FANUC 工業(yè)機(jī)器人視覺應(yīng)用技術(shù) 課件 ch04 視覺處理程序

視覺處理程序高等職業(yè)教育精品工程系列第四章01補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用14.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系01所謂的補(bǔ)正用坐標(biāo)系，是用于計(jì)算補(bǔ)正量的坐標(biāo)系。在建立相機(jī)的圖像坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)的數(shù)學(xué)關(guān)系后，如果要進(jìn)行圖像坐標(biāo)與機(jī)器人坐標(biāo)的位置補(bǔ)正或者機(jī)器人抓取偏差的補(bǔ)正時(shí)，需要進(jìn)行補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置，一般采取點(diǎn)陣板坐標(biāo)系設(shè)置功能進(jìn)行補(bǔ)正用坐標(biāo)系的自動(dòng)設(shè)定。4.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用1在機(jī)器人示教器面板上執(zhí)行：MENU(菜單)一RVision一“示教和試驗(yàn)”命令，打開[2-DSingle-ViewVisionProcess](1臺相機(jī)的二維補(bǔ)正)的編輯界面。補(bǔ)正用坐標(biāo)系可以用點(diǎn)陣板坐標(biāo)系設(shè)置功能進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定。補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置分為位置補(bǔ)正和抓取偏差補(bǔ)正。不論是位置補(bǔ)正還是抓取偏差補(bǔ)正，補(bǔ)正用坐標(biāo)系的X平面必須與工件的移動(dòng)平面平行，并且與相機(jī)光軸垂直。補(bǔ)正用坐標(biāo)系的進(jìn)入方法02補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置方法034.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置2位置補(bǔ)正就是用相機(jī)觀察放置在工作臺等上的工件，測量工件偏離多少而被放置，以能夠正確對偏離放置的工件進(jìn)行作業(yè)(如抬起)的方式補(bǔ)正機(jī)器人的動(dòng)作。機(jī)器人抓取工件前，確定機(jī)器人坐標(biāo)與相機(jī)的圖像坐標(biāo)位置關(guān)系時(shí)需要選擇位置補(bǔ)正。進(jìn)行位置補(bǔ)正時(shí)，補(bǔ)正用坐標(biāo)系設(shè)定為用戶坐標(biāo)系。位置補(bǔ)正設(shè)置014.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置2選擇位置補(bǔ)正模式后，在補(bǔ)正用坐標(biāo)系界面設(shè)置相關(guān)參數(shù)。位置補(bǔ)正設(shè)置014.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置2抓取偏差補(bǔ)正就是利用相機(jī)觀察在機(jī)器人偏離的狀態(tài)下抓取的工件，測量偏離多少而被抓取，以能夠正確對偏離抓取的工件進(jìn)行作業(yè)(如放置)的方式補(bǔ)正機(jī)器人的動(dòng)作。機(jī)器人抓取工件后，需要確定機(jī)器人坐標(biāo)與工件坐標(biāo)的關(guān)系時(shí)選擇抓取偏差補(bǔ)正。進(jìn)行抓取偏差補(bǔ)正時(shí)，補(bǔ)正用坐標(biāo)系設(shè)為工具坐標(biāo)系。抓取偏差補(bǔ)正設(shè)置024.1補(bǔ)正用坐標(biāo)系的作用及設(shè)置補(bǔ)正用坐標(biāo)系的設(shè)置2選擇抓取偏差補(bǔ)正模式后，在補(bǔ)正用坐標(biāo)系界面設(shè)置相關(guān)參數(shù)。抓取偏差補(bǔ)正設(shè)置02022D單視圖視覺處理程序創(chuàng)建視覺處理程序14.22D單視圖視覺處理程序(1)在“示教和試驗(yàn)”界面中，點(diǎn)擊“視覺類型”按鈕，選擇“視覺處理程序”選項(xiàng)。創(chuàng)建視覺處理程序14.22D單視圖視覺處理程序(2)點(diǎn)擊“新建”(CREATE)按鈕，進(jìn)入“創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)”界面。在“類型”下拉列表中，選擇“2-DSingle-ViewVisionProcess”(2D單視圖視覺處理)選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入新建的視覺處理程序名稱，點(diǎn)擊“確定”按鈕。