Vi軟件操作說明書MO - 150420

1、Vision Inspector Software User ManualVision Inspector軟件使用說明 版本：V1.0修訂時間：2014.12說明：本手冊適用于具備基礎(chǔ)機器視覺知識的人員。 本軟件可與Beckhoff、KEBA等機器人控制器直接通訊。1 簡介Vison Inspector是一款針對于機器人應(yīng)用的視覺軟件。用戶無需編寫代碼，通過簡單的拖拽等操作即可實現(xiàn)機器人所需的定位功能，將視野范圍內(nèi)目標(biāo)物體的坐標(biāo)，角度，產(chǎn)品屬性等數(shù)據(jù)發(fā)送給指定控制器，引導(dǎo)機器人快速抓取運動中的目標(biāo)物體。Vision Inspector軟件具備如下特點：支持多種相機實現(xiàn)坐標(biāo)變換通過TCP/IP通

2、訊具備流量均衡分配功能與多個機器人控制器協(xié)同工作Vision Inspector 軟件界面如圖1-1所示，右側(cè)為菜單欄及對應(yīng)命令、參數(shù)設(shè)置及顯示，左側(cè)為圖像顯示窗口。圖1-1 主界面Vision Inspector軟件主菜單命令包括：Calibrate:校正Models：圖片處理Matching：模板設(shè)置BalancingCamera：相機設(shè)置下面的章節(jié)內(nèi)容將手把手教您如何使用Vision Inspector實現(xiàn)拍攝目標(biāo)物體并將其坐標(biāo)、角度、產(chǎn)品種類等信息通過TCP/IP正確傳輸給機器人控制器。在繼續(xù)閱讀之前，請確保您已做好如下準(zhǔn)備工作：1) 基本圖像處理知識2) 一個具備GigE接口的相機及

3、合適的鏡頭和光源3) 一臺已安裝Vision Inspector軟件的控制器4) 一臺安裝有標(biāo)定針的機器人5) 標(biāo)定紙（中心有十字架的四個圓）6) 合格的目標(biāo)物體2 基本操作2.1相機設(shè)置確認(rèn)您的相機已通過網(wǎng)線接入安裝了Vision Inspector 軟件的控制器。打開Vision Inspector 軟件，左鍵點擊主菜單欄的Camera命令，可設(shè)置相機的各種參數(shù)。當(dāng)鼠標(biāo)移動至相關(guān)參數(shù)顯示框時，Vision Inspector 軟件會自動顯示參數(shù)的含義，如圖2.1-1所示。因不同相機差異，Vision Inspector 軟件的相機設(shè)置界面會稍有差異。詳細的命令解釋見表2.1-1。圖2.1-

4、1 Camera菜單界面表2.1-1 Camera菜單解釋區(qū)域說明參數(shù)范圍Choose CameraCheck Camera右邊列表顯示相機名，若未檢測到請檢查相機是否供電或網(wǎng)線連接N/ACamera ParametersExposureTimeCoarse：曝光時間，單位ms0-9999999AnalogGain：圖像增益0-800Offline模式：勾選offline模式下，相機為軟件自動觸發(fā)，觸發(fā)周期設(shè)置見TriggerTime；不選Offline模式，相機為硬件觸發(fā)模式。N/ATriggerTime：軟件觸發(fā)周期，單位ms，默認(rèn)300100-9999999Working Options

5、Factory work：勾選Factory work模式Auto Matching：自動匹配，即配置完成后，下次啟動自動匹配。勾選此命令后相機自動Camera On。N/ACommandCamera on：運行cameraCamera off：關(guān)閉cameraLoad Image：用于無相機情況下的演示操作，可從控制器中裝載已有的圖片，注意圖片的命名中不能使用中文字符，否則提示“File not fund”。 Save Image：用于保存當(dāng)前圖片。N/A首次使用時具體操作步驟如下： Step1：檢測相機。左鍵點擊“Check Camera”，則右側(cè)顯示相機名，左鍵點擊 “Camera On

