FANUC 工業(yè)機(jī)器人視覺應(yīng)用技術(shù) 課件 ch03 相機(jī)標(biāo)定

相機(jī)標(biāo)定高等職業(yè)教育精品工程系列第三章01創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01注意：PC需跟機(jī)器人IP在同一網(wǎng)段。在IE瀏覽器中，輸入機(jī)器人IP地址后進(jìn)入的界面如下圖：創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)(1)點擊“示教和試驗”按鈕，進(jìn)入RVision編輯界面。使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)(2)點擊“視覺類型”按鈕，選擇“相機(jī)”選項，進(jìn)入相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)定界面。使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)再點擊“新建”按鈕，進(jìn)入“創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)”界面。使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)(3)選擇相機(jī)的類型、輸入相機(jī)的名稱，點擊“確定”按鈕。使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)類型：根據(jù)相機(jī)類型，可以選擇：KOWADigitalCamera(數(shù)字相機(jī))SonyAnalogCamera(模擬相機(jī))USBCameraoniPendant(示教器上的USB相機(jī))使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01名稱：輸入新建相機(jī)數(shù)據(jù)名稱。創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)(4)選中創(chuàng)建的視覺數(shù)據(jù)后雙擊或者點擊“編輯”按鈕，進(jìn)入編輯相機(jī)數(shù)據(jù)界面。使用PC創(chuàng)建相機(jī)界面01創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)使用TP創(chuàng)建相機(jī)界面02(1)按MENU(菜單)鍵，將光標(biāo)移至“RVision”中，選擇“示教和試驗”選項進(jìn)入創(chuàng)建相機(jī)數(shù)據(jù)界面。創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)使用TP創(chuàng)建相機(jī)界面02(2)按F4鍵或點擊“視覺類型”按鈕，選擇“相機(jī)”選項，進(jìn)入相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)定界面。再點擊“新建”按鈕，進(jìn)入創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)界面。創(chuàng)建相機(jī)界面13.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)使用TP創(chuàng)建相機(jī)界面02(3)選擇相機(jī)類型和輸入相機(jī)名稱后，點擊“編輯”按鈕，進(jìn)入編輯相機(jī)數(shù)據(jù)界面。設(shè)定相機(jī)參數(shù)23.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置模擬相機(jī)參數(shù)端口號：直接連接控制柜主板時端口號選擇為1，若連接模擬復(fù)用器時，可以指定端口1~4，相機(jī)和立體傳感器合在一起，至多可以連接4臺相機(jī)。相機(jī)類型：選擇相機(jī)類型。曝光時間：設(shè)定拍攝所需的曝光時間，曝光時間越長，圖像越亮。固定于機(jī)器人的相機(jī)：相機(jī)安裝于機(jī)器人上時，勾選此項。設(shè)定相機(jī)參數(shù)23.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)字相機(jī)參數(shù)通道：選擇連接有相機(jī)的通道，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定下只可以連接1臺相機(jī)，使用多路復(fù)用器時至多可以連接16臺相機(jī)。曝光時間：設(shè)定拍攝所需的曝光時間，曝光時間越長，圖像越亮。固定于機(jī)器人的相機(jī)：相機(jī)安裝于機(jī)器人上時，勾選此項。設(shè)定相機(jī)參數(shù)23.1創(chuàng)建和設(shè)定相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)字相機(jī)參數(shù)圖像尺寸：選擇數(shù)字相機(jī)的合適圖像尺寸，使其能夠拍攝到整個檢測區(qū)域。使用閃光燈：使用閃光燈時，勾選此項。增益：可以調(diào)整圖像的亮度，增益值越大，圖像越亮，但是會產(chǎn)生噪點干擾，一般使用默認(rèn)值1。02創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)認(rèn)識點陣板1點陣板是用于相機(jī)標(biāo)定的專用工具。FANUC

