视觉培训-加强版

1、1EPSON视觉培训2016-06-242016-06-242一、关于视觉的基础知识二、EPSON 视觉硬件概要三、EPSON 视觉系统构成四、EPSON 视觉软件概要五、视觉对象的应用六、SPEL+语言运行序列七、相机安装和校准八、实际案例九、第三方相机兼容3机器人与视觉配合的困境机器人与视觉配合的困境遇到的困难遇到的困难1 1 对视觉对视觉知知识识的技的技术术需求需求需要学习复杂的视觉知识和操作 2 2 与机器人配合的技术需求与机器人配合的技术需求 通讯：需要控制相机、获取和分析相机数据、转换数据，编程复杂，调试困难 校准：需要复杂的校准步骤4EPSONEPSON的解决方案的解决方案Vis

2、ion Guide 7.0Vision Guide 7.0 EPSON Vision Guide，有效解决您的困扰！需要复杂的视觉知识简便易用快速上手通讯控制复杂无需通讯程序校准麻烦步骤复杂向导指示自自动动校准校准EPSONVision Guide其他视觉5像素：像素：相机分辨率的高低决定了所拍相机分辨率的高低决定了所拍摄摄的影像最的影像最终终能能够够打印出高打印出高质质量画量画面的大小，或在面的大小，或在计计算机算机显显示器上所能示器上所能够显够显示画面的大小。数示画面的大小。数码码相机分辨率的高低，取决于相机中相机分辨率的高低，取决于相机中CCDCCD（ （Charge Coupled D

3、evice:Charge Coupled Device:电电荷耦合器件）芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。荷耦合器件）芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。光圈：光圈： 光圈越大，光圈越大，图图像亮度越高；景深越小；分辨率越高；像亮度越高；景深越小；分辨率越高；焦距（焦距（f f）焦距，是光学系）焦距，是光学系统统中衡量光的聚集或中衡量光的聚集或发发散的度量方式，指散的度量方式，指从透从透镜镜的光心到光聚集之焦点的距离。的光心到光聚集之焦点的距离。f=f=工作距离工作距离/ /视视野范野范围长边围长边（或短（或短边边） ）X CCDX CCD长边长边（或短）（或短）6CV1 /CV2（

4、标配） 视觉控制器CCD （标配） USB CCD相机（目前不支持其他品牌和型号）USB连接线（标配）镜头（选购或用户自配）：8mm，16mm，25mm，50mm直流24V+/4A 电源（客户自备）千兆以太网交换机（客户自备）：3口以上安装支架（客户自配）USB CameraGigE CameraCV1CV22.1控制器控制器+相机相机72.2.1镜头镜头8 调整光圈和焦距 调整镜头光圈 出现合适的亮度 调焦距 使被拍目标的轮廓和特征清晰2.2.2镜头选择镜头选择93.1基于控制器的视觉系统结构组成基于控制器的视觉系统结构组成10Compact Vision CV2GigaEthernet(U

5、SB)GigE 相机，相机，USB也兼也兼容容EthernetGigaEthernet(USB)Compact Vision CV2Ethernet单单个相机个相机多个相机多个相机3.1.1 CV2系统组成系统组成GigE 相机，相机，USB也兼也兼容容113.2基于基于PC的视觉系统结构组成的视觉系统结构组成12GigE Camera*(1): RC+ needed to be running.Ethernet (支持支持USB)GigaEthernetPV1PC*(1)EthernetPoE InjectorGigE CameraGigaEthernetPV1PC*(1)PoE Hub-

6、GigE camera: 最多支持最多支持8个个Ethernet (支持支持USBUSB)Ethernet单单个相机个相机多个相机多个相机3.2.1 PV1系统组成系统组成134.1 软件界面软件界面14向导化的操作指引校准步骤指引实时画面显示同一界面操作机器人EPSON RC+已集成已集成视觉软视觉软件件154.2 什么是序列？什么是序列？164.3 视觉序列选项卡的认识：视觉序列选项卡的认识： Sequence（ 序列）序列） 选项卡是选项卡是序序列列、 对象对象和和校准校准这组选项卡中这组选项卡中的第一个选项卡。的第一个选项卡。单击单击序列序列选项卡将该选项卡置于选项卡将该选项卡置于显示