6、”，則看到相機拍攝的圖片，進入Step2。如果無相機名，檢查相機是否上電，網(wǎng)絡(luò)是否連接，Step2：調(diào)整相機參數(shù)。調(diào)整相機鏡頭的光圈和焦距，以保證拍攝到的圖片滿足要求，如圖2.1-2所示對比。若需要調(diào)整曝光時間和增益，首先需要左鍵點擊“Camera Off”。圖2.1-2 Camera參數(shù)調(diào)整畫面對比注意：請確保螺絲固定好鏡頭及光圈的設(shè)置，以免運行過程中發(fā)生變化。注意：建議勾選Offline模式下設(shè)置。2.2Models為識別圖像中的目標(biāo)產(chǎn)品，首先需定義目標(biāo)產(chǎn)品的模板。左鍵點擊主菜單欄的Models命令，如圖2.2-1所示，詳細解釋見表2.2-1：圖2.2-1 Models菜單畫面表2.2-1

7、 Models菜單解釋區(qū)域說明參數(shù)范圍Model ParametersCurrent Model Index：顯示模板的序號N/ANumLevels：此值越高，查找時間越短，但有可能查不到產(chǎn)品，需合理選擇此參數(shù)。默認(rèn)“auto”，0-7AngleStart：起始查詢角度，默認(rèn)“0”， 0-360AngleExtent：末端查詢角度，默認(rèn)“360” 0-360Optmization：借助灰度差異，構(gòu)建輪廓，默認(rèn)“auto:pregeneration” 可設(shè)置范圍為Contrast：借助灰度差異，構(gòu)建輪廓，默認(rèn)“auto” 0-255MinContrast：躁點的波動范圍，默認(rèn)“auto” 0-2

8、55Model ModificationModify ModelN/A基于模板默認(rèn)的中心點的偏移分量：x,y，默認(rèn)0640,480Snap Origin：定義模板中心點；方法：左鍵點擊Snap Origin，在圖像中任意左鍵點擊出現(xiàn)綠色類十字架，右鍵點擊即完成了模板中心偏移，此時顯示綠色十字架。N/AShow Origin：顯示定義好的模板中心點N/AModel Center：所創(chuàng)建Model的幾何中心點N/AShape Center：所選區(qū)域的幾何中心點N/AAction Update操作提示N/ACommandCreate model：創(chuàng)建模板N/ALoad Model：裝載已創(chuàng)建的模板，

9、序號為Current Model Index的值Save Model：保存模板Discard Model：放棄模板Step1：選擇模板。在Models菜單下左鍵點擊 “Create model” 按鈕，此時Action Update提示“Select ROI”，在圖像中按住鼠標(biāo)左鍵框選模板，選定好后右鍵點擊代表完成，進入Step2；Step2：模板圖像處理。圖像顯示窗口彈出對話框“Continue Removing Area？”， Action Update提示“Remove areas”，如圖2.2-2所示。使用鼠標(biāo)左鍵框選要去除的部分，選定好后右鍵點擊代表完成，如圖2.2-3所示。直到無需

10、再做處理，在彈出的對話框中點擊“No”， Action Update提示“Generated model”，此時圖像中心處的綠色十字架為圖像的幾何中心點，紅色邊緣表示模板信息，如圖2.2-4所示。圖2.2-2 圖像處理過程圖2.2-3 圖像處理過程圖2.2-4 模板生成如果確定此模型OK，直接進入Step4；如果確定重新創(chuàng)建模板，左鍵點擊“Discard model” 按鈕，Action Update提示“Discarded model”，返回Step1。如需要調(diào)整模板的抓取位置，進入Step3；圖像處理的目的是為了讓圖像更簡單，例如去除表面的文字。如圖2.2-5所示對比，以便降低控制器的負(fù)荷