公司提供不同尺寸的點陣板。點陣板格子的間隔有7.5mm、115mm、15mm、25mm、30mm等，一般選用比相機(jī)視野尺寸大的點陣板。標(biāo)準(zhǔn)點陣板上有11X11個圓點，但在標(biāo)定時只需要檢出7X7個圓點，其中間的4個大圓點必須檢出。3.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)熟悉坐標(biāo)系的概念01（1）基準(zhǔn)坐標(biāo)系用于計算相機(jī)標(biāo)定基準(zhǔn)的用戶坐標(biāo)系，一般使用默認(rèn)的0號用戶坐標(biāo)即可。注意：若連接相機(jī)的機(jī)器人與手持點陣板的機(jī)器人不是同一臺機(jī)器人，就需要在這兩臺機(jī)器人上設(shè)定共同的用戶坐標(biāo)系來作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系。（2）點陣板坐標(biāo)系進(jìn)行點陣板相機(jī)標(biāo)定時用于計算實物和圖像之間的數(shù)學(xué)關(guān)系的坐標(biāo)系。注意：點陣板固定安裝時，設(shè)為用戶坐標(biāo)系，安裝于機(jī)器人上時，設(shè)為工具坐標(biāo)系。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)手動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系02(1)當(dāng)點陣板固定安裝時，需設(shè)定用戶坐標(biāo)系。用戶坐標(biāo)系設(shè)定時，通常采用四點法。用戶坐標(biāo)系：以當(dāng)前工具的工具坐標(biāo)系，去設(shè)置用戶坐標(biāo)系的4個點。四點：設(shè)定點陣板上的4個點。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)手動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系02(1)當(dāng)點陣板固定安裝時，需設(shè)定用戶坐標(biāo)系。注意：基于用戶坐標(biāo)系補(bǔ)償?shù)?D視覺應(yīng)用，所有補(bǔ)償量的計算都是基于用戶坐標(biāo)系的。手動設(shè)定時，用戶坐標(biāo)系的計算又基于TCP。而TCP的精度將通過用戶坐標(biāo)系影響機(jī)器人視覺的精度，因此在設(shè)定用戶坐標(biāo)系之前要盡可能精準(zhǔn)設(shè)定TCP?；谟脩糇鴺?biāo)系補(bǔ)償?shù)?D視覺應(yīng)用，若對工具坐標(biāo)系方向沒有要求，則可以使用三點法進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)手動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系02(2)點陣板安裝于機(jī)器人上時，需設(shè)定工具坐標(biāo)系。設(shè)定工具坐標(biāo)系時，通常采用六點法。工具坐標(biāo)系：TCP基準(zhǔn)固定在支架上，可以選用工具坐標(biāo)系六點法(XY)和六點法(XZ)來設(shè)定，這里我們選用六點法(XY)。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)手動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系02(2)點陣板安裝于機(jī)器人上時，需設(shè)定工具坐標(biāo)系。六點：設(shè)定點陣板上六個點。注意：若使用六點法(XZ)設(shè)置完成后，則需要用直接輸入法將W增加90°。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)手動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系02(2)點陣板安裝于機(jī)器人上時，需設(shè)定工具坐標(biāo)系。點陣板上設(shè)定點，設(shè)定完成后，需進(jìn)行TCP精度的檢驗，確定旋轉(zhuǎn)中心在點陣板的中心點上。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)自動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系03按MENU(菜單)鍵，在Vision用戶界面點擊“視覺工具”按鈕，選擇“點陣板坐標(biāo)系設(shè)置”選項，設(shè)置各項參數(shù)。六軸機(jī)器人可以使用點陣板坐標(biāo)系設(shè)置功能進(jìn)行自動設(shè)定。點陣板分為固定安裝與安裝于機(jī)器人上。1設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)自動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系03機(jī)器人組編號：指定用于測量的組編號。坐標(biāo)系設(shè)置：可以選擇用戶坐標(biāo)/工具坐標(biāo)。用戶坐標(biāo)編號：當(dāng)坐標(biāo)系設(shè)置選為工具坐標(biāo)時，此項為“工具坐標(biāo)編號”，可以指定1~10任意編號;當(dāng)坐標(biāo)系設(shè)置選為用戶坐標(biāo)時，此項為“用戶坐標(biāo)編號”可以指定1~9任意編號。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)自動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系03計算時使用的工具坐標(biāo)系編號：坐標(biāo)系設(shè)置選為用戶坐標(biāo)時才可以設(shè)置，工具坐標(biāo)系編號可以指定1~10任意編號。相機(jī)名稱：選擇之前建立的相機(jī)名稱。曝光時間：指定讀入圖像時的曝光時間，進(jìn)行調(diào)整，使點陣板中黑色圓圈清晰可見。點陣間距：點陣板的點陣間距，這里設(shè)為15mm。設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)自動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系03起始位置：相機(jī)在機(jī)器人上時，移動機(jī)器人到點陣板上方，其手持相機(jī)可以拍到整個點陣板的位置后，按住Shift鍵，同時按F4鍵或點擊“位置記錄”按鈕，起始位置就記錄好了。2設(shè)定坐標(biāo)系23.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)自動設(shè)定點陣板坐標(biāo)系03相機(jī)固定時，把點陣板放在相機(jī)能拍到的位置，按住Shift鍵，同時按F4鍵或點擊“位置記錄”按鈕，起始位置就記錄好了。4個動作范圍極限：剩下4個為機(jī)器人的動作范圍極限，圖中是默認(rèn)設(shè)置。注意：若沒有足夠完成動作的空間，則適當(dāng)縮小機(jī)器人動作范圍。設(shè)定完成后按住Shift鍵，同時按F5鍵(運行)，之后按F鍵(確定)，完成點陣板坐標(biāo)系的自動設(shè)置。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)01在IE瀏覽器中，輸入機(jī)器人IP地址后顯示的界面如下圖：注意：PC需跟機(jī)器人IP在同一網(wǎng)段。