MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位視覺(jué)應(yīng)用軟件

MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位貼合覺(jué)應(yīng)用軟件提供一種智能機(jī)器視覺(jué)圖像處理方法，提供建模工具，快速提取圖像中的待處理物件邊緣點(diǎn)像素坐標(biāo)信息。并結(jié)合視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的標(biāo)定，轉(zhuǎn)換為機(jī)械坐標(biāo)信息，控制機(jī)械手進(jìn)行糾偏，修正固定位置后進(jìn)行貼合作業(yè)，大大提高的生產(chǎn)效能。

MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位貼合視覺(jué)應(yīng)用軟件采用視覺(jué)引導(dǎo)，與現(xiàn)有的技術(shù)方法相比，利用視覺(jué)引導(dǎo)及利用建模工具，加快了產(chǎn)品邊緣點(diǎn)像素獲取并轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)，減少換型消耗的時(shí)間。利用建模工具的亞像素提取輪廓能力，提高了待處理產(chǎn)品的位置精度。本方法已于實(shí)際生產(chǎn)加工流程中發(fā)揮其有效的作用

1、產(chǎn)品建模方便快捷，減少產(chǎn)品換型帶來(lái)繁瑣操作的困擾

2、控制機(jī)械手精準(zhǔn)對(duì)位

3、軟件適用于不同行業(yè)的物料對(duì)位

MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位貼合視覺(jué)應(yīng)用軟件配合UVW平臺(tái)案例

系統(tǒng)架構(gòu)

視覺(jué)定位系統(tǒng)采用背面光方式，CCD從上往下拍攝，進(jìn)行圖像分析定位。相機(jī)將計(jì)算出的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)械手的物理坐標(biāo)，視覺(jué)軟件與PLC進(jìn)行通訊，將視野內(nèi)的物理坐標(biāo)發(fā)送給PLC后讓機(jī)械手進(jìn)行糾偏，修正固定位置后進(jìn)行貼合作業(yè)。

系統(tǒng)采用五點(diǎn)標(biāo)定，通過(guò)軟件控制XYR平臺(tái)自動(dòng)完成相機(jī)和機(jī)構(gòu)的關(guān)系建立

設(shè)置軟件配置

設(shè)置軟件配置-基礎(chǔ)參數(shù)

設(shè)置五點(diǎn)標(biāo)定步距和旋轉(zhuǎn)角度

軟件主頁(yè)

軟件權(quán)限登錄

選擇軟件圖標(biāo)

在下拉菜單選擇用戶(hù)

在用戶(hù)登錄界面進(jìn)行登錄，選擇“登錄權(quán)限”“用戶(hù)名稱(chēng)”輸入密碼（供應(yīng)商密碼：310525），后點(diǎn)擊用戶(hù)登錄

料號(hào)切換

選擇軟件圖標(biāo)

在下拉菜單選擇料號(hào)

料號(hào)界面

進(jìn)入料號(hào)管理頁(yè)面：

1：雙擊左鍵：將當(dāng)前選擇的料號(hào)導(dǎo)入為當(dāng)前使用的料號(hào)

2：雙擊右鍵：將當(dāng)前選擇的料號(hào)進(jìn)行刪除。（不可恢復(fù)）

3：在框內(nèi)填入需要新建的料號(hào)名稱(chēng)，后點(diǎn)擊“新建料號(hào)”，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的料號(hào)，并將當(dāng)前使用的料號(hào)所有數(shù)據(jù)復(fù)制到新料號(hào)內(nèi)。點(diǎn)擊“修改名稱(chēng)”會(huì)將當(dāng)前選擇的料號(hào)名稱(chēng)改為您所填入的新料號(hào)名稱(chēng)。

軟件主頁(yè)

軟件主頁(yè)

軟件主頁(yè)包括自動(dòng)工作和全體停止按鈕。

視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)工作

視覺(jué)系統(tǒng)整機(jī)復(fù)位，io復(fù)位，狀態(tài)復(fù)位

圖像系統(tǒng)

圖像系統(tǒng)

圖像系統(tǒng)包括主模板登錄、抓取mark測(cè)試、候補(bǔ)模板登錄、離線導(dǎo)圖、手動(dòng)對(duì)位、相機(jī)設(shè)置。

主模板登錄

1、選擇處理方法

2、下拉重新選擇“灰度匹配+雙直線”，黃色的模板框工具則會(huì)顯示出來(lái)，調(diào)整模板框位置和大小到合適，再點(diǎn)擊“方法學(xué)習(xí)”，則學(xué)習(xí)記錄當(dāng)前的模板。

