機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)及案例應(yīng)用全套教學(xué)課件

機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)及案例應(yīng)用全套可編輯PPT課件第一章機(jī)器人視覺(jué)概述目錄CONTENTS1前階段工作回顧單擊此處添加文字單擊此處添加文字2取得成績(jī)的原因和經(jīng)驗(yàn)單擊此處添加文字單擊此處添加文字3不足之處及原因分析單擊此處添加文字單擊此處添加文字4當(dāng)前形勢(shì)分析單擊此處添加文字單擊此處添加文字5下一步工作計(jì)劃單擊此處添加文字單擊此處添加文字近年來(lái),中國(guó)制造2025推動(dòng)了我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)是中國(guó)制造2025的十大攻關(guān)技術(shù)之一。它的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)提升我國(guó)制造業(yè)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)活力、改善勞動(dòng)密集型人力緊缺局面都有著重要的意義。目前機(jī)器人發(fā)展的方向主要有兩個(gè):工業(yè)型機(jī)器人和服務(wù)型機(jī)器人。工業(yè)型機(jī)器人的發(fā)展目前已相對(duì)成熟,各種焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、切割機(jī)器人、牽引機(jī)器人等均已在多個(gè)行業(yè)廣泛使用。服務(wù)型機(jī)器人又分為個(gè)人服務(wù)機(jī)器人、家用服務(wù)機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。其中,個(gè)人和家用服務(wù)機(jī)器人主要包括家庭作業(yè)機(jī)器人、娛樂(lè)休閑機(jī)器人、殘障輔助機(jī)器人、住宅安全和監(jiān)視機(jī)器人等;專業(yè)服務(wù)機(jī)器人主要包括場(chǎng)地機(jī)器人、專業(yè)清潔機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、物流用途機(jī)器人、檢查和維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、水下機(jī)器人,以及國(guó)防、營(yíng)救和安全應(yīng)用機(jī)器人等。各類服務(wù)型機(jī)器人因工況復(fù)雜,需要專機(jī)專用,開(kāi)發(fā)難度和成本都較大,因此目前服務(wù)型機(jī)器人仍處于發(fā)展的初步階段,有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)器視覺(jué)作為機(jī)器人的眼睛,是機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵部分。美國(guó)制造工程師協(xié)會(huì)(SME)機(jī)器視覺(jué)分會(huì)和美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(RIA)自動(dòng)化視覺(jué)分會(huì)對(duì)機(jī)器視覺(jué)的定義:機(jī)器視覺(jué)是通過(guò)光學(xué)裝置和非接觸式的傳感器,自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置。而現(xiàn)在所發(fā)展的機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)不僅局限于類似人眼起到對(duì)信息的接收作用,還可延伸至大腦對(duì)所獲得的圖像信息進(jìn)行預(yù)處理和判斷選擇。通過(guò)機(jī)器視覺(jué)獲得的信息質(zhì)量將極大地影響機(jī)器人后續(xù)的信息分析處理和行為功能實(shí)現(xiàn)。目前在人工智能和自動(dòng)化等領(lǐng)域的熱門(mén)研究方向中,機(jī)器視覺(jué)已得到了廣泛的應(yīng)用,如醫(yī)學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域,特別是在解決具有共同特征的批量圖像處理方面上具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),包括定位、識(shí)別、BLOB分析、測(cè)量等應(yīng)用場(chǎng)景。因此,機(jī)器人與機(jī)器視覺(jué)的結(jié)合,是一項(xiàng)深受智能制造業(yè)歡迎的新技術(shù)。本章將介紹二者的聯(lián)系和具體應(yīng)用。一般情況下,機(jī)器人由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。三大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。六個(gè)子系統(tǒng)可分為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。如圖所示。1.1機(jī)器人的組成與技術(shù)參數(shù)1.1.1

機(jī)器人的組成機(jī)器人的組成

1.機(jī)械部分

(1)本體工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮圓柱坐標(biāo)型的臂部可做升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人在視覺(jué)產(chǎn)線上

如圖所示為工業(yè)機(jī)器人在視覺(jué)產(chǎn)線上。

(2)控制器機(jī)器人控制器作為工業(yè)機(jī)器人最為核心的零部件之一,對(duì)機(jī)器人的性能起著決定性的影響,在一定程度上影響著機(jī)器人的發(fā)展。①單CPU結(jié)構(gòu)、集中控制方式。②二級(jí)CPU結(jié)構(gòu)、主從式控制方式。③多CPU結(jié)構(gòu)、分布式控制方式。機(jī)器人控制器

(3)示教器示教器又叫示教編程器(以下簡(jiǎn)稱示教器),它是機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心部件,是一個(gè)用來(lái)注冊(cè)和存儲(chǔ)機(jī)械運(yùn)動(dòng)或處理記憶的設(shè)備,該設(shè)備是由電子系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的。示教器維修是示教器維護(hù)和修理的泛稱,是針對(duì)出現(xiàn)故障的示教器通過(guò)專用的高科技檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行排查,找出故障的原因,并采取一定措施使其排除故障并恢復(fù)達(dá)到一定的性能,確保機(jī)器人正常使用。示教器維修包括示教器大修和示教器小修。示教器大修是指修理或更換示教器任何零部件,恢復(fù)機(jī)器人示教器的完好技術(shù)狀況和安全(或接近安全)恢復(fù)示教器使用壽命的恢復(fù)性修理。示教器小修是用更換或修理個(gè)別零部件的方法,保證或恢復(fù)示教器正常工作。

(4)末端執(zhí)行器一個(gè)機(jī)器人末端執(zhí)行器指的是任何一個(gè)連接在機(jī)器人邊緣(關(guān)節(jié))具有一定功能的工具。這可能包含機(jī)器人抓手、機(jī)器人工具快換裝置、機(jī)器人碰撞傳感器、機(jī)器人旋轉(zhuǎn)連接器、機(jī)器人壓力工具、順從裝置、機(jī)器人噴涂槍、機(jī)器人毛刺清理工具、機(jī)器人弧焊焊槍、機(jī)器人電焊焊槍等。機(jī)器人末端執(zhí)行器通常被認(rèn)為是機(jī)器人的外圍設(shè)備、機(jī)器人的附件、機(jī)器人工具、手臂末端工具(EOA)。機(jī)器人的末端執(zhí)行器主要指的是機(jī)械手。機(jī)械手是機(jī)器人系統(tǒng)中類似人類手的機(jī)構(gòu),是一種典型的仿生機(jī)構(gòu)。人類的雙手是極為靈巧的,機(jī)械的操作系統(tǒng)一般很難達(dá)到人類手的靈活性,正因?yàn)槿绱?模仿人類的手以使機(jī)器人具有類似人類的操作能力的想法,便成為一種動(dòng)力和挑戰(zhàn),推動(dòng)著機(jī)械手的科學(xué)研究。機(jī)械手是機(jī)械臂的“末端執(zhí)行器”。

原始的機(jī)械手也是一種末端執(zhí)行器。但夾持器更接近于手,因?yàn)?它的作用就是像手那樣抓握物體。夾持器就是原始的機(jī)械手。機(jī)器人的夾持器,有些像鉗子,就是一種夾具,可以?shī)A取被操作的對(duì)象。為了夾取被操作的對(duì)象,夾持器需要完成開(kāi)合的動(dòng)作。如圖所示為某末端夾持手的結(jié)構(gòu)。末端夾持手的結(jié)構(gòu)

傳感部分是機(jī)器人的重要組成部分,為機(jī)器人提供感覺(jué),使機(jī)器人工作過(guò)程更加精確。傳感部分主要由以下兩大系統(tǒng)組成:工業(yè)機(jī)器人傳感器的分類

2.傳感部分

(1)感受系統(tǒng)感受系統(tǒng)一般由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成。內(nèi)部傳感器是完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制所必需的傳感器,如位置、速度傳感器等,用于采集機(jī)器人內(nèi)部信息,是構(gòu)成機(jī)器人不可缺少的基本元件;外部傳感器用于檢測(cè)機(jī)器人所處環(huán)境、外部物體狀態(tài)或機(jī)器人與外部物體的關(guān)系,常用的外部傳感器有觸覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器、視覺(jué)傳感器等。工業(yè)機(jī)器人傳感器的分類如圖所示。機(jī)器人在醫(yī)院送藥

