Vi软件操作说明书MO - 150420

1、Vision Inspector Software User ManualVision Inspector软件使用说明 版本：V1.0修订时间：2014.12说明：本手册适用于具备基础机器视觉知识的人员。 本软件可与Beckhoff、KEBA等机器人控制器直接通讯。1 简介Vison Inspector是一款针对于机器人应用的视觉软件。用户无需编写代码，通过简单的拖拽等操作即可实现机器人所需的定位功能，将视野范围内目标物体的坐标，角度，产品属性等数据发送给指定控制器，引导机器人快速抓取运动中的目标物体。Vision Inspector软件具备如下特点：支持多种相机实现坐标变换通过TCP/IP通

2、讯具备流量均衡分配功能与多个机器人控制器协同工作Vision Inspector 软件界面如图1-1所示，右侧为菜单栏及对应命令、参数设置及显示，左侧为图像显示窗口。图1-1 主界面Vision Inspector软件主菜单命令包括：Calibrate:校正Models：图片处理Matching：模板设置BalancingCamera：相机设置下面的章节内容将手把手教您如何使用Vision Inspector实现拍摄目标物体并将其坐标、角度、产品种类等信息通过TCP/IP正确传输给机器人控制器。在继续阅读之前，请确保您已做好如下准备工作：1) 基本图像处理知识2) 一个具备GigE接口的相机及

3、合适的镜头和光源3) 一台已安装Vision Inspector软件的控制器4) 一台安装有标定针的机器人5) 标定纸（中心有十字架的四个圆）6) 合格的目标物体2 基本操作2.1相机设置确认您的相机已通过网线接入安装了Vision Inspector 软件的控制器。打开Vision Inspector 软件，左键点击主菜单栏的Camera命令，可设置相机的各种参数。当鼠标移动至相关参数显示框时，Vision Inspector 软件会自动显示参数的含义，如图2.1-1所示。因不同相机差异，Vision Inspector 软件的相机设置界面会稍有差异。详细的命令解释见表2.1-1。图2.1-

4、1 Camera菜单界面表2.1-1 Camera菜单解释区域说明参数范围Choose CameraCheck Camera右边列表显示相机名，若未检测到请检查相机是否供电或网线连接N/ACamera ParametersExposureTimeCoarse：曝光时间，单位ms0-9999999AnalogGain：图像增益0-800Offline模式：勾选offline模式下，相机为软件自动触发，触发周期设置见TriggerTime；不选Offline模式，相机为硬件触发模式。N/ATriggerTime：软件触发周期，单位ms，默认300100-9999999Working Options

5、Factory work：勾选Factory work模式Auto Matching：自动匹配，即配置完成后，下次启动自动匹配。勾选此命令后相机自动Camera On。N/ACommandCamera on：运行cameraCamera off：关闭cameraLoad Image：用于无相机情况下的演示操作，可从控制器中装载已有的图片，注意图片的命名中不能使用中文字符，否则提示“File not fund”。 Save Image：用于保存当前图片。N/A首次使用时具体操作步骤如下： Step1：检测相机。左键点击“Check Camera”，则右侧显示相机名，左键点击 “Camera On

6、”，则看到相机拍摄的图片，进入Step2。如果无相机名，检查相机是否上电，网络是否连接，Step2：调整相机参数。调整相机镜头的光圈和焦距，以保证拍摄到的图片满足要求，如图2.1-2所示对比。若需要调整曝光时间和增益，首先需要左键点击“Camera Off”。图2.1-2 Camera参数调整画面对比注意：请确保螺丝固定好镜头及光圈的设置，以免运行过程中发生变化。注意：建议勾选Offline模式下设置。2.2Models为识别图像中的目标产品，首先需定义目标产品的模板。左键点击主菜单栏的Models命令，如图2.2-1所示，详细解释见表2.2-1：图2.2-1 Models菜单画面表2.2-1

7、 Models菜单解释区域说明参数范围Model ParametersCurrent Model Index：显示模板的序号N/ANumLevels：此值越高，查找时间越短，但有可能查不到产品，需合理选择此参数。默认“auto”，0-7AngleStart：起始查询角度，默认“0”， 0-360AngleExtent：末端查询角度，默认“360” 0-360Optmization：借助灰度差异，构建轮廓，默认“auto:pregeneration” 可设置范围为Contrast：借助灰度差异，构建轮廓，默认“auto” 0-255MinContrast：躁点的波动范围，默认“auto” 0-2

