Vi軟件操作說(shuō)明書(shū)MO - 150420

1、Vision Inspector Software User ManualVision Inspector軟件使用說(shuō)明 版本：V1.0修訂時(shí)間：2014.12說(shuō)明：本手冊(cè)適用于具備基礎(chǔ)機(jī)器視覺(jué)知識(shí)的人員。 本軟件可與Beckhoff、KEBA等機(jī)器人控制器直接通訊。1 簡(jiǎn)介Vison Inspector是一款針對(duì)于機(jī)器人應(yīng)用的視覺(jué)軟件。用戶無(wú)需編寫(xiě)代碼，通過(guò)簡(jiǎn)單的拖拽等操作即可實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)器人快速抓取運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)物體。Vision Inspector軟件具備如下特點(diǎn)：支持多種相機(jī)實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換通過(guò)TCP/IP通

2、訊具備流量均衡分配功能與多個(gè)機(jī)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(duì)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(jī)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(shí)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(guò)TCP/IP正確傳輸給機(jī)器人控制器。在繼續(xù)閱讀之前，請(qǐng)確保您已做好如下準(zhǔn)備工作：1) 基本圖像處理知識(shí)2) 一個(gè)具備GigE接口的相機(jī)及

3、合適的鏡頭和光源3) 一臺(tái)已安裝Vision Inspector軟件的控制器4) 一臺(tái)安裝有標(biāo)定針的機(jī)器人5) 標(biāo)定紙（中心有十字架的四個(gè)圓）6) 合格的目標(biāo)物體2 基本操作2.1相機(jī)設(shè)置確認(rèn)您的相機(jī)已通過(guò)網(wǎng)線接入安裝了Vision Inspector 軟件的控制器。打開(kāi)Vision Inspector 軟件，左鍵點(diǎn)擊主菜單欄的Camera命令，可設(shè)置相機(jī)的各種參數(shù)。當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)至相關(guān)參數(shù)顯示框時(shí)，Vision Inspector 軟件會(huì)自動(dòng)顯示參數(shù)的含義，如圖2.1-1所示。因不同相機(jī)差異，Vision Inspector 軟件的相機(jī)設(shè)置界面會(huì)稍有差異。詳細(xì)的命令解釋見(jiàn)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(shuō)明參數(shù)范圍Choose CameraCheck Camera右邊列表顯示相機(jī)名，若未檢測(cè)到請(qǐng)檢查相機(jī)是否供電或網(wǎng)線連接N/ACamera ParametersExposureTimeCoarse：曝光時(shí)間，單位ms0-9999999AnalogGain：圖像增益0-800Offline模式：勾選offline模式下，相機(jī)為軟件自動(dòng)觸發(fā)，觸發(fā)周期設(shè)置見(jiàn)TriggerTime；不選Offline模式，相機(jī)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(dòng)匹配，即配置完成后，下次啟動(dòng)自動(dòng)匹配。勾選此命令后相機(jī)自動(dòng)Camera On。N/ACommandCamera on：運(yùn)行cameraCamera off：關(guān)閉cameraLoad Image：用于無(wú)相機(jī)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(shí)具體操作步驟如下： Step1：檢測(cè)相機(jī)。左鍵點(diǎn)擊“Check Camera”，則右側(cè)顯示相機(jī)名，左鍵點(diǎn)擊 “Camera On

6、”，則看到相機(jī)拍攝的圖片，進(jìn)入Step2。如果無(wú)相機(jī)名，檢查相機(jī)是否上電，網(wǎng)絡(luò)是否連接，Step2：調(diào)整相機(jī)參數(shù)。調(diào)整相機(jī)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(duì)比。若需要調(diào)整曝光時(shí)間和增益，首先需要左鍵點(diǎn)擊“Camera Off”。圖2.1-2 Camera參數(shù)調(diào)整畫(huà)面對(duì)比注意：請(qǐng)確保螺絲固定好鏡頭及光圈的設(shè)置，以免運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生變化。注意：建議勾選Offline模式下設(shè)置。2.2Models為識(shí)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(diǎn)擊主菜單欄的Models命令，如圖2.2-1所示，詳細(xì)解釋見(jiàn)表2.2-1：圖2.2-1 Models菜單畫(huà)面表2.2-1

7、 Models菜單解釋區(qū)域說(shuō)明參數(shù)范圍Model ParametersCurrent Model Index：顯示模板的序號(hào)N/ANumLevels：此值越高，查找時(shí)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(diǎn)的波動(dòng)范圍，默認(rèn)“auto” 0-2

8、55Model ModificationModify ModelN/A基于模板默認(rèn)的中心點(diǎn)的偏移分量：x,y，默認(rèn)0640,480Snap Origin：定義模板中心點(diǎn)；方法：左鍵點(diǎn)擊Snap Origin，在圖像中任意左鍵點(diǎn)擊出現(xiàn)綠色類十字架，右鍵點(diǎn)擊即完成了模板中心偏移，此時(shí)顯示綠色十字架。N/AShow Origin：顯示定義好的模板中心點(diǎn)N/AModel Center：所創(chuàng)建Model的幾何中心點(diǎn)N/AShape Center：所選區(qū)域的幾何中心點(diǎn)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(hào)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(diǎn)擊 “Create model” 按鈕，此時(shí)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(diǎn)擊代表完成，進(jìn)入Step2；Step2：模板圖像處理。圖像顯示窗口彈出對(duì)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(diǎn)擊代表完成，如圖2.2-3所示。直到無(wú)需

