機(jī)器視覺技術(shù)與應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)-手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例

視覺定位與對位什么是機(jī)器視覺定位？定義視覺定位就是利用視覺傳器（工業(yè)相機(jī)）獲取物體圖像，然后用計(jì)算機(jī)通過視覺軟件進(jìn)行圖像處理，進(jìn)而獲得物體的位置信息的一種方法。分類單目定位雙目定位應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中有許多地方都會用到視覺定位。簡單來說，一般適用于，當(dāng)上料時產(chǎn)品在相機(jī)視野中的位置不固定，或放料時產(chǎn)品位置不固定的場景。單目移動相機(jī)（兩點(diǎn)定位）單目移動產(chǎn)品（兩點(diǎn)定位）單目定位什么是機(jī)器視覺對位？視覺對位，就是以視覺定位為基礎(chǔ)，產(chǎn)品取料位置、放料位置都不確定的視覺糾偏。應(yīng)用于各種液晶面板、手機(jī)屏幕、軟排線的組裝……產(chǎn)品的對位貼合組裝等。定義應(yīng)用手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例案例背景：手機(jī)在生產(chǎn)過程中有很多工序，其中就有許多輔助配件的粘貼，例如喇叭背膠、電池粘膠、各種泡棉、熱熔裝飾件、標(biāo)簽、膠墊等等。本項(xiàng)目的最大手機(jī)中框尺寸180mm*100mm，中框顏色為白色和黑色，輔料為藍(lán)色和黑色，一臺設(shè)備要兼容所有產(chǎn)品大小，換型時可自由切換。各類輔料視覺定位需求：（1）檢測內(nèi)容：定位視野范圍內(nèi)的所有刀片位置坐標(biāo)（2）產(chǎn)品大?。?0mm*10mm（視野范圍要求≥40mm*30mm）（3）安裝高度：相機(jī)1安裝高度≥300mm，相機(jī)2安裝高度≥500mm（4）精度要求：≤0.1mm（5）檢測速度：3s/pcs（6）通訊方式：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例技術(shù)優(yōu)勢：精確性由于人眼有物理?xiàng)l件的限制，在精確性上與機(jī)器有明顯的優(yōu)點(diǎn)。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來檢測產(chǎn)品，機(jī)器仍然會更加精確，因?yàn)樗木饶軌蜻_(dá)到千分之一英寸。重復(fù)性機(jī)器可以以相同的方法一次又一次的完成檢測工作而不會感到疲倦。與此相反，人工長期重復(fù)性檢測肯定會產(chǎn)生疲勞，同時每次檢測產(chǎn)品時都會有細(xì)微的不同，即使產(chǎn)品是完全相同的。速度機(jī)器能夠更快的檢測產(chǎn)品，特別是當(dāng)檢測高速運(yùn)動的物體時。比如說生產(chǎn)線上，機(jī)器能夠提高生產(chǎn)效率。成本由于機(jī)器比人快，一臺自動檢測機(jī)器能夠承擔(dān)好幾個人的任務(wù)。而且機(jī)器不需要停頓、不會生病、能夠連續(xù)工作，所以能夠極大的提高生產(chǎn)效率。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例硬件選型與安裝視覺硬件的選擇，包括相機(jī)、鏡頭、光源和視覺控制器的選擇。

（1）視覺控制器的選擇：視覺控制器選擇VDCPT-2,參數(shù)如第九章節(jié)表9.1所示。（2）相機(jī)的選擇：視覺理論精度為0.1mm/5=0.02mm，相機(jī)分辨率最少要大于40mm/0.02mm=2000，并且視野范圍必須要比產(chǎn)品范圍要大；所以我們選擇500萬像素相機(jī)，分辨率為2592*1944pix，視野范圍為：長2592*0.02=51mm，寬1944*0.02=38mm，可以滿足客戶檢測要求。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例硬件選型與安裝視覺硬件的選擇，包括相機(jī)、鏡頭、光源和視覺控制器的選擇。（3）鏡頭的選擇：視場長度/芯片長度=工作距離/焦距來平衡計(jì)算，相機(jī)1可以選擇35mm的鏡頭，相機(jī)2可以選擇50mm焦距的鏡頭，滿足視野范圍和客戶安裝高度的要求。（4）光源的選擇：根據(jù)樣品進(jìn)行實(shí)際打光測試，采用白色條形光源的效果與穩(wěn)定性最好，所以選擇白色條形光源。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例硬件選型與安裝（5）安裝示意圖本項(xiàng)目案例的安裝高度如下圖。左圖為工位一安裝示意圖，右圖為工位二安裝示意圖手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用（1）檢測流程如下：圖9.16手機(jī)輔料對位貼合流程圖手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用軟件設(shè)置流程手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用（2）龍睿智能相機(jī)軟件配置參數(shù)界面：任務(wù)1：屬性為主動執(zhí)行任務(wù)，也是外部信號無限循環(huán)查詢接收任務(wù)，接受到信號后通過條件執(zhí)行工具分派指令給其他任務(wù)組執(zhí)行檢測。任務(wù)2：屬性為觸發(fā)執(zhí)行任務(wù)，是相機(jī)1檢測攝像頭坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)的任務(wù)；如果任務(wù)1分派指令給到任務(wù)2，任務(wù)2開始執(zhí)行測試定位攝像頭的坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)。任務(wù)3：屬性為觸發(fā)執(zhí)行任務(wù)，是相機(jī)2檢測攝像頭孔位的坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)的任務(wù)；如果任務(wù)1分派指令給到任務(wù)3，任務(wù)3開始執(zhí)行測試定位攝像頭孔位的坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)。任務(wù)4：屬性為協(xié)同執(zhí)行，當(dāng)任務(wù)2、3都執(zhí)行完成時，任務(wù)4才會執(zhí)行。通過整合任務(wù)2、3的定位數(shù)據(jù)，進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)定位貼合的功能。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用（3）面陣相機(jī)工具設(shè)置相機(jī)類型，個數(shù)及相機(jī)安裝方式如圖所示。面陣相機(jī)工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例TCP客戶端工具設(shè)置軟件應(yīng)用（4）TCP客戶端工具設(shè)置目標(biāo)IP和端口如圖所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用（5）解析文本工具設(shè)置通訊選擇，解析后數(shù)據(jù)類型如圖所示。解析文本工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用（6）條件執(zhí)行T014工具設(shè)置解析的數(shù)據(jù)塊1=1時，執(zhí)行任務(wù)2，如圖。條件執(zhí)行工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例條件執(zhí)行條件設(shè)置軟件應(yīng)用

