工业机器人作为我国工业发展的重要支撑，如今在制造和物流等领域的应用越来越广泛，而3D视觉作为工业机器人的“眼睛”，已成为影响工业机器人领域应用和性能的关键因素。如何通过3D视觉控制技术来提高工业机器人工作的精度、速度及可靠性，已成为国内外关注的焦点。本文中，笔者将通过国内外的相关zhuan利文献检索，对工业机器人的3D视觉技术及其应用进行介绍。

　　3D技术国外分布状况

通过德温特世界zhuan利数据库和世界zhuan利文摘数据库，对截至2018 年2月2日公开的zhuan利文献进行检索发现，自1979年美国通用汽车公司提交的公开号为US4254433A “视觉运动跟踪系统”的zhuan利申请之后，全球涉及工业机器人3D视觉控制技术的zhuan利申请总量为2774项。其中该技术常用类型有：被动3D视觉技术(分为单目3D、双目3D和多目3D，分别是用一个、两个或两个以上相机组成立体视觉系统)、通过相机捕捉投射的激光图像实现立体测量的激光3D扫描技术、利用投影机通过结构光编码技术实现3D视角重建过程的结构光3D扫描技术、通过LED发射高频光信号，并根据信号从发射到返回的时间差来实现距离测量的TOF相机技术等。其中单目3D视觉技术结构简单但精度低；而双目和多目3D视觉技术精度较高，但算法和结构相对复杂；激光3D技术速度快，但受到激光散斑缺陷的限制，很难达到较高的精度。同时结构光3D技术精度高、速度快，却无法用于透明、黑色或强反射表面，TOF相机技术速度快、精度较高，但成本又相对较高。当下，被动3D、激光3D和结构光3D视觉技术的发展较为成熟，并被广泛应用。

精度是衡量工业机器人视觉性能的重要指标，目前很多提高视觉精度的基础技术和核心zhuan利都掌握在日本、美国等一些大型企业手中，如日本发那科公司、美国康耐视公司等。

发那科公司在该领域的主要产品是配置在工业现场的工业机器人，其所使用的机器视觉系统包括立体视觉法、结构光法及激光扫描法。其具有代表性的3D视觉系统技术是公开号为US6490369B1的zhuan利申请，其存储有具备ID参数及镜头确定位置信息的方盒模板，它将存储信息中的变形图像转变为真实图像，确定真实图像的参数并与模板参数比较，使得计算机能够识别用于机器人进行先期操作的方盒。此外，其公开号为EP1584426A1的zhuan利申请，还涉及工具中心点的校准系统。在此基础上，发那科公司还于2006年研发了FANUC iR Vision 3DL视觉系统，该视觉系统由一个安装于地面上的3D激光传感器来完成视觉数据采集，该技术解决了机器人抓取毛坯件后，上料定位孔位置变化等问题，可自动完成位置变化，实现高精度上料。

除了提高技术精度外，安全性也是工业机器人应用中一项非常重要的指标。