(2)機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元,如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。也可以是多臺(tái)機(jī)器人、多臺(tái)機(jī)床設(shè)備或者多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置集成一個(gè)能執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。如圖所示是機(jī)器人在醫(yī)院送藥。

(1)人-機(jī)交互系統(tǒng)人-機(jī)交互系統(tǒng)是使操作人員參與機(jī)器人控制,并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置,例如示教器、指令控制臺(tái)、信息顯示板、計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)終端、危險(xiǎn)信號(hào)警報(bào)器等?？偟膩?lái)說(shuō),人-機(jī)交互系統(tǒng)可以分為兩大部分,即指令給定系統(tǒng)和信息顯示裝置。如圖所示為機(jī)器人人-機(jī)交互系統(tǒng)控制面板。機(jī)器人人-機(jī)交互系統(tǒng)控制面板

3.控制部分

(2)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的作用主要是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)程序指令,以及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)支配執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。工業(yè)機(jī)器人的位置控制方式有點(diǎn)位控制和連續(xù)路徑控制兩種。點(diǎn)位控制方式只需要知道機(jī)器人末端執(zhí)行器的機(jī)器人的集中控制系統(tǒng)起點(diǎn)和終點(diǎn)位置,而不需要知道這兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡,這種控制方式可完成無(wú)障礙條件下的點(diǎn)焊、上/下料、搬運(yùn)等操作;連續(xù)路徑控制方式不僅要求機(jī)器人以一定的精度達(dá)到目標(biāo)點(diǎn),而且對(duì)移動(dòng)軌跡也有一定的精度要求,如機(jī)器人噴漆、弧焊等操作,實(shí)質(zhì)上這種控制方式是以點(diǎn)位控制方式為基礎(chǔ),在每?jī)牲c(diǎn)之間用滿足精度要求的位置軌跡插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)軌跡連續(xù)化。如圖所示是機(jī)器人的集中控制系統(tǒng)。1.1.2工業(yè)機(jī)器人技術(shù)參數(shù)機(jī)器人的組成1.自由度參數(shù)主要包括2.工作空間3.工作速度4.精度5.承載能力6.驅(qū)動(dòng)方式7.控制方式

機(jī)器視覺(jué)是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品(圖像攝取裝置,分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào),傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息,根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào);圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成如圖所示。1.2機(jī)器視覺(jué)概述機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)1.光學(xué)成像模塊2.圖像傳感器模塊3.圖像處理模塊4.IO模塊5.顯示模塊

圖像識(shí)別,簡(jiǎn)單講就是使用機(jī)器視覺(jué)處理、分析和理解圖像,識(shí)別各種各樣的對(duì)象和目標(biāo),功能非常強(qiáng)大。最典型的圖像識(shí)別應(yīng)該就是識(shí)別二維碼了。在商品的生產(chǎn)過(guò)程中,廠家會(huì)把很多的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在小小的二維碼中,通過(guò)這種方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行管理和追溯,隨著機(jī)器視覺(jué)圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛,各種材質(zhì)表面的條碼也變得非常容易被識(shí)別、讀取、檢測(cè),從而提高了現(xiàn)代化的水平、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。1.3機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用于水果識(shí)別1.3.1識(shí)別機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用于車(chē)牌識(shí)別

檢測(cè)是機(jī)器視覺(jué)在工業(yè)領(lǐng)域最主要的應(yīng)用之一,幾乎所有產(chǎn)品都需要檢測(cè),而人工檢測(cè)存在著較多的弊端,人工檢測(cè)準(zhǔn)確性低,長(zhǎng)時(shí)間工作的話,準(zhǔn)確性更是無(wú)法保證,而且檢測(cè)速度慢,容易影響整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的效率。因此,機(jī)器視覺(jué)在圖像檢測(cè)方面的應(yīng)用也非常的廣泛,如硬幣字符檢測(cè)、電路板檢測(cè)等,以及人民幣造幣工藝的檢測(cè),對(duì)精度要求特別高,檢測(cè)的設(shè)備也很多,工序復(fù)雜。此外還有機(jī)器視覺(jué)的定位檢測(cè),如飲料瓶蓋的生產(chǎn)是否合格、是否有問(wèn)題,產(chǎn)品的條碼字符的檢測(cè)識(shí)別,玻璃瓶的缺陷檢測(cè),以及藥用玻璃瓶檢測(cè),醫(yī)藥領(lǐng)域也是機(jī)器視覺(jué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。圖為口罩不同佩戴部位質(zhì)量檢測(cè)。1.3.2檢測(cè)口罩不同佩戴部位質(zhì)量檢測(cè)

在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用環(huán)節(jié)中,物體分揀的應(yīng)用是建立在識(shí)別、檢測(cè)之后的一個(gè)環(huán)節(jié),通過(guò)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理,結(jié)合機(jī)械臂的使用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分揀。舉個(gè)例子,在過(guò)去的生產(chǎn)線上,是用人工的方法將物料安放到注塑機(jī)里,再進(jìn)行下一步工序?，F(xiàn)在則是使用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行分料,其中使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的圖像抓取、圖像分析,輸出結(jié)果,再通過(guò)機(jī)器人,把對(duì)應(yīng)的物料放到固定的位置上,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化。1.3.3分揀并聯(lián)機(jī)器人視覺(jué)分揀

視覺(jué)定位能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)產(chǎn)品并且確認(rèn)它的位置。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,芯片的位置信息調(diào)整拾取頭非常不好處理,但是機(jī)器視覺(jué)則能夠解決這個(gè)問(wèn)題。半導(dǎo)體制造領(lǐng)域需要準(zhǔn)確拾取芯片和綁定,這是視覺(jué)定位成為機(jī)器視覺(jué)工業(yè)領(lǐng)域最基本應(yīng)用的原因。圖為視覺(jué)點(diǎn)膠機(jī)。1.3.4定位視覺(jué)點(diǎn)膠機(jī)

