視覺主導(dǎo)、激光與力輔助控制矯正的技術(shù)體系，是一種基于“主從協(xié)同”理念構(gòu)建的高精度感知-控制一體化架構(gòu)，其核心邏輯是以視覺系統(tǒng)作為核心感知單元，全面負(fù)責(zé)環(huán)境建模、目標(biāo)識(shí)別、定位導(dǎo)航等全局信息獲取任務(wù)，同時(shí)引入激光傳感器的高精度測(cè)距與輪廓感知能力、力傳感器的接觸力反饋能力，作為輔助模塊對(duì)視覺主導(dǎo)的感知結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)矯正，對(duì)控制指令進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠的系統(tǒng)控制，該體系廣泛適配工業(yè)機(jī)器人作業(yè)、自動(dòng)駕駛、智能裝配、醫(yī)療機(jī)器人等對(duì)控制精度與環(huán)境適應(yīng)性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景，其核心價(jià)值在于充分發(fā)揮視覺系統(tǒng)“語(yǔ)義理解全面、場(chǎng)景適配性廣”的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)通過激光與力的輔助矯正彌補(bǔ)視覺系統(tǒng)在三維定位精度、遮擋環(huán)境適應(yīng)性、接觸控制準(zhǔn)確性等方面的固有短板，形成“全局感知靠視覺、精準(zhǔn)校準(zhǔn)靠激光、接觸控制靠力反饋”的協(xié)同閉環(huán)。從核心模塊的功能定位與技術(shù)原理來看，視覺主導(dǎo)模塊是整個(gè)體系的“大腦中樞”，通常由高分辨率CMOS圖像傳感器組成的單目/多目相機(jī)系統(tǒng)、視覺處理單元及算法引擎構(gòu)成，其核心任務(wù)是通過圖像采集與處理實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景的語(yǔ)義感知與全局定位：多目相機(jī)系統(tǒng)通過不同視角的圖像采集，利用立體視覺算法計(jì)算場(chǎng)景的深度信息，構(gòu)建初步的三維環(huán)境模型；視覺處理單元搭載目標(biāo)識(shí)別、語(yǔ)義分割、特征匹配等算法，精準(zhǔn)識(shí)別場(chǎng)景中的目標(biāo)對(duì)象（如工業(yè)場(chǎng)景中的工件、自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中的車輛與行人、醫(yī)療場(chǎng)景中的病灶區(qū)域），提取目標(biāo)的輪廓、紋理、位置等關(guān)鍵信息；基于視覺SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建）算法，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲取自身在環(huán)境中的位姿信息，為后續(xù)控制指令的生成提供全局定位基準(zhǔn)。但視覺系統(tǒng)受光照條件、環(huán)境遮擋、目標(biāo)紋理缺失等因素影響，易出現(xiàn)三維定位誤差偏大、特征匹配失效等問題，例如在工業(yè)裝配場(chǎng)景中，工件表面反光會(huì)導(dǎo)致視覺系統(tǒng)無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別裝配孔位；在自動(dòng)駕駛的隧道場(chǎng)景中，光照突變會(huì)影響視覺定位的穩(wěn)定性，這就需要激光與力輔助模塊發(fā)揮矯正作用。激光輔助控制矯正模塊作為“精準(zhǔn)測(cè)量校準(zhǔn)器”，主要由激光雷達(dá)（或激光測(cè)距傳感器）構(gòu)成，其核心優(yōu)勢(shì)在于厘米級(jí)的測(cè)距精度與穩(wěn)定的輪廓感知能力，可針對(duì)視覺系統(tǒng)的短板實(shí)現(xiàn)多維度矯正：在三維定位矯正方面，激光雷達(dá)通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)精準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)的三維坐標(biāo)與輪廓信息，將其與視覺系統(tǒng)輸出的三維模型進(jìn)行融合配準(zhǔn)，通過ICP（迭代最近點(diǎn)）算法修正視覺定位的偏差，例如在工業(yè)機(jī)器人抓取場(chǎng)景中，視覺系統(tǒng)初步識(shí)別工件位置后，激光雷達(dá)掃描工件表面點(diǎn)云，精準(zhǔn)計(jì)算工件的實(shí)際姿態(tài)與位置偏差，矯正機(jī)器人的抓取路徑，確保抓取精度；在遮擋與光照適應(yīng)矯正方面，激光雷達(dá)具備較強(qiáng)的穿透性，在雨霧、沙塵、逆光、低光照等視覺系統(tǒng)易失效的環(huán)境中，可穩(wěn)定輸出目標(biāo)信息，通過特征級(jí)融合算法對(duì)視覺感知結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充與修正，例如在自動(dòng)駕駛的夜間場(chǎng)景中，視覺相機(jī)受光照不足影響無(wú)法清晰識(shí)別行人，激光雷達(dá)可精準(zhǔn)檢測(cè)行人的三維位置與運(yùn)動(dòng)軌跡，矯正視覺系統(tǒng)的目標(biāo)漏檢問題，保障行駛安全；在環(huán)境建模優(yōu)化方面，激光雷達(dá)的高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)可彌補(bǔ)視覺三維模型細(xì)節(jié)缺失的問題，通過數(shù)據(jù)級(jí)融合豐富環(huán)境模型的輪廓特征，為全局定位與路徑規(guī)劃提供更精準(zhǔn)的環(huán)境信息支撐。