8、55Model ModificationModify ModelN/A基于模板默认的中心点的偏移分量：x,y，默认0640,480Snap Origin：定义模板中心点；方法：左键点击Snap Origin，在图像中任意左键点击出现绿色类十字架，右键点击即完成了模板中心偏移，此时显示绿色十字架。N/AShow Origin：显示定义好的模板中心点N/AModel Center：所创建Model的几何中心点N/AShape Center：所选区域的几何中心点N/AAction Update操作提示N/ACommandCreate model：创建模板N/ALoad Model：装载已创建的模板，

9、序号为Current Model Index的值Save Model：保存模板Discard Model：放弃模板Step1：选择模板。在Models菜单下左键点击 “Create model” 按钮，此时Action Update提示“Select ROI”，在图像中按住鼠标左键框选模板，选定好后右键点击代表完成，进入Step2；Step2：模板图像处理。图像显示窗口弹出对话框“Continue Removing Area？”， Action Update提示“Remove areas”，如图2.2-2所示。使用鼠标左键框选要去除的部分，选定好后右键点击代表完成，如图2.2-3所示。直到无需

10、再做处理，在弹出的对话框中点击“No”， Action Update提示“Generated model”，此时图像中心处的绿色十字架为图像的几何中心点，红色边缘表示模板信息，如图2.2-4所示。图2.2-2 图像处理过程图2.2-3 图像处理过程图2.2-4 模板生成如果确定此模型OK，直接进入Step4；如果确定重新创建模板，左键点击“Discard model” 按钮，Action Update提示“Discarded model”，返回Step1。如需要调整模板的抓取位置，进入Step3；图像处理的目的是为了让图像更简单，例如去除表面的文字。如图2.2-5所示对比，以便降低控制器的负荷

11、，减少图像处理时间。图2.2-5 图像处理举例注意：模板生成后相关参数已经有初步匹配的值，当鼠标移动至相关参数显示框时，如图2.2-6所示。如需进一步的优化，建议在此参数基础上修改。图2.2-6 Models参数显示Step3：模板修改。当需要抓取的点与Step2的绿色点不一致时或还需要进一步微调时，可采用此处理。左键点击“Shape Center”，根据提示选择shape，确认后可看到绿色十字架移到所选shape的中心点，如图2.2-7所示。图2.2-7 Shape Center说明左键点击“Snap Origin”，根据提示“select model”， “place new origin

12、”并确认后可看到绿色十字架移到所选定的黄色十字架位置，如图2.2-8所示，同时，“Model Modification”区域的offset值也自动发生变化。图2.2-8 Shape Center说明左键点击“Show”，根据提示“select model”，则可对选定的区域显示栅格“Shown origin”，提示对话框“Continue modifying origin”，如图2.2-9所示，点击“Yes”，菜单画面的offset值可设置，如图2.2-10所示，根据需要调整后点击“Apply”。图2.2-9 Shape Center说明图2.2-10 Shape Center说明标志说明：红

13、色十字架表示当前Model的中心点；绿色十字架表示新的抓取点；黄色十字架仅用于Snap Origin操作时新的设置点。栅格说明：每一个栅格代表一个像素点，设置offset可精确到亚像素。Step4：保存模板。左键点击“Save model” 按钮，Action Update提示“Saved model in vim0”，Current Model Index自动累加显示“1”，如图2.2-11所示。回到Vision Inspector 软件所在文件夹，可看到生成vim0模板文件。图2.2-11 保存模板当然，如果再次Create的Model需要覆盖已经创建的某个已存在的vim文件，则直接将在C

14、urrent Model Index框中输入对应的数字即可。2.3Matching在Matching任务栏里有模板信息，此模板信息指的事先前定义好的模板信息。模板匹配时，需根据实际情况，选择Matching parameters的参数。左键点击主菜单栏的Matching命令，如图2.3-1所示，详细解释见表2.3-1：图2.3-1 Matching菜单界面表2.3-1 Matching菜单解释区域说明参数范围Matching InformationModels Count：显示模板数量N/ANumLevels：模板的抽象度，AngleStart：模板的起始查询角度AngleExtent：模板的