7、屏前端。显示屏前端。Sequence（序列）选项卡功能用（序列）选项卡功能用于：于：- 选择需要操作的视觉序列。选择需要操作的视觉序列。- 设置视觉序列的属性。设置视觉序列的属性。- 检验整个视觉序列的结果。检验整个视觉序列的结果。- 控制视觉对象的执行顺序。控制视觉对象的执行顺序。174.4 视觉对象选项卡的认识：视觉对象选项卡的认识： Object（对象）选项卡用于： -选择需要操作的视觉对象。 -设置视觉对象的属性值。 -执行视觉对象。 -执行视觉对象以后查看结果。 -为需要使用模型的视觉对象示教模型。 什么是视觉对象？ 视觉对象是一种视觉工具，视觉对象是一种视觉工具，可应用于图像。可应

8、用于图像。 184.5 视觉校准项卡的认识：视觉校准项卡的认识： Calibration（校准）选项卡用于设置校准属性，查看校准结果。 通过使用视觉校准，您可以将相机和机器人系统之间的位置关系记录到机器人控制 器中，并将图像加工系统所确认的对象的图像坐标位置转换为机器人坐标位置。 191、移动式 J2 ， J4，J5，J6安装,2、固定式(固定向上、固定向下)3、独立式（相机坐标和机械手坐标不需要转换）不同安装方式，相不同安装方式，相对应对应的校准方式也不同的校准方式也不同相关校准可参考相关校准可参考“ “cs_VisionGuide71_Software_r2” ”第第7章章-相机校准相机校

9、准具体校准步具体校准步骤骤可参考可参考10.1.8 校准机器人相机校准机器人相机 固定向下固定向下移动式移动式固定向下固定向下4.5.1 相机安装方式相机安装方式参考点参考点20固定向下固定向下 固定向上固定向上 第二第二轴轴第四第四轴轴第五第五轴轴第六第六轴轴4.5.1 相机安装方式相机安装方式214.5.2 校准后的数据直接使用校准后的数据直接使用校准完成后，无需指令直接获取转换后数据校准完成后，无需指令直接获取转换后数据RobotXYU直接获取转换转换后的机器人坐后的机器人坐标标224.6 柱状图工具柱状图工具柱状图工具作用：柱状图工具作用：用来调节图像的灰度值，用来调节图像的灰度值，使

10、图像的黑白配比更加使图像的黑白配比更加明显。明显。234.7统计工具统计工具每次通过视觉引导窗口、运每次通过视觉引导窗口、运行窗口和操作窗口运行视觉行窗口和操作窗口运行视觉对象时，视觉引导对象时，视觉引导 7.0 都自都自 动记录结果数据，用于以后动记录结果数据，用于以后每个视觉对象的统计参考。每个视觉对象的统计参考。245.1 ImageOp（图像操作）对象 255.2 Geometric（几何）对象 265.3 Correlation（相关）对象 275.4 Blob（二进制）对象 285.5 Edge（边缘）对象 Edge（边缘）对象用于对图像中的边缘进行定位。Edge（边缘）对象可以使

11、用 SearchType（搜索类型）属性进行配置，以沿线或弧搜索。 295.5.1 Edge（边缘）对象 305.6 LineFinder（线查找）对象 LineFinder（线查找）对象用于识别图像中的线条位置。 315.7 ArcFinder（弧查找）对象 ArcFinder（弧查找）对象用于确定图像中弧的位置。 为了查找弧，将执行一系列边缘搜索，以确定弧的半径和中心点。 325.8 Frame（框）对象 Frame（框）对象为视觉对象提供一种动态定位基准。一旦确定 Frame（框）对象， 与该框相关的其它对象均可定位。33运行序列6.1新建序列和工件对象34编编程程实实例例同同时识别时识

12、别多个工件多个工件参考 CV1培训程序代码(可用写字板打开).prgFunction targetInteger i, num, found(100)Real x(100), y(100), u(100), RobotXYU(100)VRun calibseqVGet calibseq.Geom01.NumberFound, numIf num 0 ThenFor i = 1 To numVGet calibseq.Geom01.RobotXYU(i), found(i), x(i), y(i), u(i)P(i) = XY(x(i), y(i), 0, u(i)Print P(i), Rob

