視覺引導(dǎo)機器人技術(shù)(VGR)擁有成熟的2D成像技術(shù)，但經(jīng)濟高效的3D技術(shù)的出現(xiàn)使得機器人的使用有了更多可能。
工業(yè)自動化的第一次迭代使用“盲”機器人，這取決于待加工材料的精確定位。這樣的機器人相對不靈活，只能通過繁瑣的編程來適應(yīng)新的任務(wù)。機器視覺的出現(xiàn)在一定程度上解放了這類機器人，使其能夠用平面圖像指導(dǎo)結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的操作。現(xiàn)在，將深度信息添加到機器視覺中，使得視覺引導(dǎo)機器人(VGR)的操作更加靈活，并使曾經(jīng)被認為不切實際的應(yīng)用成為可能。
用于指導(dǎo)機器人運動的機器視覺在工廠已經(jīng)應(yīng)用多年，在很多方面都有成熟的技術(shù)。具有內(nèi)置處理和校準(zhǔn)功能、強大的識別和測量算法以及簡化應(yīng)用開發(fā)的應(yīng)用平臺的智能相機系統(tǒng)可以被廣泛使用并不斷改進。然而，這種視覺系統(tǒng)只處理二維(平面)空間，因此將機器人可用的信息限制為物體在X-Y平面中的位置及其繞Z軸的旋轉(zhuǎn)(角位置)。要操作的目標(biāo)物體必須在平面上，并且面朝上，這樣機器人才能識別和處理。
然而，深度信息的增加導(dǎo)致了事情的巨大變化。視覺系統(tǒng)現(xiàn)在可以確定空間中物體的位置和方向。機器人可以訪問關(guān)于六個參數(shù)的信息:X、Y和Z線性位置，以及滾動、俯仰和偏航角。機器人可以識別一定距離內(nèi)可能出現(xiàn)的任何姿態(tài)的物體，從而允許機器人操作任意方向和位置的目標(biāo)物體。此外，機器人可以識別堆疊或堆積的頂部物體，這對于二維視覺來說是不可行的，并且可以在規(guī)劃其運動軌跡時確定到物體的距離。
機器人Rollin 'Justin正在開發(fā)中，可能會在火星上使用。
用于機器人導(dǎo)航的3D機器視覺的興起是許多不同技術(shù)進步的結(jié)果。相機越來越小，視覺處理器越來越快，視覺軟件越來越先進，獲取深度信息的方法也多種多樣。這種結(jié)合使得3D視覺引導(dǎo)越來越廣泛。根據(jù)3D機器視覺市場和市場分析，預(yù)計3D機器視覺的年復(fù)合增長率為11%，到2022年將超過20億美元。
3D VGR的一些新應(yīng)用是在郵政和物流領(lǐng)域。3D視覺機器人可以處理包裹分揀和包裝以及裝卸混合箱等任務(wù)。機器人運輸可以更容易地導(dǎo)航到非結(jié)構(gòu)化的倉庫空間，而物料搬運機器人可以識別和提取隨機方向和混合物品，這在過去是人類只能做到的。
通過三維視覺，合作機器人(cobot)可以通過關(guān)注其操作者的位置來避免意外接觸，從而提高操作安全性。將它與處理混合物體結(jié)合起來，你將獲得一個機器人助手，它可以把手伸進盒子，提取并提供你需要的物體。甚至可以探索更奇特的應(yīng)用。例如，正在開發(fā)一種機器人系統(tǒng)，用于在田地和果園里采摘水果。
3D視覺的可用性甚至使美國宇航局能夠為無限的太空環(huán)境開發(fā)機器人。已經(jīng)在國際空間站上的人形機器人R2·羅博諾(Andrew Robonaut)正在使用與目前正在執(zhí)行例行任務(wù)的宇航員相同的工具和材料來處理日常維護任務(wù)和艙外活動操作。在地球上，Rollin 'Justin機器人正在開發(fā)中，重點是未來火星任務(wù)中的操作。
雖然3D視覺在應(yīng)用潛力方面提供了很大的靈活性，但設(shè)計師不能簡單地將其應(yīng)用到他們的系統(tǒng)中。發(fā)那科美國公司的機器視覺工作人員大衛(wèi)·德肖(David Dechow)表示，開發(fā)者需要采用一種系統(tǒng)化的方法來進行3D VGR設(shè)計。在開始設(shè)計視覺系統(tǒng)之前，你必須完全理解應(yīng)用程序的要求。系統(tǒng)需要“查看”，它如何處理這些信息將對視覺系統(tǒng)的設(shè)計要求產(chǎn)生很大影響。