機(jī)器視覺(jué)工業(yè)應(yīng)用最大的特點(diǎn)就是其非接觸測(cè)量技術(shù),由于非接觸無(wú)磨損,因此避免了接觸測(cè)量可能造成的二次損傷隱患。機(jī)器視覺(jué)對(duì)物體進(jìn)行測(cè)量,不需要像傳統(tǒng)人工一樣對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行接觸,但是其高精度、高速度性能一樣不少,不但對(duì)產(chǎn)品無(wú)磨損,還解決了給產(chǎn)品造成二次傷害的可能,這對(duì)精密儀器的制造水平有明顯的提升。對(duì)于定螺紋、麻花鉆、IC元件管腳、汽車(chē)零部件、接插件等的測(cè)量,都具有非常普遍的應(yīng)用。1.3.5測(cè)量芯片尺寸測(cè)量某輪轂尺寸視覺(jué)測(cè)量您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文工作完成情況一工作完成情況二重點(diǎn)工作完成情況1002030405060708090100166添加標(biāo)題76.2%添加標(biāo)題28.6%添加標(biāo)題28.6%63添加標(biāo)題14.3%5添加標(biāo)題23.8%比重添加標(biāo)題7點(diǎn)擊添加標(biāo)題（46.7%）15點(diǎn)擊添加標(biāo)題1、您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。2、您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。重點(diǎn)工作完成情況各項(xiàng)計(jì)劃完成情況您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。024681020102011201220132018點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題>添加文字內(nèi)容>添加文字內(nèi)容>添加文字內(nèi)容>添加文字內(nèi)容>添加文字內(nèi)容>添加文字內(nèi)容各項(xiàng)計(jì)劃完成情況與去年同期比較點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后對(duì)比一：56％對(duì)比二：820萬(wàn)對(duì)比三：640萬(wàn)對(duì)比一：56％對(duì)比二：820萬(wàn)對(duì)比三：640萬(wàn)團(tuán)隊(duì)建設(shè)情況二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后,您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本,在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。團(tuán)隊(duì)建設(shè)情況團(tuán)隊(duì)建設(shè)情況一您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后,您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本,在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。12培訓(xùn)學(xué)習(xí)情況一培訓(xùn)學(xué)習(xí)情況二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里。培訓(xùn)學(xué)習(xí)情況第二部分宏觀環(huán)境利好自身對(duì)目標(biāo)的重視公司給予的大力支持Achievement取得成績(jī)的原因及經(jīng)驗(yàn)自身能力的提升競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的失誤對(duì)市場(chǎng)前瞻性的認(rèn)識(shí)您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。宏觀環(huán)境一您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。宏觀環(huán)境二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。宏觀環(huán)境三45%68%75%宏觀環(huán)境利好您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里，您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里，您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里添加標(biāo)題自身對(duì)目標(biāo)的重視您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題公司支持AB您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題公司給予的大力支持添加標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題添加標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題添加標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題>添加您的標(biāo)題自身能力的提升020103您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字對(duì)手的失誤一您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框?qū)κ值氖д`二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字對(duì)手的失誤三競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的失誤前瞻性認(rèn)識(shí)此處添加文本5此處添加文本4此處添加文本3此處添加文本2此處添加文本1您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。點(diǎn)擊添加標(biāo)題對(duì)市場(chǎng)前瞻性的認(rèn)識(shí)第三部分某些問(wèn)題上認(rèn)識(shí)不足對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析不夠Shortcomings不足之處及原因分析自身能力有待提升執(zhí)行力有待加強(qiáng)1您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本2您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本3您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本4您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本01此處輸入文字02此處輸入文字此處輸入文字0304此處輸入文字添加標(biāo)題某些問(wèn)題上認(rèn)識(shí)不足您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼這里填寫(xiě)標(biāo)題添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析不夠您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留自身能力有待提升標(biāo)題標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。點(diǎn)擊添加標(biāo)題執(zhí)行力有待加強(qiáng)第四部分行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)內(nèi)部環(huán)境分析Situationanalysis當(dāng)前形勢(shì)分析競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手動(dòng)向預(yù)測(cè)SWOT分析您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼點(diǎn)擊添加標(biāo)題點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在點(diǎn)擊添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里內(nèi)部環(huán)境分析01Application02Application03Application04Application添加標(biāo)題二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題三您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題四您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題一您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手動(dòng)向預(yù)測(cè)BDCA添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。SWOT您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼.點(diǎn)擊添加標(biāo)題SWOT分析第五部分總體思路具體思路Workplan下一步工作計(jì)劃完成方法保障措施添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。點(diǎn)擊添加標(biāo)題時(shí)間：20XX年X月XX日-X月XX日序號(hào)工作任務(wù)日期目的網(wǎng)站備注12345總體思路您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。具體思路步驟1您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼步驟2您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼步驟3您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼步驟6您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼步驟5您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼步驟4您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼完成方法您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制完成方法010203您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題一您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題二您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。添加標(biāo)題三保障措施060504030201您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制您的內(nèi)容打在這里或者復(fù)制保障措施點(diǎn)擊添加文字內(nèi)容，點(diǎn)擊添加文字內(nèi)容您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里，您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后，在此框中選擇粘貼，并選擇只保留文字。您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后您的內(nèi)容打在這里保障措施THANKS！機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)及案例應(yīng)用第二章機(jī)器視覺(jué)軟、硬件系統(tǒng)組成近年來(lái),中國(guó)制造2025推動(dòng)了我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的快速發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)是中國(guó)制造2025的十大攻關(guān)技術(shù)之一。它的應(yīng)用和發(fā)展對(duì)提升我國(guó)制造業(yè)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)活力、改善勞動(dòng)密集型人力緊缺局面都有著重要的意義。目前機(jī)器人發(fā)展的方向主要有兩個(gè):工業(yè)型機(jī)器人和服務(wù)型機(jī)器人。工業(yè)型機(jī)器人的發(fā)展目前已相對(duì)成熟,各種焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、切割機(jī)器人、牽引機(jī)器人等均已在多個(gè)行業(yè)廣泛使用。服務(wù)型機(jī)器人又分為個(gè)人服務(wù)機(jī)器人、家用服務(wù)機(jī)器人和專業(yè)服務(wù)機(jī)器人。其中,個(gè)人和家用服務(wù)機(jī)器人主要包括家庭作業(yè)機(jī)器人、娛樂(lè)休閑機(jī)器人、殘障輔助機(jī)器人、住宅安全和監(jiān)視機(jī)器人等;專業(yè)服務(wù)機(jī)器人主要包括場(chǎng)地機(jī)器人、專業(yè)清潔機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、物流用途機(jī)器人、檢查和維護(hù)保養(yǎng)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、水下機(jī)器人,以及國(guó)防、營(yíng)救和安全應(yīng)用機(jī)器人等。各類服務(wù)型機(jī)器人因工況復(fù)雜,需要專機(jī)專用,開(kāi)發(fā)難度和成本都較大,因此目前服務(wù)型機(jī)器人仍處于發(fā)展的初步階段,有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)器視覺(jué)作為機(jī)器人的眼睛,是機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵部分。美國(guó)制造工程師協(xié)會(huì)(SME)機(jī)器視覺(jué)分會(huì)和美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)(RIA)自動(dòng)化視覺(jué)分會(huì)對(duì)機(jī)器視覺(jué)的定義:機(jī)器視覺(jué)是通過(guò)光學(xué)裝置和非接觸式的傳感器,自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置。而現(xiàn)在所發(fā)展的機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)不僅局限于類似人眼起到對(duì)信息的接收作用,還可延伸至大腦對(duì)所獲得的圖像信息進(jìn)行預(yù)處理和判斷選擇。通過(guò)機(jī)器視覺(jué)獲得的信息質(zhì)量將極大地影響機(jī)器人后續(xù)的信息分析處理和行為功能實(shí)現(xiàn)。目前在人工智能和自動(dòng)化等領(lǐng)域的熱門(mén)研究方向中,機(jī)器視覺(jué)已得到了廣泛的應(yīng)用,如醫(yī)學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域,特別是在解決具有共同特征的批量圖像處理方面上具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),包括定位、識(shí)別、BLOB分析、測(cè)量等應(yīng)用場(chǎng)景。因此,機(jī)器人與機(jī)器視覺(jué)的結(jié)合,是一項(xiàng)深受智能制造業(yè)歡迎的新技術(shù)。本章將介紹二者的聯(lián)系和具體應(yīng)用。

圖像處理是機(jī)器視覺(jué)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,如圖所示。目前常用的圖像處理系統(tǒng)有兩種:一種是基于智能相機(jī)的嵌入式圖像處理系統(tǒng),它將常用的圖像處理算法封裝成固定的模塊,并將各模塊系統(tǒng)集成在芯片中,用戶可直接使用相應(yīng)的功能;另一種是基于計(jì)算機(jī)的圖像處理系統(tǒng),外接相機(jī)與計(jì)算機(jī)配合使用,圖像處理功能使用“軟件平臺(tái)+工具包”的方式實(shí)現(xiàn),結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜,可多路并行處理,可自主開(kāi)發(fā)相應(yīng)算法程序以實(shí)現(xiàn)多種功能。2.1常見(jiàn)的視覺(jué)軟件介紹機(jī)器視覺(jué)軟、硬件組成

以下主要介紹常用的基于計(jì)算機(jī)的圖像處理系統(tǒng),目前常用的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)主要有以下三種:VC++、C#、LabVIEW,其各自特點(diǎn)見(jiàn)表。表2-1視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)特點(diǎn)

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件常用的工具包有HALCON、OpenCV、NIVison、Matlab、ViSionPro、CKVision等。其各自特點(diǎn)見(jiàn)表。表2-2視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件工具包特點(diǎn)

HALCON是德國(guó)MVTec公司開(kāi)發(fā)的一套完善標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器視覺(jué)算法包。它更像是一個(gè)圖像處理庫(kù),由一千多個(gè)各自獨(dú)立的函數(shù)和底層的數(shù)據(jù)管理核心構(gòu)成。常用的幾何處理和影像計(jì)算功能都包含在內(nèi),這些處理功能多種多樣并且多為非特定工作設(shè)計(jì),因此HALCON可以作為一個(gè)通用的視覺(jué)處理資源包,應(yīng)用范圍非常廣泛,醫(yī)學(xué)檢查、安防監(jiān)控、工業(yè)檢測(cè)、遙感探測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域均可使用。HALCON算子較多且操作調(diào)用簡(jiǎn)單,運(yùn)算能力較強(qiáng)、調(diào)試方便,非常適合新手學(xué)習(xí)使用。HALCON有自己的一套交互式的程序設(shè)計(jì)界面HDevelop,可使用HALCON程序代碼直接撰寫(xiě)、修改、調(diào)試、執(zhí)行程序,并可查看計(jì)算過(guò)程中的所有變量,開(kāi)發(fā)者也可以使用全局變量在HDevelop程序中同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)窗口。2.2HALCON介紹