創(chuàng)建視覺處理程序14.22D單視圖視覺處理程序(3)新建程序名稱，雙擊視覺處理程序名稱進(jìn)入程序設(shè)置界面，在程序設(shè)置界面設(shè)置相關(guān)參數(shù)。創(chuàng)建視覺處理程序14.22D單視圖視覺處理程序(4)設(shè)置相關(guān)參數(shù)。在程序設(shè)置畫面中，正確設(shè)置相關(guān)參數(shù)。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序圖像采集單元相當(dāng)于普通意義上的CCD/CMOS相機(jī)和圖像采集卡，它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為模擬/數(shù)字圖像，并輸出至圖像處理單元。圖像處理單元類似于圖像采集/處理卡，它可以對圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲，并在圖像處理軟件的支持下進(jìn)行圖像處理。在iRVision軟件中配備了圖形配備工具(GPMLocatorTool)。圖形配備工具是iRVision的核心圖形處理工具，是從相機(jī)拍攝的圖像中檢測與預(yù)先示教好的模型圖形相同的圖形，并輸出該圖形位置的檢測工具采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序在視覺程序的編輯界面的樹狀視圖中選擇“圖形配備工具”圖標(biāo)，點(diǎn)擊“圖像標(biāo)簽”按鈕時(shí)，顯示圖形配備工具界面。1采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序?qū)⒐ぜ胖迷谙鄼C(jī)視野中心，按F3鍵，拍攝工件的圖像。2采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序點(diǎn)擊“模型示教”按鈕，顯示模型示教界面。3采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序根據(jù)需要，可以在模型圖形中追加折線、長方形、圓形等圖形?？梢詣?chuàng)建只有圖形的模型圖形，或者在利用圖像進(jìn)行了示教的模型圖形中追加圖形。在模型圖形中追加圖形或者編輯所追加的圖形時(shí)，需點(diǎn)擊“修改圖形”按鈕，進(jìn)入修改圖形界面。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序在模型示教界面，系統(tǒng)會(huì)從位置、角度、大小三個(gè)方面評估模型的性能是否可用。其中，評估為“良”，表示圖像可以穩(wěn)定地進(jìn)行檢出；評估為“可”，表示雖然可以進(jìn)行檢出，但是不穩(wěn)定；評估為“差”，表示無法檢出。模型性能若評估為“良”或“可”可以選擇使用關(guān)注區(qū)域或者重新示教模型。模型性能若評估為“差”，請重新示教模型。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序設(shè)置模型原點(diǎn)。模型原點(diǎn)是以數(shù)值來表示已檢出的圖形位置的代表點(diǎn)。在顯示檢出結(jié)果時(shí)，檢出圖形的位置坐標(biāo)即是模型原點(diǎn)的位置，并會(huì)在該處顯示“十”字。4在模型原點(diǎn)設(shè)置界面中點(diǎn)擊“更改原點(diǎn)”按鈕，可以手動(dòng)設(shè)定模型的原點(diǎn)。若模型是對稱的，可以點(diǎn)擊“中心原點(diǎn)”按鈕，將原點(diǎn)設(shè)定在模型的旋轉(zhuǎn)中心上，完成設(shè)定后按F4鍵確定。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序編輯遮蔽區(qū)域。如果模型上有任何不需要的特征或者任何在其他工件上找不到的特征或者污點(diǎn)，可以通過使用遮蔽區(qū)域?qū)⑦@些特征或者污點(diǎn)去掉。要在模型圖形中設(shè)置遮蔽時(shí)，點(diǎn)擊“遮蔽”行的“編輯”按鈕，圖像視圖上模型圖形會(huì)被放大顯示，用藍(lán)色涂抹希望設(shè)為關(guān)注區(qū)域的部分。5在編輯遮蔽區(qū)域界面中，可以使用編輯工具，將不需要的特征涂成紅色進(jìn)行遮蔽完成后點(diǎn)擊“確定”按鈕。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序設(shè)置關(guān)注區(qū)域。當(dāng)工件的位置或者方向不能準(zhǔn)確判斷出來時(shí)，必須設(shè)置關(guān)注區(qū)域。關(guān)注區(qū)域是工件的關(guān)鍵特征，若檢測不到關(guān)注區(qū)域的特征，該工件將檢出失敗。點(diǎn)擊“關(guān)注區(qū)域”行的“編輯”按鈕，進(jìn)入關(guān)注區(qū)域界面。6在關(guān)注區(qū)域可以使用編輯工具進(jìn)行關(guān)注，將關(guān)注區(qū)域的特征涂成藍(lán)色，完成后點(diǎn)擊“確定”按鈕。