机器人宇航员通过AVT相机获得视觉

人形机器人借助两台AVT Prosilica GC2450C GigE相机实现立体视觉

 

由通用汽车公司和休斯顿海洋工程空间系统联合制造的美国航空航天局机器人宇航员(R2)是第二代高敏捷度人形机器人,可与人类共同工作,在地球或国际空间站(ISS)上执行简单、重复或者危险的工作。

R2:新一代
第一代机器人宇航员(R1)造于1997年,是一个能执行简单维护任务的人形机器人。作为继任者的R2是一款完全模块化、高敏捷度、重达300磅的机器人。这款机器人有一个脑袋,一个躯干,两条手臂和两只手。R2还有很多技术上的提高,包括更完善的传感器,配备了两台Allied Vision Technologies的Prosilica GC2450 彩色相机和一台红外飞行时间(TOF)相机。R2的速度是R1的四倍多,总共有350个传感器(用于触觉、力度、位置、距离和视觉的传感)和功率38瓦的电脑处理器。这样机器人就能进行物体识别和操作。

R2还可以根据环境作出反应进行半自动操作。
其他技术上的改善包括优化双臂的重叠工作空间、系列柔性关节技术、更大的手指和拇指活动范围、微型化的6轴测压元件、冗余力度传感、超高速关节控制器和极限脖颈扭转。R2能在42度范围内自由活动(包括手和手指的24度转动),它的高度灵活性使它不再需要专供机器人使用的特殊工具,而可以使用与宇航员相同的工具。

实时视觉辨析
R2的视觉装置设在它的头盔内。系统根据颜色、像素和质感等分类并运用先进的图案识别技术来抽取必要的信息。为了简化过程,系统运用感兴趣区域(ROI)技术,只集中分析图像的某个区域。ROI的功能在于它能让系统从相机上读出一部分像素,从而加快帧速,减少要处理的数据。除此之外,TOF传感器数据还可以移除背景,将注意力集中在感兴趣的对象上(工具、箱子等……)。软件内置分类技术实时进行3D和图像辨识,让R2能计算出可行的轨迹并决定把手放在哪里以执行预定的任务,如自动开启箱子。

系统使用的软件是MVtec’sHalcon 9.0。MVtec是AVT的一家软件合作伙伴。

R2的任务
R2在2011年2月24日在发现号航天飞机上亮相之前进行了一系列严格的测试。在第一阶段,R2首先装在国际空间站的命运号实验舱里。在那里,它在监控下执行并操作类似与地球上操作的任务。

如果成功的话,R2可以进入任务阶段2,可以移动并执行各种空间站的维护任务,如吸尘或清洁过滤器。最后的目标则是将R2送出空间站,让它在阶段3执行危险的EVA(舱外活动)任务。目前并没有将R2送回地球的计划。