HALCON安裝起來(lái)比較方便。從HALCON17開(kāi)始支持深度學(xué)習(xí),下面以HALCON17為例進(jìn)行安裝,其他版本的安裝過(guò)程與HALCON17相比幾乎無(wú)區(qū)別。

(1)下載從MVTec官網(wǎng)下載HALCON的軟件安裝包,包含下面兩個(gè)安裝包,如圖所示。halcon-17.12.0-windows.exe是主程序安裝包,halcon-17.12.0-windows-images-deep-learning.exe是深度學(xué)習(xí)的圖像安裝包(如果用不到可以不安裝)。2.2.1HALCON安裝HALCON的軟件安裝包

(2)軟件安裝雙擊打開(kāi)第一個(gè)程序安裝包,出現(xiàn)如圖所示的安裝界面。

HALCON的安裝比較簡(jiǎn)單,根據(jù)提示一直單擊“Next”按鈕,默認(rèn)安裝即可,只有在創(chuàng)建快捷方式時(shí)候需要操作(勾選),其中需要注意以下兩點(diǎn):安裝界面

①路徑的選擇默認(rèn)安裝路徑為C盤(pán),如果空間不足可以手動(dòng)改成其他安裝路徑,但是安裝路徑需要記住。如圖所示。安裝路徑的設(shè)置

②創(chuàng)建快捷方式出現(xiàn)完成界面后,取消“ShowReadme”復(fù)選框的勾選,勾選“CreateDesktopShortcutforHDevelop”復(fù)選框,然后單擊“Finish”按鈕完成創(chuàng)建。HALCON的安裝過(guò)程中只有此過(guò)程需要選擇創(chuàng)建快捷方式,需要注意。如圖所示。創(chuàng)建快捷方式

此時(shí)主程序已經(jīng)安裝完成。注:HALCON17以下的版本,沒(méi)有深度學(xué)習(xí)模塊。③深度學(xué)習(xí)模塊的安裝一般不需要安裝此模塊,如果有需求,可以進(jìn)行安裝。此模塊的安裝過(guò)程比較簡(jiǎn)單,直接雙擊第二個(gè)程序,根據(jù)界面提示,單擊“Next”按鈕,直至安裝完成即可。

(1)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境HDevelop

HALCON提供交互式的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境HDevelop,可在Windows、Linux、UNIX下使用,使用HDevelop可使用戶快速有效地解決圖像處理問(wèn)題。2.2.2HDevelop開(kāi)發(fā)環(huán)境集成開(kāi)發(fā)環(huán)境HDevelopHALCON的應(yīng)用

HDevelop能直接連接采集卡和相機(jī),從采集卡、相機(jī)或者文件中載入圖像,檢查圖像數(shù)據(jù),進(jìn)而開(kāi)發(fā)一個(gè)視覺(jué)檢測(cè)方案,并能測(cè)試不同算子或者參數(shù)值的計(jì)算效果,保存后的視覺(jué)檢測(cè)程序,可以導(dǎo)出以C++、C#、C、VisualBasic,或者VB.NET支持的程序,進(jìn)行混合編程。

HDevelop編程方式具有以下優(yōu)點(diǎn):①很好地支持所有HALCON算子;②方便檢查可視數(shù)據(jù);③方便選擇、調(diào)試和編輯參數(shù);④方便技術(shù)支持。

(2)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)流程

HALCON標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)流程如圖所示。HALCON標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)流程

(3)交互式并行編程環(huán)境

HALCON提供支持多CPU處理器的交互式并行編程環(huán)境ParalellDevelop,其繼承了單處理器版本HDevelop的所有特點(diǎn),在多處理器計(jì)算機(jī)上會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)(如圖像)分配給多個(gè)線程,每一個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)處理器,用戶無(wú)須改動(dòng)已有的HALCON程序,就可以立即獲得顯著的速度提升。并行HALCON不僅是線程安全的,而且可以多次調(diào)用,因此,多個(gè)線程可在同一時(shí)刻同時(shí)調(diào)用HALCON操作。此特性使得機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用軟件可以將一個(gè)任務(wù)分解,在不同的處理器上并行處理,并行HALCON可以使用戶使用最新的超級(jí)線程技術(shù)。

(1)主界面整個(gè)界面分為標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄和四個(gè)活動(dòng)界面窗口,四個(gè)活動(dòng)界面窗口分別是算子窗口、程序窗口、變量窗口和圖形窗口,如圖所示。如果窗口排列不整齊,可以依次選擇菜單欄>窗口>排列窗口,重新排列窗口。2.2.3HALCON功能介紹主界面

(2)菜單欄菜單欄包含所有HDevelop的功能命令,單擊打開(kāi)后有下拉菜單,如圖所示。菜單欄

(3)工具欄工具欄包含了一系列常用功能的快捷方式,如圖所示。工具欄

(4)狀態(tài)欄狀態(tài)欄能夠顯示程序的執(zhí)行情況,如圖所示。狀態(tài)欄

(5)打開(kāi)一個(gè)例程

HALCON提供了大量基于應(yīng)用的示例程序,下面打開(kāi)一個(gè)HALCON自帶例程,簡(jiǎn)單了解一下HALCON程序的結(jié)構(gòu)。依次單擊菜單欄>文件>瀏覽例程,打開(kāi)一個(gè)例程,如打開(kāi)ball.hdev,如圖所示。瀏覽例程打開(kāi)例程單擊工具欄中“運(yùn)行”工具圖標(biāo),運(yùn)行程序,結(jié)果如圖所示。例程運(yùn)行結(jié)果

(6)算子窗口算子窗口顯示的是算子的重要數(shù)據(jù),包含了所有的參數(shù)、各個(gè)變量的形態(tài)和參數(shù)數(shù)值,如圖所示。算子窗口這里會(huì)顯示參數(shù)的默認(rèn)值,以及可以選用的數(shù)值。每一個(gè)算子都有聯(lián)機(jī)幫助。另一個(gè)常用的是算子名稱的查詢顯示功能,在一個(gè)combo

box里,只要輸入部分字符串甚至開(kāi)頭的字母,即可顯示所有符合名稱的算子供選用,如圖所示。算子查詢

(7)程序窗口程序窗口用來(lái)顯示一個(gè)HDevelop程序。它可以顯示整個(gè)程序或是某個(gè)運(yùn)算符。窗口左側(cè)是一些控制程序執(zhí)行的指示符號(hào)。HDevelop剛啟動(dòng)時(shí),可以看到一個(gè)綠色箭頭的程序計(jì)數(shù)器(ProgramCounter,PC)和一個(gè)插入符號(hào),還可以設(shè)一個(gè)中斷點(diǎn)(BreakingPoint),窗口右側(cè)顯示程序代碼,如圖所示。程序窗口在程序編輯窗口右擊,在彈出的下拉菜單顯示程序運(yùn)行調(diào)試中的一些設(shè)置,如圖所示。如果只要執(zhí)行某一行,可以將程序計(jì)數(shù)器(PC)置于要執(zhí)行的某一行前,再在此處單擊,然后單擊HDevelop工具欄的“單步跳過(guò)函數(shù)”選項(xiàng),如果單擊“運(yùn)行”按鈕,則程序代碼都會(huì)被執(zhí)行,直到遇到一個(gè)斷點(diǎn)或是單擊“停止”按鈕將其中止。程序調(diào)試設(shè)置

(8)變量窗口變量窗口顯示了程序在執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生的各種變量,包括圖像變量和控制變量,如圖所示。變量窗口在變量上雙擊,即可顯示變量值,如圖所示。如果變量值是圖像變量,雙擊后就會(huì)顯示在圖形窗口里。變量值

