出工件的 邊緣或外形。計(jì)算機(jī)將視覺信息和深度信息融合推斷后，進(jìn)行圖像匹配、識(shí)別，并控制機(jī)械 手以合適的位姿準(zhǔn)確地抓取物體。

安裝在機(jī)器人末端執(zhí)行器上的超聲波傳感器由發(fā)射和接收探頭構(gòu)成，根據(jù)聲波反射的原理，檢測(cè)由待測(cè)點(diǎn)反射回的聲波信號(hào)，經(jīng)處理后得到工件的深度信息。為了提高檢測(cè)精度， 在接收單元電路中，采用可變閾值檢測(cè)、峰值檢測(cè)、溫度補(bǔ)償和相位補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，可獲得較 高 的 檢 測(cè) 精 度 。

腕力傳感器測(cè)試末端執(zhí)行器所受力/力矩的大小和方向，從而確定末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)方向。