3、顯示OK則完成了模板制作

4、調(diào)整高級(jí)參數(shù)。點(diǎn)擊“高級(jí)參數(shù)”，進(jìn)入高級(jí)參數(shù)界面，調(diào)整參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況修改“分?jǐn)?shù)”、“個(gè)數(shù)”、“比例容差”、“角度容差”、“匹配速度”、“模糊度”等參數(shù)。

（1）個(gè)數(shù)：圖像中存在多個(gè)目標(biāo)時(shí)，設(shè)置【個(gè)數(shù)】，即可返回多個(gè)目標(biāo)。

（2）分?jǐn)?shù)：目標(biāo)與模板間的相似度分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)越高，表示目標(biāo)與模板越相似。分?jǐn)?shù)在設(shè)置值之下的目標(biāo)，將會(huì)被剔除。

（3）比例容差：目標(biāo)與模板的大小比例變化時(shí)，設(shè)置合適的比例容差，即可尋找大小變化的目標(biāo)。

（4）角度容差：圖像中的目標(biāo)發(fā)生角度變化，設(shè)置角度容差，即可更好地尋找角度發(fā)生旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)。

抓取mark測(cè)試

測(cè)試當(dāng)前通道m(xù)ark抓取結(jié)果。

候補(bǔ)模板登錄

候補(bǔ)模板管理：包含啟用/禁止候補(bǔ)模板，候補(bǔ)模板登錄，抓點(diǎn)測(cè)試等。目前系統(tǒng)中單個(gè)圖像通道有主模板+四個(gè)候補(bǔ)模板的方式；其中三個(gè)候補(bǔ)模板用于當(dāng)主模板抓點(diǎn)失敗后，自動(dòng)根據(jù)啟用情況，調(diào)用候補(bǔ)模板1，2，3進(jìn)行靶標(biāo)獲取，如果候補(bǔ)模板1，2，3同時(shí)啟用了，系統(tǒng)首先會(huì)調(diào)用候補(bǔ)模板1，如果1抓靶失敗的話，才會(huì)啟用2，以此類(lèi)推。

候補(bǔ)模板登錄

區(qū)域A:選擇需要設(shè)置的候補(bǔ)模板對(duì)應(yīng)的主通道；

區(qū)域B:候補(bǔ)模板學(xué)習(xí)，離線導(dǎo)圖，候補(bǔ)模板抓靶測(cè)試以及整個(gè)通道抓靶測(cè)試；

區(qū)域C:將主模板參數(shù)拷貝到候補(bǔ)模板中去；

區(qū)域D:候補(bǔ)模板抓點(diǎn)結(jié)果以及使用狀態(tài)；候補(bǔ)模板4是專(zhuān)門(mén)用作標(biāo)定或者映射時(shí)用。

離線導(dǎo)圖

區(qū)域A:圖像源操作，導(dǎo)入離線/在線圖像，圖像處理以及清除當(dāng)前通道數(shù)據(jù)；

備注：如果在進(jìn)入圖像學(xué)習(xí)界面中出現(xiàn)奔潰等異常，有可能是當(dāng)前料號(hào)文件中的圖像處理參數(shù)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致用戶(hù)無(wú)法再次進(jìn)入到靶標(biāo)登錄界面中。用戶(hù)可以先清除當(dāng)前通道數(shù)據(jù)，然后再重新導(dǎo)入料號(hào)文件即可。

區(qū)域B:顯示圖像以及抓點(diǎn)位置；

區(qū)域C:顯示當(dāng)前通道使用的模板；

區(qū)域D:圖片保存文件路徑以及名稱(chēng)設(shè)定操作。

相機(jī)設(shè)置

區(qū)域A: 相機(jī)參數(shù)設(shè)定，相機(jī)的參數(shù)分通用參數(shù)和高級(jí)參數(shù)；

區(qū)域B: 相機(jī)模式切換，實(shí)時(shí)模式和觸發(fā)模式以及軟件觸發(fā)測(cè)試；軟件觸發(fā)測(cè)試中包換當(dāng)前相機(jī)的幀率以及丟幀情況；

區(qū)域C:生產(chǎn)/標(biāo)定/映射時(shí)的相機(jī)模式；

通用參數(shù)設(shè)置

參數(shù)說(shuō)明：

曝光時(shí)間（us）：相機(jī)打開(kāi)快門(mén)的時(shí)間。曝光時(shí)間越長(zhǎng)，圖像越亮，但拍照時(shí)間也越長(zhǎng)!