(9)圖形窗口圖形窗口可用來(lái)顯示圖像化變量數(shù)據(jù),如圖所示。圖形窗口①圖形窗口可視化圖形窗口可視化的方式可以依據(jù)需要來(lái)調(diào)整,相關(guān)功能位于“可視化”菜單下,如圖所示。HDevelop可以開(kāi)啟數(shù)個(gè)圖形窗口,并且用戶可根據(jù)需要自行選用要用的窗口?？梢暬藛微趫D形窗口的3D模式單擊圖形窗口右上角“3D點(diǎn)圖模式”按鈕圖標(biāo),可以將圖形窗口變?yōu)?D模式,如圖所示。圖形窗口的3D模式③HDevelop灰度直方圖依次單擊菜單欄>可視化菜單>灰度直方圖,打開(kāi)“灰度直方圖”功能窗口,進(jìn)行設(shè)置,如圖所示。“灰度直方圖”功能窗口④HDevelop特征直方圖依次單擊菜單欄>可視化菜單>特征直方圖,打開(kāi)“特征直方圖”功能窗口,進(jìn)行設(shè)置和編輯,并可根據(jù)編輯的直觀結(jié)果,插入程序代碼。如圖所示。“特征直方圖”功能窗口

(10)執(zhí)行菜單執(zhí)行菜單用于程序調(diào)試時(shí)的設(shè)置及運(yùn)行,如圖所示。執(zhí)行菜單

工業(yè)相機(jī)主要由光電傳感器件和轉(zhuǎn)換電路組成。相機(jī)是采集圖像的工具,視覺(jué)項(xiàng)目的第一步便是圖像輸入,圖像輸入離不開(kāi)相機(jī)。相機(jī)是一種能夠?qū)D片轉(zhuǎn)換成數(shù)字、模擬信號(hào)的工具。工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的組成如圖所示。2.3工業(yè)相機(jī)工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的組成

對(duì)于工業(yè)相機(jī)而言,相機(jī)的像元尺寸是個(gè)重要概念,像元尺寸就是每個(gè)像素的實(shí)際物理尺寸,平時(shí)說(shuō)的分辨率,就是相機(jī)光電傳感器的像素?cái)?shù)。例如,720×576表示CMOS或者CCD上的圖像寬度為720個(gè)像素,高度為576個(gè)像素。在選擇相機(jī)時(shí),首先考慮的便是分辨率,一般有30萬(wàn)像素、500萬(wàn)像素等,分辨率越高圖像越清晰。其次便是感光器的尺寸,經(jīng)?？吹?/4、1/3、1/2、2/3等數(shù)字,這些數(shù)字表示成像靶面的對(duì)角線尺寸,單位是英寸,也就是CCD或者CMOS的對(duì)角線尺寸。

(1)感光器的尺寸:

1/4inch,3.2mm×2.4mm

1/3inch,4.8mm×3.6mm

1/2inch,6.4mm×4.8mm

2/3inch,8.8mm×6.6mm

1inch,12.8mm×9.6mm

(2)曝光時(shí)間:也是快門(mén)時(shí)間,相機(jī)采集一幅圖像的時(shí)間。一般能達(dá)到幾萬(wàn)分之一秒。

(3)光圈:調(diào)整照射到感光器上光亮的多少。在攝像機(jī)參數(shù)中調(diào)整光圈就是調(diào)整光亮?xí)r間。

(4)幀率:每秒攝像機(jī)最多能采集的圖像數(shù)目。一般圖像越大幀率越小。

(5)分辨率:圖像的大小。2.3.1工業(yè)相機(jī)的主要參數(shù)

(1)芯片類型:分為CCD(電荷耦合裝置)和CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)兩種。

(2)傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)兩種。線陣相機(jī)是將多個(gè)感光器排成一條線,形成線陣列。面陣相機(jī)是將感光器排列成一個(gè)面陣列。如圖所示。2.3.2相機(jī)的種類(a)線陣相機(jī)(b)面陣相機(jī)線陣相機(jī)和面陣相機(jī)

(3)掃描方式:分為隔行掃描和逐行掃描兩種。隔行掃描是指相機(jī)先獲取圖像的奇數(shù)行,0.01~0.02s后再獲取偶數(shù)行。然后把奇、偶行合并成一副圖像。逐行掃描是指每行依次掃描獲取圖像。

(4)輸出方式:分為模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)兩種。模擬相機(jī)所輸出的信號(hào)形式為標(biāo)準(zhǔn)的模擬量視頻信號(hào),需要配專用的圖像采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào),以便后期計(jì)算機(jī)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行處理與應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)是通用性好,成本低;缺點(diǎn)是分辨率較低,采集速度慢,且在圖像傳輸過(guò)程中容易受到噪聲干擾。數(shù)字相機(jī)的視頻輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào),相機(jī)內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換電路,直接將模擬量的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。其具有圖像傳輸抗干擾能力強(qiáng)、視頻信號(hào)格式多樣、分辨率高、視頻輸出接口豐富等特點(diǎn)。

(5)輸出色彩:分為黑白相機(jī)和彩色相機(jī)兩種。

(6)輸出信號(hào)的速度:分為普通速度相機(jī)和高速相機(jī)兩種。

(1)GIGE千兆網(wǎng)接口①千兆網(wǎng)協(xié)議穩(wěn)定。②千兆網(wǎng)接口的工業(yè)相機(jī),是近幾年市場(chǎng)應(yīng)用的重點(diǎn)。使用方便,連接到千兆網(wǎng)卡上,即能正常工作。③需要注意一些特殊的細(xì)節(jié),如早期的NI軟件,可能對(duì)千兆網(wǎng)卡的芯片有特殊要求,需要使用INTEL的芯片才可以正常驅(qū)動(dòng)GIGE相機(jī),而使用別的芯片網(wǎng)卡(如Realtek),就無(wú)法響應(yīng)。隨著技術(shù)的不斷革新發(fā)展,維視圖像(Microvision)的MV-EM/E系列千兆網(wǎng)工業(yè)相機(jī)無(wú)論是什么芯片網(wǎng)卡,都能穩(wěn)定地正常使用,不會(huì)有任何問(wèn)題。④在千兆網(wǎng)卡的屬性中,也有與1394接口中的PacketSize類似的巨幀。設(shè)置好此參數(shù),可以達(dá)到更理想的效果。⑤傳輸距離遠(yuǎn),可傳輸距離為100m。⑥可多臺(tái)同時(shí)使用,CPU占用率小。2.3.3相機(jī)的接口

(2)USB2.0接口①USB2.0接口的工業(yè)相機(jī)是最早應(yīng)用的數(shù)字接口之一,其開(kāi)發(fā)周期短,成本低廉,是目前最為普通的類型。維視圖像(Microvision)于2003年推出的MV-1300系列是國(guó)內(nèi)最早研發(fā)的USB接口工業(yè)相機(jī),已面向市場(chǎng)發(fā)行十幾年,反響良好。②所有計(jì)算機(jī)都配置有USB2.0接口,方便連接,不需要采集卡。其缺點(diǎn)是傳輸速率較慢,理論速度只有480Mbit(60MB)。③傳輸速率低,BOT(Bulk-OnlyTransport)協(xié)議與編碼方式,傳輸數(shù)率只有30MB/s左右。④在傳輸過(guò)程中CPU參與管理,占用及消耗資源較大。⑤USB2.0接口不穩(wěn)定,相機(jī)通常沒(méi)有緊固螺釘,因此在經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的設(shè)備上,可能會(huì)有松動(dòng)的危險(xiǎn)。⑥傳輸距離近,信號(hào)容易衰減。

(3)USB3.0接口①USB3.0接口的設(shè)計(jì)在USB2.0接口的基礎(chǔ)上新增了兩組數(shù)據(jù)總線,為了保證向下兼容,USB3.0接口保留了USB2.0接口的一組傳輸總線。②在傳輸協(xié)議方面,USB3.0接口除了支持傳統(tǒng)的BOT協(xié)議,還新增了USB

AttachedSCSIProtocol(USAP),可以完全發(fā)揮出5Gbit/s的高速帶寬優(yōu)勢(shì)。③由于總線標(biāo)準(zhǔn)是近幾年才發(fā)布,因此協(xié)議的穩(wěn)定性同樣讓人擔(dān)心。④傳輸距離問(wèn)題,依然沒(méi)有得到解決。⑤目前雖然市面上還沒(méi)有太多的USB3.0接口相機(jī)出現(xiàn),不過(guò)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的工業(yè)相機(jī)廠商都在積極推進(jìn),而且有些廠商已經(jīng)有相關(guān)的樣機(jī)出現(xiàn),維視圖像(Microvision)已經(jīng)研發(fā)并推出MV-VDM系列USB3.0接口工業(yè)相機(jī)。