3.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)(1)點擊“示教和試驗”按鈕，進(jìn)入RVision編輯界面。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)3創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)013.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)3創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)01(2)點擊“視覺類型”按鈕，選擇“相機(jī)校準(zhǔn)”命令，進(jìn)入相機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)定界面。3.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)3創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)01再點擊“新建”按鈕，進(jìn)入“創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)”界面。3.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)3創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)01(3)創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)。類型：根據(jù)視覺數(shù)據(jù)類型，可以選擇：GridPatternCalibrationTool(柵格圖案校準(zhǔn)工具)、Robot-GeneratedGridCalTool(機(jī)器人生成網(wǎng)格工具)點陣板標(biāo)定選擇和柵格圖案校準(zhǔn)工具。名稱：相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)文件名，自定義。3.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)3創(chuàng)建相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)01(4)雙擊“ZXJ”(剛才建的視覺數(shù)據(jù)），進(jìn)入校準(zhǔn)數(shù)據(jù)定界面。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02在“相機(jī)”下拉列表中選擇之前創(chuàng)建的相機(jī)“XJ”選項，點擊“拍照”按鈕，即可呈現(xiàn)一個點陣板的圖像。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02曝光時間：在此界面上檢測點陣板時的曝光時間。格子間距：輸入要使用的點陣板的格子間距。校準(zhǔn)面的數(shù)量：這里我們選用的是1板法標(biāo)定，選擇1。(1)設(shè)置相機(jī)標(biāo)定參數(shù)機(jī)器人抓取點陣板：若點陣板安裝在機(jī)器人上，則選擇“是”。點陣板設(shè)置情報：選擇設(shè)定好的點陣板坐標(biāo)系。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02焦距：焦距也稱為焦長，是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指從透鏡中心到光聚集之焦點的距離，也是照相機(jī)中，從鏡片光學(xué)中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距離。短焦距的光學(xué)系統(tǒng)比長焦距的光學(xué)系統(tǒng)具有更佳聚集光的能力。1板法標(biāo)定時，無法計算焦距，需手動輸入。(1)設(shè)置相機(jī)標(biāo)定參數(shù)點陣板的位置：以上參數(shù)設(shè)定完成后，點擊“設(shè)定”按鈕即可。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02（2）點擊“拍照”按鈕，框選標(biāo)定點陣板的檢出范圍后，點擊“確定”按鈕即可。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02注意：方框選擇包含4個大圓點在內(nèi)的7x7的范圍，點擊“確定”按鈕(若出現(xiàn)相機(jī)未識別到最大的那個圓點，則需要調(diào)整相機(jī)的鏡頭清晰度或者相對于點陣板的距離來突出那個大圓點)。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02（3）確定標(biāo)定數(shù)據(jù)。確定點陣板校準(zhǔn)數(shù)據(jù)示意圖確定點陣板標(biāo)定數(shù)據(jù)示意圖相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02校準(zhǔn)數(shù)據(jù)：點擊“校準(zhǔn)數(shù)據(jù)”選項卡，確認(rèn)各數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確。焦距：1板法標(biāo)定時，確定為手動輸入的值。鏡頭變形：這是計算出的鏡頭變形系數(shù)，它表示絕對值越大，鏡頭的變形越大，一般來說，越是焦點距離短的鏡頭越具有較大的變形。在從圖像坐標(biāo)系向機(jī)器人坐標(biāo)系正確進(jìn)行坐標(biāo)變換時，點陣板校準(zhǔn)使用這里測量出的鏡頭變形而進(jìn)行正確的坐標(biāo)變換，也叫鏡頭失真度。相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)33.2創(chuàng)建和示教標(biāo)定相機(jī)數(shù)據(jù)示教相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)02鏡頭倍率：表示每1個像素相對于實物的多少mm，可以用視野尺寸除以圖像尺寸來得知，如視野尺寸為262mmX169mm，圖像尺寸為640像素X480像素，則鏡頭倍率為262mm÷640像素≈0.409mm/像素。圖像中心：在(240，