13、otXYU(i), found(i), x(i), y(i), u(i)NextEndIfFend35编程实例经典运用Jump P0运动到拍照位置Wait 0.1稳定位置VRun test执行图像序列VGet test.Geom01.RobotXYU, found, x, y, u获取结果If found = True Then如果找到结果 Jump XY(x, y, -50, u)/R运动到侦测位置 On 0 抓取工件 Wait 0.1延时 Jump P1运动到放料位置 Off 0 放置工件Else367.1硬件安装硬件安装硬件连接1）相机安装:垂直于工作面，固定于机械手外或安装在机械手臂上

14、2）视觉控制器：24V电源、相机USB线3）以太网交换机：连接视觉控制器、机器人控制器、PC（千以太网） 软件设置1）RC+5.0 - 控制器-视觉-激活视觉2）如下顺序，后附图 重置-相机IP地址(出厂192.168.0.3)-类型CV -Chanel-配置, 3）能够看到相机的分辨率和model后，表明已连接好377.2相机通讯相机通讯38新建序列完成后，屏幕上可以实时显示相机排的内容，但由于镜头的光圈和焦距没有调整，显示的内容可能比较暗或者看不清。7.3镜头安装和调试镜头安装和调试39校准目的是得到相机的坐标系和机器人坐标系的对应关系。校准的方法是9点校正，9宫格。用这种方法，不论相机的

15、坐标系和机器人坐标系存在多大的角度查，都可以校准，方便而且精度高。对其他视觉或机器人厂家用2点或3点校正方式，这是EPSON的一个很大优势。 先让机器人走一个固定参考点。然后移动机械手，让固定参考点依次依次出现在相机视野的9个位置（注意顺序）。 像素坐标（X_pix, Y_pix)机器人坐标（X, Y)7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机40 7.4.1. 打印校准时用到的对象打印一个实心圆或者圆环或者带十字架的圆环。 图形的大小根据视野范围来定。比如视野的长度为20mm，圆的直径可以选3mm。7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机41 7.4.2. 定义工具坐标系机器人走固定参

16、考点时需要用工具来对准参考点，因此需要定义该工具的工具坐标系。RC+5.0 - 机器人管理器 - 工具 - 工具向导U轴为180度位置U轴为0度位置7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机42 7.4.3. 新建对象7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机43 7.4.4. 参数设置注意：注意：按图中1-2-3-4-5-6的步骤，注意选择3表示的相机方向，4表示的工具坐标系，5表示的目标序列，校准时工具坐标系选定一个tool，如tool1。567.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机44 7.4.5. 九点示教 1）按照软件上的提示，先将机器人移动到固定参考，并点“示教”（Teac

17、h）该固定参考点为校准选项所选的tool1去对准校准用固定参考点。7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机45 7.4.5. 九点示教 2）按照软件上的提示，移动机器人，让固定参考点一次出现在屏幕的9个位置，并逐一点示教。出现在9宫格里大概位置就可以。不用太精确。7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机46 7.4.6. 校准并查看结果 1）点击“校准”按钮，机器人开始自动走刚才示教的9个点，走两遍后会计算出校准结果7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机47 7.4.6. 校准并查看结果 2）查看校准结果合不合格的标准：合不合格的标准：X tilt 和 Y tilt ：（相机的倾

18、斜度） 小于 +/-2Max X error 和 Max Y error：（最大X和Y方向的偏差） 小于+/- 0.2mm (例如对于手机部件的）7.4视觉校准视觉校准-移动式相机移动式相机481.“设置设置”功能中在功能中在“视觉视觉”里添加已经连接好的相机里添加已经连接好的相机492.点击点击“搜索相机搜索相机”自动识别已经连接好的相机自动识别已经连接好的相机503.连接好相机后，选择连接好相机后，选择“新建序列新建序列”选择连接好的相机选择连接好的相机514.举例：相机视野里是如下工件举例：相机视野里是如下工件525.选择选择“新建几何图形新建几何图形”来识别视野中要找的目标来识别视野中