(4)CameraLink接口①需要單獨(dú)的CameraLink接口,不便攜,成本過(guò)高。②CameraLink接口的相機(jī),在實(shí)際應(yīng)用中比較少。③傳輸速度是目前的工業(yè)相機(jī)中較快的一種總線類型。一般用于高分辨率、高速面陣相機(jī),或者是線陣相機(jī)上。④傳輸距離近。

(1)黑白/彩色同樣分辨率的相機(jī),黑白的精度比彩色高,尤其是在看圖像邊緣的時(shí)候,黑白的效果更好。特別是做圖像處理時(shí),黑白工業(yè)相機(jī)得到的是灰度信息,可直接進(jìn)行處理。要想得到與現(xiàn)實(shí)吻合度高的色彩,需要進(jìn)行后期處理,比如監(jiān)控相機(jī)。

(2)面陣相機(jī)/線陣相機(jī)對(duì)于要求檢測(cè)精度較高,運(yùn)動(dòng)速度較快,面陣相機(jī)的分辨率和幀率達(dá)不到的情況下,線陣相機(jī)是必然的選擇。

(3)分辨率計(jì)算可以根據(jù)目標(biāo)的要求精度及視野范圍,反推出相機(jī)的像素精度。相機(jī)單方向分辨率=單方向視野范圍÷理論精度。2.3.4相機(jī)的選型

(4)像素深度像素深度是指每位像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù),常見(jiàn)的有8bit,10bit,12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對(duì)于像素深度為8bit的500萬(wàn)像素,則整張圖片應(yīng)該有500萬(wàn)×8/1024/1024=38M(1024Byte=1KB,1024KB=1M)。增加像素深度可以增強(qiáng)測(cè)量的精度,但同時(shí)也降低了系統(tǒng)的速度,并且提高了系統(tǒng)集成的難度(線纜增加,尺寸變大等)。

(5)高速運(yùn)動(dòng)抓拍要求經(jīng)常會(huì)有項(xiàng)目需要抓拍高速運(yùn)動(dòng)物體,而普通工業(yè)相機(jī)拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)拉毛、模糊、變形等影響圖像質(zhì)量的問(wèn)題,在拍攝圖像時(shí),圖像模糊現(xiàn)象的出現(xiàn)取決于曝光時(shí)間的長(zhǎng)短與物體的運(yùn)動(dòng)速度。如果曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng),物體運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快則會(huì)出現(xiàn)圖像模糊。

拍攝物體為運(yùn)動(dòng)物體應(yīng)選擇全局快門(mén)(GlobalShutter)的工業(yè)相機(jī),且需要選擇幀率大于運(yùn)動(dòng)速度的工業(yè)相機(jī)。①曝光時(shí)間要滿足物體運(yùn)動(dòng)速度Vp×曝光時(shí)間Ts<允許最長(zhǎng)拖影S。當(dāng)拍攝運(yùn)動(dòng)速度比較快的物體時(shí),為了防止出現(xiàn)長(zhǎng)的拖影就需要極短的曝光時(shí)間,這時(shí)可選用感光比較好的工業(yè)相機(jī)。②幀率指標(biāo)幀率即相機(jī)每秒鐘可以捕捉的圖像數(shù)量,一般決定于圖像大小、曝光時(shí)間等,是相機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)。相機(jī)幀率必須保證能夠拍攝到系統(tǒng)要求時(shí)間間隔最短的兩張圖片,處理圖像的時(shí)間一定要快,一定要在相機(jī)的曝光和傳輸?shù)臅r(shí)間內(nèi)完成,否則就有可能造成丟幀等現(xiàn)象,進(jìn)而漏檢某些產(chǎn)品。

接口是鏡頭與相機(jī)的機(jī)械連接方式。鏡頭的接口應(yīng)與相機(jī)的物理接口相匹配。例如相機(jī)是F接口,鏡頭也應(yīng)該選擇F接口。2.4鏡頭2.4.1接口

最大靶面尺寸也稱芯片尺寸。鏡頭使用的芯片尺寸應(yīng)與相機(jī)的傳感器靶面尺寸相匹配,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是鏡頭投射的圖像面積應(yīng)不小于相機(jī)的芯片尺寸,這樣通過(guò)鏡頭捕捉到的圖像就能夠剛好覆蓋相機(jī)傳感器的區(qū)域。鏡頭的供應(yīng)廠商一般會(huì)提供與其匹配的芯片尺寸。2.4.2最大靶面尺寸

物距是目標(biāo)對(duì)象與相機(jī)的距離。焦距表示相機(jī)到焦點(diǎn)的距離,鏡頭的焦距分為固定的和可變的兩種。如果物距很大,可以選擇焦距比較長(zhǎng)的鏡頭,這樣更清晰,但是視場(chǎng)范圍會(huì)變小。因此,可以根據(jù)物距和視場(chǎng)范圍來(lái)確定焦距。當(dāng)視覺(jué)項(xiàng)目中的設(shè)備需要固定時(shí),應(yīng)盡可能選擇定焦鏡頭,成像會(huì)比較穩(wěn)定。焦距(f):鏡頭到焦點(diǎn)之間的距離,常見(jiàn)的工業(yè)鏡頭焦距有5mm、8mm、12mm、25mm、35mm、50mm、75mm等,其計(jì)算公式為2.4.3物距與焦距

光圈的值關(guān)系光線進(jìn)入相機(jī)的量。光圈越大,進(jìn)入相機(jī)的光線越多。對(duì)于光線暗的場(chǎng)合,可選用大一點(diǎn)的光圈。其中光圈系數(shù)(相對(duì)孔徑)為2.4.4光圈

計(jì)算出的數(shù)值的倒數(shù)就是光圈系數(shù),常用的光圈系數(shù)為1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等。

鏡頭的分辨率越高,成像越清楚。分辨率的選擇,關(guān)鍵看對(duì)圖像細(xì)節(jié)的要求。同時(shí),鏡頭的分辨率應(yīng)當(dāng)不小于相機(jī)的分辨率。2.4.5分辨率與成像質(zhì)量

鏡頭倍率即放大倍數(shù),這個(gè)值與被測(cè)物體的工作距離有關(guān),要根據(jù)放大需求決定。選擇鏡頭可以參考以下步驟:

(1)確定相機(jī)連接鏡頭的接口類型,如C接口或F接口等,這個(gè)決定了鏡頭的接口。

(2)確定鏡頭的最大靶面尺寸與相機(jī)相匹配。

(3)確定焦距。首先測(cè)量工作距離和目標(biāo)物體的大小,得到圖像的寬和高;然后確定相機(jī)的安裝位置,從相機(jī)的拍攝角度推測(cè)視角;最后根據(jù)二者的幾何關(guān)系計(jì)算相機(jī)的焦距。如圖所示。2.4.6鏡頭倍率與視場(chǎng)范圍(a)定焦鏡頭(b)廣角鏡頭(c)顯微鏡頭(d)遠(yuǎn)心鏡頭不同類型的鏡頭

視場(chǎng)(FOV)是指鏡頭實(shí)際拍攝到的區(qū)域的范圍,如圖所示。其計(jì)算公式為視場(chǎng)(FOV)

按鏡頭接口分類:C接口、CS接口、F接口等。按焦距類型分類:定焦鏡頭和可變焦距鏡頭。按焦距、視場(chǎng)角大小分類:標(biāo)準(zhǔn)鏡頭長(zhǎng)、焦距鏡頭、廣角鏡頭、魚(yú)眼鏡頭、微距鏡頭。按光圈分類:固定光圈式、手動(dòng)光圈式、自動(dòng)光圈式等。按鏡頭伸縮調(diào)整方式分類:電動(dòng)伸縮鏡頭、手動(dòng)伸縮鏡頭等。2.4.7鏡頭的分類

遠(yuǎn)心鏡頭(Telecentric)主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而設(shè)計(jì)的。它可以在一定的物距范圍內(nèi),使得到的圖像放大倍率不會(huì)變化。如圖所示。2.4.8遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭

遠(yuǎn)心鏡頭根據(jù)原理可分為以下幾種:

物方遠(yuǎn)心光路:將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上,物方主光線平行于光軸主光線的會(huì)聚中心,位于物方無(wú)限遠(yuǎn)。其作用為可以消除物方調(diào)焦不準(zhǔn)確帶來(lái)的讀數(shù)誤差。

像方遠(yuǎn)心光路:將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的物方焦平面上,像方主光線平行于光軸主光線的會(huì)聚中心,位于像方無(wú)限遠(yuǎn)。其作用為可以消除像方調(diào)焦不準(zhǔn)引入的測(cè)量誤差。

兩側(cè)遠(yuǎn)心光路:綜合了物方/像方遠(yuǎn)心的雙重作用,主要用于視覺(jué)測(cè)量檢測(cè)領(lǐng)域。

光源所需要考慮的是打光的方式、光源的亮度和光源的色度這三個(gè)方面。其中最重要的便是打光的方式。2.5光源

環(huán)光源選型要領(lǐng):

①了解光源的安裝距離,過(guò)濾掉某些角度光源。(例如要求光源的安裝尺寸高,就可以過(guò)濾掉大角度光源,選擇用小角度光源,同樣,安裝高度越高,要求光源的直徑越大)

②目標(biāo)面積小,且主要特性集中在表面中間時(shí),可選擇小尺寸0°或小角度光源。③目標(biāo)需要表現(xiàn)的特征如果在邊緣,可選擇90°環(huán)光源,或大尺寸高角度環(huán)光源。2.5.1環(huán)光源④檢測(cè)表面劃傷,可選擇90°環(huán)光源,盡量選擇波長(zhǎng)短的光源。如圖(a)所示。(a)環(huán)光源(b)條光源(c)背光源(d)同軸光源光源類型

(1)條光源選型要領(lǐng)①條光照射寬度最好大于檢測(cè)的距離,否則可能會(huì)使照射距離過(guò)遠(yuǎn)而造成亮度差,或者是照射距離過(guò)近而輻射面積不夠。②條光長(zhǎng)度能夠照明所需要打亮的位置即可,無(wú)須太長(zhǎng),否則會(huì)造成安裝不便,同時(shí)也增加成本。一般情況下,光源的安裝高度會(huì)影響所選用條光的長(zhǎng)度,高度越高,光源長(zhǎng)度要求越長(zhǎng),否則圖像兩側(cè)亮度會(huì)比中間暗。③如果照明目標(biāo)是高反光物體,最好加上漫射板。如果照明目標(biāo)是黑色等暗色不反光產(chǎn)品,也可以拆掉漫射板以提高亮度。2.5.2條光源

(2)條形組合光選型要領(lǐng)①條形組合光在選擇時(shí),不一定要按照資料上的型號(hào)來(lái)選型,因?yàn)楸粶y(cè)的目標(biāo)形狀、大小各不一樣,所以可以按照目標(biāo)尺寸來(lái)選擇不同的條形光源進(jìn)行組合。②組合光在選擇時(shí),一定要考慮光源的安裝高度,再根據(jù)四邊被測(cè)特征點(diǎn)的長(zhǎng)度、寬度選擇相對(duì)應(yīng)的條形光進(jìn)行組合。如圖(b)所示。(a)環(huán)光源(b)條光源(c)背光源(d)同軸光源光源類型

背光源/平行背光源選型要領(lǐng):

①選擇背光源時(shí),應(yīng)根據(jù)物體的大小選擇合適大小的背光源,以免增加成本造成浪費(fèi)。②背光源四周由于外殼遮擋,導(dǎo)致其亮度會(huì)低于中間部位,因此,選擇背光源時(shí),應(yīng)盡量使目標(biāo)不位于背光源邊緣。③在檢測(cè)輪廓時(shí),可以盡量使用波長(zhǎng)短的光源,波長(zhǎng)短的光源其衍射性弱,圖像邊緣不容易產(chǎn)生重影,對(duì)比度更高。④背光源與目標(biāo)之間的距離可以通過(guò)調(diào)整來(lái)達(dá)到最佳的效果,并非離得越近效果越好,也并非離得越遠(yuǎn)效果越好。⑤檢測(cè)液位時(shí)可以將背光源側(cè)立使用。⑥圓軸類的產(chǎn)品,螺旋狀的產(chǎn)品應(yīng)盡量使用平行背光源。如圖(c)所示。2.5.3背光源/平行背光源

同軸光源選型要領(lǐng):

①選擇同軸光時(shí)主要看其發(fā)光面積,根據(jù)目標(biāo)的大小來(lái)選擇合適發(fā)光面積的同軸光。②同軸光的發(fā)光面積最好比目標(biāo)尺寸大1.5~2.0倍。同軸光的光路設(shè)計(jì)是使光路通過(guò)一片45°半反、半透鏡改變,光源靠近燈板的位置會(huì)比遠(yuǎn)離燈板的位置亮度高,因此,應(yīng)盡量選擇大一點(diǎn)的發(fā)光面以避免光線不均勻。③同軸光在安裝時(shí)應(yīng)盡量不要離目標(biāo)太遠(yuǎn),越遠(yuǎn)則要求選用的同軸光越大,這樣才能保證均勻性。如圖(d)所示。2.5.4同軸光源

平行同軸光源選型要領(lǐng):

①平行同軸光源的光路設(shè)計(jì)獨(dú)特,主要適用于檢測(cè)各種劃痕。②平行同軸光源與同軸光源表現(xiàn)的特點(diǎn)不一樣,不可替代同軸光源使用。③平行同軸光源檢測(cè)劃傷之類的產(chǎn)品的,盡量不要選擇波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光源。2.5.5平行同軸光源

圖像采集卡(ImageCaptureCard)又稱圖像捕捉卡,是一種可以獲取數(shù)字化圖像信息,以數(shù)據(jù)文件的形式保存在硬盤(pán)上,它通常是一張插在計(jì)算機(jī)上的卡。圖像采集卡的作用是將攝像頭與計(jì)算機(jī)連接起來(lái),從攝像頭中獲得數(shù)據(jù)(模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)),然后轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能處理的信息。如圖所示。2.6圖像采集卡圖像采集卡

隨著我國(guó)自動(dòng)化發(fā)展程度地不斷提高,采用機(jī)器人替代傳統(tǒng)的人力進(jìn)行分揀已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)有的一些生產(chǎn)機(jī)器人由于硬件裝置結(jié)構(gòu)多樣性,在機(jī)器人夾取物料后,通過(guò)機(jī)器臂轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)物料進(jìn)行分料的過(guò)程中,物料會(huì)受到離心力的作用,機(jī)械臂無(wú)法很好地對(duì)物料進(jìn)行夾取,導(dǎo)致物料掉落,進(jìn)而對(duì)物料造成損壞。為解決上述問(wèn)題,本案例提供一種具有較好夾取效果的機(jī)器人視覺(jué)分揀裝置,該案例已授權(quán)實(shí)用新型專利。硬件系統(tǒng)如下圖所示。2.7案例應(yīng)用:一種機(jī)器人視覺(jué)分揀裝置一種機(jī)器人視覺(jué)分揀裝置分揀機(jī)構(gòu)第二支撐桿結(jié)構(gòu)A處的結(jié)構(gòu)放大示意圖托塊的結(jié)構(gòu)機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)及案例應(yīng)用第三章圖像采集

圖像采集是機(jī)器視覺(jué)的輸入項(xiàng),也是圖像處理的基礎(chǔ)。圖像采集的速度和質(zhì)量會(huì)直接影響后續(xù)圖像處理的效率。本章主要介紹基于HALCON軟件的圖像采集方法,包括HALCON圖像的基本結(jié)構(gòu)、在線采集圖像、離線獲取非實(shí)時(shí)圖像、圖像采集及其處理的實(shí)例。本章的重點(diǎn)內(nèi)容包括離線獲取非實(shí)時(shí)圖像和在線采集圖像兩個(gè)部分,在這兩個(gè)部分中,離線獲取非實(shí)時(shí)圖像包括讀取圖像文件和讀取一組圖像兩個(gè)部分;在線采集圖像包括連接圖像采集接口、抓取圖像和關(guān)閉圖像采集接口三個(gè)部分。