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序模型ID：如果有多個(gè)模型被示教，需要給每個(gè)模型設(shè)定一個(gè)唯一的ID號，以區(qū)分被檢出的工件屬于哪個(gè)模型。調(diào)整檢出參數(shù)，進(jìn)入?yún)?shù)調(diào)整界面。7評分的闕值：檢出結(jié)果的正確度，滿分是100分。分?jǐn)?shù)大于或等于此值時(shí)，工件被成功檢出；低于此值時(shí)，檢出失敗。設(shè)置范圍為10~100，默認(rèn)值為70，此分?jǐn)?shù)設(shè)定越低，檢測結(jié)果越不準(zhǔn)確。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序?qū)Ρ榷鹊年J值：指定成為檢出對象的對比度的闖值，標(biāo)準(zhǔn)值為50。設(shè)定較小的值時(shí)會(huì)檢出看不太清楚的部分，但是處理需要耗費(fèi)一定的時(shí)間?？梢栽O(shè)定的最小值為1。錯(cuò)誤檢出污點(diǎn)等對比度較低的部分時(shí)，請嘗試增大此值。此外，將相比閩值對比度較弱的圖像特征視為不存在。在“圖像顯示模式”中選擇“圖像+圖像的特征”選項(xiàng)時(shí)，可以確認(rèn)基于現(xiàn)在的闖值抽取出的圖像特征。重疊領(lǐng)域：檢出的對象物彼此之間的重疊比率大于這里指定的比率時(shí)，只留下評分高的，刪除評分低的檢出結(jié)果。重疊比率，通過模型的長方形外框的重疊面積來判斷。失真的闕值：通過像素值指定在多大程度上允許已被示教的模型與拍入圖像的圖形的形狀的偏差(彎曲)。若指定較大的值，即使形狀的偏差較大也可以進(jìn)行檢出。但是，越是指定較大的值，錯(cuò)誤檢出的可能性也就越大。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序關(guān)注區(qū)域的閱值：不同于整個(gè)模型的評分的閱值，指只在關(guān)注區(qū)域以多大的評分進(jìn)行檢出的閾值。標(biāo)準(zhǔn)值為70分。關(guān)注區(qū)域的容許誤差：可以指定為即使關(guān)注區(qū)域的位置相對于整個(gè)模型的圖形位置有2~3個(gè)像素的偏差也容許。檢索范圍：指定進(jìn)行檢索的圖像范圍。范圍越狹小，處理速度越快。標(biāo)準(zhǔn)值為整個(gè)圖像。要變更檢索范圍，點(diǎn)擊“更改”按鈕即可。圖像上顯示長方形，按照與模型示教相同的要領(lǐng)進(jìn)行調(diào)整。忽略明暗度的變化方向：可以指定為忽略已示教模型的明暗的方向而進(jìn)行檢出。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序圖像的遮蔽范圍：以任意的形狀指定不希望在檢索范圍內(nèi)進(jìn)行處理的區(qū)域，在希望指定圓形窗口等任意形狀的檢索范圍時(shí)使用。要變更圖像的遮蔽范圍，點(diǎn)擊“編輯”按鈕即可。檢索范圍-角度：指定進(jìn)行檢索的角度的范圍。將已示教的模型的角度設(shè)為0°，檢索使模型在由最小、最大指定的范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的角度。最小、最大都可以指定土360范圍內(nèi)的值。角度范圍越狹小，處理速度越快。如果不勾選此項(xiàng)，不進(jìn)行角度的搜索只對由基準(zhǔn)指定的角度進(jìn)行搜索。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定下，角度的搜索有效，范圍為-180°~180°。采集圖像24.22D單視圖視覺處理程序檢索范圍-大?。褐付ㄟM(jìn)行檢索的大小的范圍。將已示教的模型大小設(shè)為100%，檢索只按照由最小、最大指定的比率放大/縮小模型的大小。最小、最大都可以指定25%~400%范圍內(nèi)的值。大小的范圍越狹小，處理速度越快。去掉復(fù)選框的勾選時(shí)，不進(jìn)行大小的檢索，只對由基準(zhǔn)指定的大小進(jìn)行檢索。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定下，大小的檢索無效。檢索范圍-扁平率：指定進(jìn)行檢索的扁平率的范圍。將已示教模型的扁平率設(shè)為100%，檢索使模型只按照由最小、最大指定的比率沿任意方向扁平的扁平率。最小、最大都可以指定50%~100%范圍內(nèi)的值。扁平率的范圍越狹小，處理速度越快。去掉復(fù)選框的勾選時(shí)，不進(jìn)行扁平率的檢索，只對由基準(zhǔn)指定的扁平率進(jìn)行檢索。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定下，扁平率的檢索無效。檢出試驗(yàn)34.22D單視圖視覺處理程序在圖形配備工具界面下按F4

鍵進(jìn)行檢測試驗(yàn)，確認(rèn)是否按照期望的方式動(dòng)作。在結(jié)果顯示區(qū)域，Vt、Hz中的數(shù)值是已檢出的圖形的模型原點(diǎn)的像素坐標(biāo)值，評分是已檢出圖形的評分；關(guān)注區(qū)域是僅僅從關(guān)注區(qū)域看的評分，只有在勾選了關(guān)注區(qū)域時(shí)才會(huì)顯示；對比度是已檢出圖形的對比度；失真是已檢出圖形與模型圖形的失真；角度和大小是已檢出圖形的角度和大小，只有勾選了角度和大小才會(huì)在搜索時(shí)顯示。設(shè)定基準(zhǔn)位置44.22D單視圖視覺處理程序通過設(shè)定的基準(zhǔn)位置和檢測位置的相對關(guān)系計(jì)算補(bǔ)正量。步驟一：