相機(jī)增益（db）：相機(jī)感光芯片的參數(shù)，以2的N次方增加亮度,調(diào)整比較靈敏并且會(huì)帶來(lái)噪點(diǎn),默認(rèn)值是1!

Gamma伽馬值（0~255）：相機(jī)感光芯片的參數(shù)，1時(shí)不起作用,小于1暗的地方變亮更多,大于1亮的地方調(diào)亮更多!

Sharpness銳度：相機(jī)FPGA的參數(shù)，邊沿銳度增強(qiáng)范圍是0~100。默認(rèn)不啟用。

Denoising降噪（0~100）：相機(jī)FPGA的參數(shù)，相機(jī)底層圖像處理功能。默認(rèn)值是50，能夠降低圖像噪點(diǎn),但是同時(shí)會(huì)影響邊沿銳度。默認(rèn)不啟用。

DigitalShift（0~4）數(shù)字位移：相機(jī)FPGA的參數(shù)，能夠增強(qiáng)亮度，比較敏感。默認(rèn)值是0，以2的N次方增加。

BrightNess（0~100）亮度：相機(jī)FPGA的參數(shù)，能夠增強(qiáng)亮度，但是相對(duì)比較平滑。默認(rèn)值是50。

Contrast（0~100）對(duì)比度：相機(jī)FPGA的參數(shù)，能夠增強(qiáng)對(duì)比度。默認(rèn)值是50。

ContrastThresholdValue（0~255）對(duì)比度閾值：相機(jī)FPGA的參數(shù)，默認(rèn)值是128，大于該值是亮區(qū)，小于該值是暗區(qū)!

高級(jí)參數(shù)設(shè)置

參數(shù)說(shuō)明：

鏡像：將圖像沿著X或Y方向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

軟件鏡像：通過(guò)算法將采集到的圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，會(huì)占用系統(tǒng)資源。

相機(jī)鏡像：通過(guò)設(shè)置相機(jī)參數(shù)使圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，不占用系統(tǒng)資源。

旋轉(zhuǎn)：將圖像按順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度。

NoRotation：不對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。

90Deg CW：將圖像順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。

90Deg CCW：將圖像逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。

180Deg：將圖像旋轉(zhuǎn)180度。

曝光延遲：收到曝光信號(hào)后延遲一段時(shí)間（us）后再進(jìn)行曝光。

觸發(fā)延遲：收到觸發(fā)信號(hào)后延遲一段時(shí)間（us）后再進(jìn)行觸發(fā)。

頻閃延遲：光源為頻閃模式時(shí)，接收到頻閃信號(hào)后延遲一段時(shí)間（us）后再進(jìn)行觸發(fā)。

頻閃持續(xù)時(shí)間：光源為頻閃模式時(shí)，每次點(diǎn)亮持續(xù)的時(shí)間。

輸入濾波時(shí)間：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的時(shí)間參數(shù)。

DO使用方式：硬件頻閃、軟件頻閃、通用DO頻閃。

緩存?zhèn)€數(shù)：相機(jī)緩存中存儲(chǔ)的圖像個(gè)數(shù)。

觸發(fā)方式：上升沿觸發(fā)或者下降沿觸發(fā)。

光源設(shè)置

在“圖像系統(tǒng)”->點(diǎn)擊“光源設(shè)置”，彈出光源設(shè)置界面

控制器選擇:目前系統(tǒng)最大支持2個(gè)光源控制器；

切換生產(chǎn)亮度:點(diǎn)擊該按鈕后4個(gè)通道光源亮度會(huì)變?yōu)樯a(chǎn)亮度；

切換學(xué)習(xí)亮度:點(diǎn)擊該按鈕后4個(gè)通道光源亮度會(huì)變?yōu)閷W(xué)習(xí)亮度；

打開(kāi)所有通道:點(diǎn)擊該按鈕后4個(gè)通道光源亮度都會(huì)打開(kāi)；

關(guān)閉所有通道:點(diǎn)擊該按鈕后4個(gè)通道光源亮度都會(huì)關(guān)閉；

光源離線操作:點(diǎn)擊該按鈕后彈出“光源控制器離線操作界面”，如下圖所示；

光源模式選擇:

1. PWM常亮模式：選擇這種模式光源就通過(guò)內(nèi)部信號(hào)常亮或者常滅；

2. Strobe頻閃模式:選擇這種模式光源就通過(guò)相應(yīng)外部信號(hào)或者內(nèi)部信號(hào)進(jìn)行頻閃。

調(diào)節(jié)光源亮度:選擇生產(chǎn)通道或者映射通道來(lái)進(jìn)行保存對(duì)應(yīng)通道亮度。

光源設(shè)置

運(yùn)行參數(shù)

運(yùn)行參數(shù)包括對(duì)位設(shè)置、高級(jí)參數(shù)設(shè)置、五點(diǎn)標(biāo)定、補(bǔ)償。

對(duì)位設(shè)置

A，拍照延時(shí)：生產(chǎn)過(guò)程中收到PLC/Robot發(fā)送拍照信號(hào)后，延時(shí)一段時(shí)間再執(zhí)行拍照采集圖像動(dòng)作；

      多次拍照延時(shí)：生產(chǎn)過(guò)程多次對(duì)位中收到PLC/Robot發(fā)送拍照信號(hào)后，延時(shí)一段時(shí)間再執(zhí)行拍照采集圖像動(dòng)作。

B，XY對(duì)位精度：X方向/Y方向精度上限，即視覺(jué)當(dāng)前對(duì)位X方向/Y方向偏移量判定值小于設(shè)定值才會(huì)輸出對(duì)位OK；

      R對(duì)位精度：角度精度上限，即視覺(jué)對(duì)位角度精度偏移量判定值小于設(shè)定值才會(huì)輸出對(duì)位OK。

C，XY最大偏移量：對(duì)位過(guò)程中對(duì)位平臺(tái)X方向/Y方向最大可以移動(dòng)的距離；

      R最大偏移量：對(duì)位過(guò)程中對(duì)位平臺(tái)旋轉(zhuǎn)方向最大可以移動(dòng)的角度。

五點(diǎn)標(biāo)定

相機(jī)選擇:標(biāo)定主要是針對(duì)拍攝對(duì)位平臺(tái)上產(chǎn)品的圖像通道；

圖像寬度:標(biāo)定通道相機(jī)長(zhǎng)邊方向像素分辨率；

圖像高度:標(biāo)定通道相機(jī)短邊方向像素分辨率；

視野寬度:顯示五點(diǎn)標(biāo)定后標(biāo)定通道相機(jī)視野長(zhǎng)邊方向長(zhǎng)度；

視野高度:顯示五點(diǎn)標(biāo)定后標(biāo)定通道相機(jī)視野短邊方向長(zhǎng)度；

X像素精度:標(biāo)定通道相機(jī)長(zhǎng)邊方向像素精度 = 視野寬度/圖像寬度；

Y像素精度:標(biāo)定通道相機(jī)短邊方向像素精度 = 視野高度/圖像高度；

注釋?zhuān)簶?biāo)定計(jì)算出來(lái)的視野寬，高要和實(shí)際視野接近，否則標(biāo)定結(jié)果就是錯(cuò)誤的，另外X像素精度和Y像素精度要接近，否則標(biāo)定結(jié)果就是錯(cuò)的。

點(diǎn)擊啟動(dòng)標(biāo)定后，控制UVW平臺(tái)走偏移量完成相機(jī)標(biāo)定

補(bǔ)償

根據(jù)補(bǔ)償方向圖示，在右側(cè)對(duì)應(yīng)的方向補(bǔ)償寫(xiě)入補(bǔ)償數(shù)值后，點(diǎn)擊“設(shè)置”累加到左側(cè)的總補(bǔ)償參數(shù)中。

清零偏移量，則會(huì)將累加的總和全部清零，同樣需要點(diǎn)擊“保存參數(shù)”，清零才能生效。

MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位貼合應(yīng)用軟件通訊日志

MasterAlign四相機(jī)錯(cuò)開(kāi)對(duì)位貼合應(yīng)用軟件通訊版本，我們以MasterAlign_LTW介紹通訊部分知識(shí)，詳情見(jiàn)文中所述：

MasterAlign_LTW(下文中簡(jiǎn)稱(chēng)為MA_LTW)為雙翌自主研發(fā)的視覺(jué)對(duì)位系統(tǒng)應(yīng)用軟件，軟件中的通訊日志可方便我們進(jìn)行整個(gè)通訊流程的接收和查詢(xún)流程進(jìn)行分析，詳情見(jiàn)文檔所示：