11、，減少圖像處理時間。圖2.2-5 圖像處理舉例注意：模板生成后相關(guān)參數(shù)已經(jīng)有初步匹配的值，當(dāng)鼠標(biāo)移動至相關(guān)參數(shù)顯示框時，如圖2.2-6所示。如需進一步的優(yōu)化，建議在此參數(shù)基礎(chǔ)上修改。圖2.2-6 Models參數(shù)顯示Step3：模板修改。當(dāng)需要抓取的點與Step2的綠色點不一致時或還需要進一步微調(diào)時，可采用此處理。左鍵點擊“Shape Center”，根據(jù)提示選擇shape，確認(rèn)后可看到綠色十字架移到所選shape的中心點，如圖2.2-7所示。圖2.2-7 Shape Center說明左鍵點擊“Snap Origin”，根據(jù)提示“select model”， “place new origin

12、”并確認(rèn)后可看到綠色十字架移到所選定的黃色十字架位置，如圖2.2-8所示，同時，“Model Modification”區(qū)域的offset值也自動發(fā)生變化。圖2.2-8 Shape Center說明左鍵點擊“Show”，根據(jù)提示“select model”，則可對選定的區(qū)域顯示柵格“Shown origin”，提示對話框“Continue modifying origin”，如圖2.2-9所示，點擊“Yes”，菜單畫面的offset值可設(shè)置，如圖2.2-10所示，根據(jù)需要調(diào)整后點擊“Apply”。圖2.2-9 Shape Center說明圖2.2-10 Shape Center說明標(biāo)志說明：紅

13、色十字架表示當(dāng)前Model的中心點；綠色十字架表示新的抓取點；黃色十字架僅用于Snap Origin操作時新的設(shè)置點。柵格說明：每一個柵格代表一個像素點，設(shè)置offset可精確到亞像素。Step4：保存模板。左鍵點擊“Save model” 按鈕，Action Update提示“Saved model in vim0”，Current Model Index自動累加顯示“1”，如圖2.2-11所示?；氐絍ision Inspector 軟件所在文件夾，可看到生成vim0模板文件。圖2.2-11 保存模板當(dāng)然，如果再次Create的Model需要覆蓋已經(jīng)創(chuàng)建的某個已存在的vim文件，則直接將在C

14、urrent Model Index框中輸入對應(yīng)的數(shù)字即可。2.3Matching在Matching任務(wù)欄里有模板信息，此模板信息指的事先前定義好的模板信息。模板匹配時，需根據(jù)實際情況，選擇Matching parameters的參數(shù)。左鍵點擊主菜單欄的Matching命令，如圖2.3-1所示，詳細解釋見表2.3-1：圖2.3-1 Matching菜單界面表2.3-1 Matching菜單解釋區(qū)域說明參數(shù)范圍Matching InformationModels Count：顯示模板數(shù)量N/ANumLevels：模板的抽象度，AngleStart：模板的起始查詢角度AngleExtent：模板的

15、末端查詢角度 MinContrast：模板的對比度OriginX：模板的抓取點XOriginY：模板的抓取點Y Matching ParametersAngleStart： 0-360AngleExtent：0-360Minscore：接受程度值，值越大，要求圖像和模板的匹配越高0-1Nummatches：查找數(shù)量10Maxoverlap：重疊度0-1SubPixel：'least_squares'Numlevels：值越高，速度越快，但也可能找不到產(chǎn)品0-7Greediness：0-1Matching ResultsFound Objects：目前視野中與所有模板匹配的目標(biāo)物

16、數(shù)量N/AElapsed Time：所耗用時間，單位為msCommandStart：啟動匹配N/AStop：停止匹配Reset： 注意：由于界面限制，僅顯示最后一個模板的相關(guān)信息，當(dāng)鼠標(biāo)移動至相關(guān)參數(shù)顯示框時，所有模板的信息都顯示，如圖2.3-2所示。圖2.3-2 模板信息顯示具體操作步驟如下：Step1：啟動匹配在Matching菜單下點擊“Start”按鈕，此時圖像界面顯示當(dāng)前視野下匹配的對象，Matching Results信息框顯示與模板匹配的目標(biāo)物體數(shù)量和所耗用時間，如圖2.3-3所示，顯示找到了1個匹配的對象，所耗用時間為3.71286ms。其中匹配的對象邊緣為黑色表示視覺已找到但