將設(shè)定基準(zhǔn)位置的一個(gè)工件放置在相機(jī)視野內(nèi)。步驟二：

按F3鍵拍照后，按F4鍵檢測，檢測工件。步驟三：在設(shè)定基準(zhǔn)界面點(diǎn)擊“設(shè)定”按鈕。步驟四：確認(rèn)基準(zhǔn)位置已設(shè)定完了，基準(zhǔn)位置的各個(gè)要素中已輸入了正確的值。032D多視圖視覺處理程序創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序(1)在“示教和試驗(yàn)”界面中，點(diǎn)擊“視覺類型”按鈕，選擇“視覺處理程序”選項(xiàng)。創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序(2)點(diǎn)擊“新建”

按鈕，進(jìn)入“創(chuàng)建新的視覺數(shù)據(jù)”界面。在“類型”下拉列表中，選擇“2-DMulti-ViewVisionProcess”(2D多視圖視覺處理)選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入新建的視覺處理程序名稱，點(diǎn)擊“確定”按鈕。創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序(3)新建程序名稱，雙擊視覺處理程序名稱進(jìn)入程序設(shè)置界面。創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序(4)設(shè)置相關(guān)參數(shù)。在程序設(shè)置界面中，正確設(shè)置相關(guān)參數(shù)。創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序結(jié)合誤差闕值：在工件的個(gè)體差異等導(dǎo)致測量點(diǎn)之間的距離出現(xiàn)偏差時(shí)，即使工件沒有位置偏差，在執(zhí)行基準(zhǔn)和實(shí)際測量時(shí)，各測量點(diǎn)彼此之間的位置也會(huì)產(chǎn)生結(jié)合誤差。視覺處理程序以結(jié)合誤差為最小的方式進(jìn)行補(bǔ)正，但是在計(jì)算的結(jié)合誤差大于這里指定的值時(shí)，會(huì)提示為未檢出工件。創(chuàng)建視覺處理程序14.32D多視圖視覺處理程序檢測點(diǎn)間的最短距離：這是測量點(diǎn)間允許的最短距離。測量點(diǎn)間的距離小于這里指定的距離時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警。這是在多個(gè)相機(jī)視圖中錯(cuò)誤地檢測同一部位時(shí)，用于預(yù)防對機(jī)器人進(jìn)行不適當(dāng)補(bǔ)正的設(shè)定項(xiàng)目，通常情況下無須進(jìn)行變更。圖像保存：指定在執(zhí)行程序時(shí)是否保存履歷圖像。在iVision系統(tǒng)設(shè)定界面中設(shè)為不留下執(zhí)行履歷時(shí)，履歷圖像不會(huì)被保存起來。補(bǔ)正量確認(rèn)：指定用來確認(rèn)計(jì)算出的補(bǔ)正量是否收斂在規(guī)定范圍內(nèi)的條件。標(biāo)準(zhǔn)情況下已被設(shè)為不使用，不進(jìn)行補(bǔ)正量的確認(rèn)。示教相機(jī)視圖24.32D多視圖視覺處理程序在程序設(shè)置界面的樹狀視圖中選擇“CameraView1”(相機(jī)視圖1)選項(xiàng)，顯示相機(jī)視圖界面。相機(jī)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)：選擇將要使用的相機(jī)校準(zhǔn)。相機(jī)：顯示由所選相機(jī)校準(zhǔn)指定的相機(jī)名稱。曝光時(shí)間的設(shè)定：設(shè)定執(zhí)行時(shí)要使用的相機(jī)曝光時(shí)間。檢出模式：從下拉列表中選擇創(chuàng)建多個(gè)檢出工具時(shí)的工具的執(zhí)行方法。示教相機(jī)視圖24.32D多視圖視覺處理程序最高分：執(zhí)行所有的檢出工具，選擇最好的結(jié)果。在進(jìn)行種類判別時(shí)和相比處理時(shí)間更加優(yōu)先檢測的可靠性時(shí)有效。最先檢出：從樹狀視圖上位于上面的檢出工具按照順序執(zhí)行，輸出被最初檢出的結(jié)果。在檢出工件的時(shí)刻停止檢出而不會(huì)執(zhí)行后面的檢出工具，因而在優(yōu)先處理時(shí)間內(nèi)有效。檢出面Z向高度：輸入用于補(bǔ)正的從坐標(biāo)系看到的進(jìn)行檢出的工件表面的高度?；鶞?zhǔn)位置X，Y：顯示已被設(shè)定的基準(zhǔn)位置的坐標(biāo)