1.Image

Image是HALCON的圖像類型,由矩陣數(shù)據(jù)組成,矩陣中的每一個(gè)值均表示一個(gè)像素,同時(shí)在Image中還包含有單通道或者多通道的顏色信息。

(1)定義域:每張圖像都有其定義域(Domain),代表圖像中要處理的像素范圍,類似于ROI。

(2)像素值:像素值可以為整型和浮點(diǎn)型。

(3)通道:單通道的是灰度圖像;三通道的是彩色圖像。

(4)坐標(biāo)系統(tǒng):以左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。坐標(biāo)值的范圍從(0,0)到(height-1,width-1)。每一個(gè)像素點(diǎn)的中心坐標(biāo)為(0,0),因此第一個(gè)像素點(diǎn)的范圍是從(-0.5,-0.5)到(0.5,0.5)。3.1HALCON圖像的基本結(jié)構(gòu)

2.Region以行、列坐標(biāo)形式儲(chǔ)存,有廣泛的應(yīng)用,特點(diǎn)是高效,可利用同態(tài)算子。例如用閾值對(duì)圖像分割的結(jié)果,在其他系統(tǒng)中稱為BOLB、AREA等。Region屬于圖像數(shù)據(jù)。Region是一堆像元的集合,但是它們的坐標(biāo)范圍不受影像大小的限制。Region中的像元不一定要相連,也就是說(shuō)任意形狀的像元集合都可成為一個(gè)Region,如果要讓相連接的像元成為一個(gè)Region,只要利用運(yùn)算子Connection即可。Region內(nèi)的像元坐標(biāo)范圍不受限于某張影像,Region可大于影像范圍,例如進(jìn)行Region擴(kuò)張運(yùn)算時(shí)就有可能會(huì)超過(guò)影像范圍。至于要不要將尺寸限制在影像大小范圍內(nèi),可通過(guò)運(yùn)算子set_system配合參數(shù)clipregion來(lái)設(shè)定。Region是由RunLengthEncoding數(shù)據(jù)組成的,內(nèi)存使用量極低,卻有很好的傳輸速度和效率。由于Region不是以一般軟件的LabelImages來(lái)控制,因此可以互相重迭,一般的軟件無(wú)法做到這一點(diǎn),例如擴(kuò)張運(yùn)算的結(jié)果。至于程序中允許的Region數(shù)目,并無(wú)特殊限制。

3.XLD

XLD是ExtendedLineDescription的縮寫(xiě),包含了所有等值線和多邊型的數(shù)據(jù)。圖像均用像素點(diǎn)保存,而像素點(diǎn)是整型的、不連續(xù)的。HALCON對(duì)其做了拓展,定義了亞像素(Subpixel)描述幾何輪廓的對(duì)象———XLD。XLD主要用在亞像素測(cè)量的背景下,提取邊緣、構(gòu)建輪廓等;XLD在模板匹配、圖形校準(zhǔn)等方面都有重要的用途。像edges_sub_pix之類的次像元精度運(yùn)算子產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即屬于XLD。一條2D等值線是一連串坐標(biāo)點(diǎn)的串行,相鄰兩點(diǎn)間以直線相連。一般來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的距離大約是1像素。XLD對(duì)象中除了點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù),還包含了全域或區(qū)域?qū)傩?例如edge方向,或是分割時(shí)的Regression參數(shù)等。除了取出XLD數(shù)據(jù),還能做進(jìn)一步的應(yīng)用,例如選擇具有特定特征的曲線,或是把曲線分割成直線段、圓弧、多邊形、平行線等。

4.Tuple

Tuple就像一個(gè)數(shù)組,其中的數(shù)據(jù)型態(tài)可為整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)或字符串。一個(gè)Tuple型態(tài)的變量可為上述三種數(shù)據(jù)型態(tài)之一,也可以是三種數(shù)據(jù)型態(tài)的混合。當(dāng)我們計(jì)算一個(gè)Region的某些特征時(shí),會(huì)傳回一個(gè)結(jié)果,如果計(jì)算的是一群Region,會(huì)傳回一個(gè)Tuple,這個(gè)Tuple含有每個(gè)Region的特征計(jì)算結(jié)果。

5.Handle

Handle用于管理一組復(fù)合的數(shù)據(jù),例如shape-basedmatching中的models。為了程序設(shè)計(jì)的方便性以及數(shù)據(jù)安全與效率,這類數(shù)據(jù)只透過(guò)一個(gè)Handle讓使用者操控。每個(gè)Handle都有唯一的整數(shù)數(shù)值,由系統(tǒng)底層自行產(chǎn)生,例如圖形窗口、檔案、Sockets、取像設(shè)備、OCR、OCV、measuring、matching等。在HALCON中圖像在線采集步驟主要分為以下三步:

(1)開(kāi)啟圖像采集接口:連接相機(jī)并返回一個(gè)圖像采集句柄。

(2)讀取圖像:設(shè)置采集參數(shù)并讀取圖像。

(3)關(guān)閉圖像采集接口:在圖像采集結(jié)束后斷開(kāi)與圖像采集設(shè)備的連接,釋放資源。

HALCON圖像在線采集步驟如圖所示。3.2圖像在線采集3.2.1HALCON的圖像在線采集步驟HALCON的圖像采集步驟

單擊菜單欄中的“助手”→“打開(kāi)新的ImageAcquisition”選項(xiàng),如圖所示。3.2.2HALCON實(shí)時(shí)采集圖像HALCON“助手”下拉菜單在圖像采集助手窗口中的“資源”選項(xiàng)卡中,選擇“圖像獲取接口”,單擊“自動(dòng)檢測(cè)接口”選項(xiàng),如圖所示。HALCON圖像采集助手窗口1然后單擊“連接”選項(xiàng)卡,設(shè)置如圖所示,單擊“采集”按鈕,就獲得一張實(shí)時(shí)的采集圖像,如圖所示。開(kāi)啟HALCON實(shí)時(shí)采集圖像然后單擊“連接”選項(xiàng)卡,設(shè)置如圖所示,單擊“采集”按鈕,就獲得一張實(shí)時(shí)的采集圖像,如圖所示。HALCON實(shí)時(shí)采集的圖像

參考程序:

*開(kāi)啟圖像采集接口

open_framegrabber('DirectShow',1,1,0,0,0,0,'default',8,'rgb',-1,'false','default','[0]USB2.0VGAUVCWebCam',0,-1,AcqHandle)

*循環(huán)采集

while(true)

*用同步采集的方式獲取圖像

grab_image(Image,AcqHandle)

endwhile

*關(guān)閉圖像采集接口

close_framegrabber(AcqHandle)

*使用close_framegrabber算子斷開(kāi)接口與圖像采集設(shè)備的連接

HALCON算子的基本結(jié)構(gòu)為算子(圖像輸入、圖像輸出、控制輸入、控制輸出)。

HALCON算子中的四種參數(shù)被三個(gè)冒號(hào)依次隔開(kāi),分別為圖像輸入?yún)?shù)、圖像輸出參數(shù)、控制輸入?yún)?shù)、控制輸出參數(shù)。一個(gè)算子中這四種參數(shù)可能不會(huì)同時(shí)都存在,但是參數(shù)的次序是不會(huì)變的。HALCON中的輸入?yún)?shù)不會(huì)被算子更改,只會(huì)被算子使用,算子只能更改輸出參數(shù)。對(duì)于獲取非實(shí)時(shí)圖像來(lái)說(shuō),就是從指定路徑去讀取圖片或序列,所需用到的關(guān)鍵算子為read_image(Image,FileName)。相關(guān)參數(shù)含義如下:

Image(輸出參數(shù)):存放讀入的圖像的量。

FileName(輸入?yún)?shù)):讀入圖片的絕對(duì)路徑。3.3離線獲取非實(shí)時(shí)圖像3.3.1讀取圖像文件

1.讀取單張圖像對(duì)于讀取單張圖像而言,需用到read_image算子。打開(kāi)HALCON軟件,在“算子窗口”中輸入算子或函數(shù),然后按“回車(chē)”鍵,就可在“FileName”文件夾里面找到自己所需要的圖像,單擊“確定”按鈕即可。如圖所示。HALCON算子窗口

2.讀取一組圖像需要對(duì)圖像文件的保存名稱有一定的規(guī)則要求,一般按以