10、再做處理，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“No”， Action Update提示“Generated model”，此時(shí)圖像中心處的綠色十字架為圖像的幾何中心點(diǎn)，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(guò)程圖2.2-3 圖像處理過(guò)程圖2.2-4 模板生成如果確定此模型OK，直接進(jìn)入Step4；如果確定重新創(chuàng)建模板，左鍵點(diǎn)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(jìn)入Step3；圖像處理的目的是為了讓圖像更簡(jiǎn)單，例如去除表面的文字。如圖2.2-5所示對(duì)比，以便降低控制器的負(fù)荷

11、，減少圖像處理時(shí)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(dòng)至相關(guān)參數(shù)顯示框時(shí)，如圖2.2-6所示。如需進(jìn)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(diǎn)與Step2的綠色點(diǎn)不一致時(shí)或還需要進(jìn)一步微調(diào)時(shí)，可采用此處理。左鍵點(diǎn)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(diǎn)，如圖2.2-7所示。圖2.2-7 Shape Center說(shuō)明左鍵點(diǎn)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(shí)，“Model Modification”區(qū)域的offset值也自動(dòng)發(fā)生變化。圖2.2-8 Shape Center說(shuō)明左鍵點(diǎn)擊“Show”，根據(jù)提示“select model”，則可對(duì)選定的區(qū)域顯示柵格“Shown origin”，提示對(duì)話框“Continue modifying origin”，如圖2.2-9所示，點(diǎn)擊“Yes”，菜單畫(huà)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(diǎn)擊“Apply”。圖2.2-9 Shape Center說(shuō)明圖2.2-10 Shape Center說(shuō)明標(biāo)志說(shuō)明：紅

13、色十字架表示當(dāng)前Model的中心點(diǎn)；綠色十字架表示新的抓取點(diǎn)；黃色十字架僅用于Snap Origin操作時(shí)新的設(shè)置點(diǎn)。柵格說(shuō)明：每一個(gè)柵格代表一個(gè)像素點(diǎn)，設(shè)置offset可精確到亞像素。Step4：保存模板。左鍵點(diǎn)擊“Save model” 按鈕，Action Update提示“Saved model in vim0”，Current Model Index自動(dòng)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(gè)已存在的vim文件，則直接將在C

14、urrent Model Index框中輸入對(duì)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(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況，選擇Matching parameters的參數(shù)。左鍵點(diǎn)擊主菜單欄的Matching命令，如圖2.3-1所示，詳細(xì)解釋見(jiàn)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(shuō)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(duì)比度OriginX：模板的抓取點(diǎn)XOriginY：模板的抓取點(diǎn)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(shí)間，單位為msCommandStart：?jiǎn)?dòng)匹配N/AStop：停止匹配Reset： 注意：由于界面限制，僅顯示最后一個(gè)模板的相關(guān)信息，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)至相關(guān)參數(shù)顯示框時(shí)，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：?jiǎn)?dòng)匹配在Matching菜單下點(diǎn)擊“Start”按鈕，此時(shí)圖像界面顯示當(dāng)前視野下匹配的對(duì)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(shí)間，如圖2.3-3所示，顯示找到了1個(gè)匹配的對(duì)象，所耗用時(shí)間為3.71286ms。其中匹配的對(duì)象邊緣為黑色表示視覺(jué)已找到但

17、并未發(fā)送給機(jī)器人控制器，具體的顏色代表見(jiàn)2.5章節(jié)說(shuō)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(jī)器人坐標(biāo)系下的世界坐標(biāo)。Vision Inspector軟件采用四點(diǎn)法標(biāo)定，即通過(guò)四個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)像素坐標(biāo)和機(jī)器人坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。左鍵點(diǎn)擊主菜單欄的Calibration命令，如圖2.4-1所示，詳細(xì)解釋見(jiàn)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(shuō)明參數(shù)范圍Camera Coordinates四個(gè)圓心的像素坐標(biāo)N/ARobot Coordinates對(duì)應(yīng)圓心的機(jī)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(jī)器手坐標(biāo)Reset：若標(biāo)定錯(cuò)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(jìn)入Step2。注意：此時(shí)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(gè)序號(hào)。Step2：確定標(biāo)定點(diǎn)的圖像坐標(biāo)。在Calibration菜單下左鍵點(diǎn)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(lái)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(gè)點(diǎn)的calibrate，完成后如圖2.4-4所示，進(jìn)入Step3。圖2.4-421Step3：記錄偏差值。運(yùn)行皮帶使使標(biāo)定紙運(yùn)動(dòng)到機(jī)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(jī)器人控制器為例，在Offset.x欄中寫(xiě)入編碼器的偏移值，進(jìn)入Step4。圖2.4-5Step4：確定標(biāo)定點(diǎn)的機(jī)器人坐標(biāo)。使機(jī)器人處于松閘模

20、式，人工操作將安裝在機(jī)器人TCP上的標(biāo)定針依次移動(dòng)到標(biāo)定紙上的1、2、3和4號(hào)圓上，并記錄對(duì)應(yīng)的機(jī)器手坐標(biāo)，圖2.4-6所示以Beckhoff機(jī)器人控制器為例。將四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)按照順序?qū)懭隦obert Coordinates的相關(guān)項(xiàng)中，如圖2.4-7所示，進(jìn)入Step5。圖2.4-6圖2.4-7Step5：傳輸標(biāo)定數(shù)據(jù)。左鍵點(diǎn)擊“Transform”按鈕，此時(shí)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(diǎn)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(hào)為3000，允許一個(gè)IP地址為169.254.105.100的機(jī)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(hào)，默認(rèn)不需修改