（7）條件執(zhí)行T015工具設(shè)置解析的數(shù)據(jù)塊1=2時，執(zhí)行任務(wù)3，如下圖。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例圖像采集工具設(shè)置軟件應(yīng)用（8）圖像采集工具設(shè)置對應(yīng)相機(jī)和標(biāo)定數(shù)據(jù)，如下圖所示。

手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例校準(zhǔn)工具設(shè)置軟件應(yīng)用

（9）校準(zhǔn)工具采用九點(diǎn)標(biāo)定法完成，如下圖所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用

（10）旋轉(zhuǎn)中心采用兩點(diǎn)加角度方法完成（原理參考10.1.2章節(jié)），如圖旋轉(zhuǎn)中心工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例幾何定位工具設(shè)置軟件應(yīng)用（11）幾何定位工具定位手機(jī)攝像頭的中心坐標(biāo)，如下圖所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例生產(chǎn)文本工具設(shè)置軟件應(yīng)用（12）生成文本工具將幾何定位的判定值輸出，OK為1，NG為2，如圖所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例輸出文本工具設(shè)置軟件應(yīng)用（13）輸出文本工具將相機(jī)1的OK/NG信號給PLC，如下圖9.28所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例手動運(yùn)行界面軟件應(yīng)用（14）任務(wù)3與任務(wù)2的工具數(shù)量及設(shè)置相似，如下圖所示。手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用

（15）抓取工具設(shè)置目標(biāo)數(shù)據(jù)：選擇任務(wù)3中幾何定位工具抓取到的標(biāo)記中心（Mark點(diǎn)）的世界坐標(biāo)位置X,Y,R；旋轉(zhuǎn)中心：選擇任務(wù)3中的旋轉(zhuǎn)中心工具;取料位/放料位：移動平臺使手機(jī)攝像頭裝配到手機(jī)后殼的安裝位置，并將平臺該位置坐標(biāo)X,Y,R輸入到取料位/放料位里面；標(biāo)準(zhǔn)位：點(diǎn)擊“記錄”按鈕即可。抓取工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用

（16）糾偏計(jì)算工具設(shè)置①目標(biāo)數(shù)據(jù)：選擇任務(wù)2中幾何定位工具抓取到的標(biāo)記中心的世界坐標(biāo)位置X、Y、R；②取料位/放料位：選擇任務(wù)4中的抓取工具計(jì)算結(jié)果X、Y、R;③旋轉(zhuǎn)中心：選擇任務(wù)2中的旋轉(zhuǎn)中心工具;④拍照位：輸入平臺在相機(jī)1停留拍照的位置坐標(biāo)X、Y、R即可；⑤標(biāo)準(zhǔn)位：點(diǎn)擊“記錄”按鈕即可;⑥補(bǔ)償值：若是貼合效果不理想，可以適當(dāng)修改補(bǔ)償值。糾偏計(jì)算工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例軟件應(yīng)用

（17）生成文本工具將糾偏計(jì)算工具中的計(jì)算結(jié)果生成，如下圖所示。

生產(chǎn)成文本工具設(shè)置手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例了解其他案例請掃碼手機(jī)攝像頭對位貼合應(yīng)用案例輔料貼合的類似應(yīng)用輔料貼合的類似應(yīng)用

本章小結(jié)本章主要介紹了視覺定位與對位的現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，介紹的視覺應(yīng)用工具有面陣相機(jī)、校準(zhǔn)工具、ModbusRTU、接收數(shù)據(jù)、