1、如何打開(kāi)MA視覺(jué)對(duì)位系統(tǒng)通訊日志

Fig.1 打開(kāi)通訊日志方法

點(diǎn)擊圖像中①進(jìn)入到通訊設(shè)置界面，點(diǎn)擊②③，分別打開(kāi)通訊日志和端口參數(shù)界面

Fig.2 通訊日志和端口參數(shù)

上圖中①是通訊日志，②是端口參數(shù)

2、如何通過(guò)MA視覺(jué)對(duì)位系統(tǒng)通訊日志查看流程運(yùn)行時(shí)間

Fig.3 通訊日志界面

通訊日志：

①是一個(gè)流程的運(yùn)行時(shí)間，由機(jī)器人發(fā)信號(hào)到視覺(jué)返回信號(hào)為一個(gè)通訊流程，時(shí)間是由時(shí)、分、秒、毫秒組成，例如圖中14/24/34/635 就是14時(shí)24分34秒635毫秒

②黃色是接收，機(jī)器人發(fā)過(guò)給視覺(jué)的數(shù)據(jù)和信號(hào)

③綠色是發(fā)送，視覺(jué)返回給機(jī)器人的數(shù)據(jù)和信號(hào)

④自動(dòng)保存通訊日志里面的所以數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)在文件夾里面的“SYCommunicateLogFile”文件夾里面，通過(guò)存儲(chǔ)的日志文件可以看出發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)確

3、MA_LTW通訊方式

MA_LTW軟件廣泛應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)精密對(duì)位和精密裝配場(chǎng)合中,常用的通訊方式如下所示：

MA_LTW配合過(guò)的PLC和機(jī)械手通訊見(jiàn)網(wǎng)站鏈接所示：http://www.juarbe.com.cn/news_99.html

3.1 TCPIPServer

這是TCP網(wǎng)口連接通訊，需要設(shè)置IP，視覺(jué)軟件做服務(wù)器

端口參數(shù)：①可以看到連接、斷開(kāi)、接收的數(shù)據(jù)

  ②可以確認(rèn)通訊是否保持連接，連接通訊的個(gè)數(shù)

起始符：通訊數(shù)據(jù)的開(kāi)始標(biāo)示

類(lèi)型：STX是正文開(kāi)始

結(jié)束符：通訊數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)示

類(lèi)型：CR是回車(chē)

  CR+LF是回車(chē)+換行

  ETX是正文結(jié)束

  LF是換行

  ETX+CR是正文結(jié)束+換行

更改端口、參數(shù)后需要點(diǎn)擊右下角“設(shè)置/保存參數(shù)”后再進(jìn)行操作

3.2 TCPIPClient

TCP網(wǎng)口連接通訊，需要設(shè)置IP，視覺(jué)軟件做客戶(hù)端

端口參數(shù)：②可以看到接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)

         ③是手動(dòng)發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)

S端口：服務(wù)器端口

C端口：本地端口

起始符：通訊數(shù)據(jù)的開(kāi)始標(biāo)示

類(lèi)型：STX是正文開(kāi)始

結(jié)束符：通訊數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)示

類(lèi)型：CR是回車(chē)

  CR+LF是回車(chē)+換行

  ETX是正文結(jié)束

  LF是換行

  ETX+CR是正文結(jié)束+換行

更改IP/端口、數(shù)據(jù)后需要點(diǎn)擊下面的“保存參數(shù)”后再進(jìn)行操作

3.3 ModbusRTU

Modbus串口通訊

點(diǎn)擊①后打開(kāi)端口參數(shù)②和接收命令③

①是串口號(hào)，要與PLC串口對(duì)上，②的設(shè)置要與PLC端口一致，③僅是代表端口是否打開(kāi)，即使亮綠燈也不代表和PLC連接正常，修改①和②后要點(diǎn)擊右下角“設(shè)置/保存參數(shù)”保存參數(shù)

在①中可以看到PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)
3.4 ModbusTCP

Modbus  TCP通訊

點(diǎn)擊①后打開(kāi)端口參數(shù)②和接收命令③

連接通訊

在①里面修改IP和端口號(hào)，修改后須在②點(diǎn)擊“保存參數(shù)”

①是PLC發(fā)送過(guò)來(lái)，視覺(jué)接收到的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊②之后才能進(jìn)行編輯右邊的數(shù)據(jù)，要保證③IP地址和PLC的地址一樣，修改后點(diǎn)擊下面“保存所有參數(shù)”保存，然后點(diǎn)擊②才可以退出