17、并未發(fā)送給機器人控制器，具體的顏色代表見2.5章節(jié)說明。圖2.3-3模板信息顯示2.4CalibrationCalibration的目的是將圖像的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機器人坐標(biāo)系下的世界坐標(biāo)。Vision Inspector軟件采用四點法標(biāo)定，即通過四個點實現(xiàn)像素坐標(biāo)和機器人坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。左鍵點擊主菜單欄的Calibration命令，如圖2.4-1所示，詳細解釋見表2.4-1：圖2.4-1 Calibration菜單界面表2.4-1 Calibration菜單解釋區(qū)域說明參數(shù)范圍Camera Coordinates四個圓心的像素坐標(biāo)N/ARobot Coordinates對應(yīng)圓心的機器手坐標(biāo)N/AAc

18、tion Update操作提示N/AOffset左側(cè)表示Offset .x偏差，右側(cè)表示Offset.y偏差CommandCalibrate：記錄編碼器的值Transform：變換，將圖像坐標(biāo)變化為機器手坐標(biāo)Reset：若標(biāo)定錯誤，可重新標(biāo)定N/A具體操作步驟如下：Step1: 準(zhǔn)備好標(biāo)定紙。將標(biāo)定紙使用膠帶固定在目標(biāo)物體的皮帶上，進入Step2。注意：此時皮帶需在靜止?fàn)顟B(tài)；標(biāo)定紙平面與抓取平面在同一高度平面； 為方便標(biāo)記，建議在標(biāo)定紙上標(biāo)出1、2、3、4四個序號。Step2：確定標(biāo)定點的圖像坐標(biāo)。在Calibration菜單下左鍵點擊“Calibrate”按鈕，Action Update提示

19、“Select ROI containing point 0”，按照提示操作，完成后如圖2.4-3所示。注意：建議直接使用圓心的十字架來標(biāo)定；圖2.4-2 Calibrate Point 0圖2.4-3 Calibrate Point 0完成依次完成四個點的calibrate，完成后如圖2.4-4所示，進入Step3。圖2.4-421Step3：記錄偏差值。運行皮帶使使標(biāo)定紙運動到機器人的工作范圍內(nèi)，記錄編碼器的偏移值，圖2.4-5所示以Beckhoff機器人控制器為例，在Offset.x欄中寫入編碼器的偏移值，進入Step4。圖2.4-5Step4：確定標(biāo)定點的機器人坐標(biāo)。使機器人處于松閘模

20、式，人工操作將安裝在機器人TCP上的標(biāo)定針依次移動到標(biāo)定紙上的1、2、3和4號圓上，并記錄對應(yīng)的機器手坐標(biāo)，圖2.4-6所示以Beckhoff機器人控制器為例。將四個點坐標(biāo)按照順序?qū)懭隦obert Coordinates的相關(guān)項中，如圖2.4-7所示，進入Step5。圖2.4-6圖2.4-7Step5：傳輸標(biāo)定數(shù)據(jù)。左鍵點擊“Transform”按鈕，此時在Vision Inspector軟件所在文件夾中生成vic標(biāo)定文件。如果標(biāo)定不準(zhǔn)確，則左鍵點擊Reset，重復(fù)Step15。652.6 Balancing 在Balancing欄中，定義了連接方式。此軟件默認(rèn)設(shè)置通訊端口號為3000，允許一個IP地址為169.254.105.100的機器人控制器通訊。若連接上控制器，則2中的杠線消失。Step：勾去Send，可修改端口號，默認(rèn)不需修改