19、要找的目标536.外面的大框是要选择目标的范围，里面小框是选择的目标对象外面的大框是要选择目标的范围，里面小框是选择的目标对象547.在右边对话框中在右边对话框中“NumberToFind”选择选择“All”为了选择视野中所为了选择视野中所有的目标，点击有的目标，点击“示教示教”，告诉相机你要选取的目标，告诉相机你要选取的目标558.在在“ShowModel”中显示要找的目标对象中显示要找的目标对象569.在在“ShowModel”中修改目标对象，比如去掉一些不中修改目标对象，比如去掉一些不容易识别的特征容易识别的特征5710.点击点击“运行序列后运行序列后”就可以找到就可以找到 要找的目标对

20、象要找的目标对象5811.在右下对话框在右下对话框“ShowAllResults”中查看相机获得目标的结果中查看相机获得目标的结果5912.为了获得满意的对象目标，可以根据结果中为了获得满意的对象目标，可以根据结果中“Score”的值修改的值修改“Accept”的值来淘汰残次品。的值来淘汰残次品。6013.“新建框架新建框架”在在“OriginPoint”选择对象，选择对象，“Result”中选择中选择All，“AngleEnabled”中选择中选择“True”。框架角度会根据对象偏移角度跟。框架角度会根据对象偏移角度跟随。随。6114.为了更精准找到目标可以根据实际情况具体部位的查找，如此案

21、例为了更精准找到目标可以根据实际情况具体部位的查找，如此案例中有圆的的特征，可以使用中有圆的的特征，可以使用“圆查找圆查找”。“CenterPointObject”选择选择建立的几何图形建立的几何图形“Result”选择选择All，就可以查找到视野里所有的对象，就可以查找到视野里所有的对象6215.在在“Frame01”中选择建立的框架，中选择建立的框架，“NumberOfEdge”中可以修中可以修改即将检测的边缘数目，使抓图更准。改即将检测的边缘数目，使抓图更准。“Polarity”中选择查找方式，中选择查找方式，如图从亮到黑。如图从亮到黑。6316.点击点击“运行序列运行序列”后就可以获得

22、想要的目标结果后就可以获得想要的目标结果64如果使用第三方相机需要单独开发软件，由于机械手和相机软件不同。658.1固定安装（以 固定向下为例）使用九宫格校准板机器人末端安装校准治具示教治具末端的工具坐标 Tool n按照九宫图的顺序，机械手末端依次对准 9 个位置，机器人管理器中选择对应的 Tooln，并保持点位置（如保持到 P1 到 P9）移开机器人，视觉识别九宫图上的 9 个点的像素坐标，同样按照九宫图顺序，将其像素坐标 XY 依次保存到 P11-P19 中。668.2校准程序： 校准指令独立视觉：VxCalib 0, VISION_CAMORIENT_STANDALONE, P(11:

23、19), P(1:9)固定向下：VxCalib 0, VISION_CAMORIENT_FIXEDDOWN, P(11:19), P(1:9)固定向上：VxCalib 0, VISION_CAMORIENT_FIXEDUP, P(11:19), P(1:9)第二轴移动相机：VxCalib 0, VISION_CAMORIENT_MOBILEJ2, P(11:19), P(1:9), P0第四轴移动相机：VxCalib 0, VISION_CAMORIENT_MOBILEJ4, P(11:19), P(1:9), P0678.3校准结果使用 VxcalInfo 指令来查询校准结果。If VxCalInfo(0, 1) = True ThenPrint 相机校准成功，结果如下:Print X 方向平均偏差mm:, VxCalInfo(0, 2)Print X 方向最大偏差mm:, VxCalInfo(0, 3)Print X 方向一个像素/毫米( mm ):, VxCalInfo(0, 4)Print X 方向的倾斜角度( deg ):, VxCalInfo(0, 5)Print Y 方向平均偏差mm:, VxCalInfo(0, 6)Print Y 方向最大偏差mm:, VxCalInfo(0, 7)Print Y 方向一个像素/毫米( mm