15、末端查询角度 MinContrast：模板的对比度OriginX：模板的抓取点XOriginY：模板的抓取点Y Matching ParametersAngleStart： 0-360AngleExtent：0-360Minscore：接受程度值，值越大，要求图像和模板的匹配越高0-1Nummatches：查找数量10Maxoverlap：重叠度0-1SubPixel：'least_squares'Numlevels：值越高，速度越快，但也可能找不到产品0-7Greediness：0-1Matching ResultsFound Objects：目前视野中与所有模板匹配的目标物

16、数量N/AElapsed Time：所耗用时间，单位为msCommandStart：启动匹配N/AStop：停止匹配Reset： 注意：由于界面限制，仅显示最后一个模板的相关信息，当鼠标移动至相关参数显示框时，所有模板的信息都显示，如图2.3-2所示。图2.3-2 模板信息显示具体操作步骤如下：Step1：启动匹配在Matching菜单下点击“Start”按钮，此时图像界面显示当前视野下匹配的对象，Matching Results信息框显示与模板匹配的目标物体数量和所耗用时间，如图2.3-3所示，显示找到了1个匹配的对象，所耗用时间为3.71286ms。其中匹配的对象边缘为黑色表示视觉已找到但

17、并未发送给机器人控制器，具体的颜色代表见2.5章节说明。图2.3-3模板信息显示2.4CalibrationCalibration的目的是将图像的像素坐标转换为机器人坐标系下的世界坐标。Vision Inspector软件采用四点法标定，即通过四个点实现像素坐标和机器人坐标的转换。左键点击主菜单栏的Calibration命令，如图2.4-1所示，详细解释见表2.4-1：图2.4-1 Calibration菜单界面表2.4-1 Calibration菜单解释区域说明参数范围Camera Coordinates四个圆心的像素坐标N/ARobot Coordinates对应圆心的机器手坐标N/AAc

18、tion Update操作提示N/AOffset左侧表示Offset .x偏差，右侧表示Offset.y偏差CommandCalibrate：记录编码器的值Transform：变换，将图像坐标变化为机器手坐标Reset：若标定错误，可重新标定N/A具体操作步骤如下：Step1: 准备好标定纸。将标定纸使用胶带固定在目标物体的皮带上，进入Step2。注意：此时皮带需在静止状态；标定纸平面与抓取平面在同一高度平面； 为方便标记，建议在标定纸上标出1、2、3、4四个序号。Step2：确定标定点的图像坐标。在Calibration菜单下左键点击“Calibrate”按钮，Action Update提示

19、“Select ROI containing point 0”，按照提示操作，完成后如图2.4-3所示。注意：建议直接使用圆心的十字架来标定；图2.4-2 Calibrate Point 0图2.4-3 Calibrate Point 0完成依次完成四个点的calibrate，完成后如图2.4-4所示，进入Step3。图2.4-421Step3：记录偏差值。运行皮带使使标定纸运动到机器人的工作范围内，记录编码器的偏移值，图2.4-5所示以Beckhoff机器人控制器为例，在Offset.x栏中写入编码器的偏移值，进入Step4。图2.4-5Step4：确定标定点的机器人坐标。使机器人处于松闸模

20、式，人工操作将安装在机器人TCP上的标定针依次移动到标定纸上的1、2、3和4号圆上，并记录对应的机器手坐标，图2.4-6所示以Beckhoff机器人控制器为例。将四个点坐标按照顺序写入Robert Coordinates的相关项中，如图2.4-7所示，进入Step5。图2.4-6图2.4-7Step5：传输标定数据。左键点击“Transform”按钮，此时在Vision Inspector软件所在文件夹中生成vic标定文件。如果标定不准确，则左键点击Reset，重复Step15。652.6 Balancing 在Balancing栏中，定义了连接方式。此软件默认设置通讯端口号为3000，允许一个IP地址为169.254.105.100的机器人控制器通讯。若连接上控制器，则2中的杠线消失。Step：勾去Send，可修改端口号，默认不需修改