MasterAlign四相機錯開對位視覺應用軟件

MasterAlign四相機錯開對位貼合覺應用軟件提供一種智能機器視覺圖像(xiang)處理(li)方法，提(ti)供建模工(gong)具(ju)，快速提(ti)取圖像(xiang)中的(de)待處理(li)物(wu)件邊緣點像(xiang)素(su)坐標信息。并結(jie)合視覺與運動執行(xing)結(jie)構(gou)的(de)標定，轉(zhuan)換為機械坐標信息，控制機械手(shou)進行(xing)糾偏(pian)，修正固定位置后進行(xing)貼合作業(ye)，大大提(ti)高的(de)生產效能。

MasterAlign四相(xiang)機(ji)錯(cuo)開對位貼(tie)合視覺應用(yong)軟件采用(yong)視覺引導，與現有(you)的(de)技術(shu)方法相(xiang)比(bi)，利(li)(li)用(yong)視覺引導及(ji)利(li)(li)用(yong)建(jian)模(mo)工具(ju)，加快(kuai)了(le)產品邊緣點像素獲取并轉換(huan)成執行機(ji)構坐標，減少換(huan)型消耗的(de)時間。利(li)(li)用(yong)建(jian)模(mo)工具(ju)的(de)亞(ya)像素提取輪廓能力，提高了(le)待處理產品的(de)位置精度。本方法已于實際生(sheng)產加工流(liu)程中發揮其有(you)效的(de)作用(yong)

1、產(chan)品建(jian)模方便快捷，減少產(chan)品換型帶(dai)來繁(fan)瑣操作的困擾

2、控制機械手精準對位

3、軟件適用于不同行業的物料對位

MasterAlign四相機錯開對位貼合視覺應用軟件配合UVW平臺案例

系統架構

視覺(jue)定位系統采用背面光方式，CCD從(cong)上(shang)往下拍攝，進(jin)行圖(tu)像分(fen)析定位。相機(ji)將計算出的像素坐標(biao)轉換(huan)為(wei)機(ji)械(xie)手(shou)的物理坐標(biao)，視覺(jue)軟件與PLC進(jin)行通訊，將視野內的物理坐標(biao)發(fa)送給(gei)PLC后讓機(ji)械(xie)手(shou)進(jin)行糾偏，修正固定位置后進(jin)行貼(tie)合作業。

系(xi)統(tong)采用五點標定(ding)，通(tong)過軟件控(kong)制XYR平臺自動完成(cheng)相(xiang)機和(he)機構的關(guan)系(xi)建立

設置軟件配置

設置(zhi)軟件配置(zhi)-基礎參數

設置五(wu)點標定步距和旋轉角度(du)

軟件主頁

軟件權限登錄

選擇軟件圖標

在下拉菜單選擇用戶

在用戶登(deng)錄(lu)(lu)界面進行登(deng)錄(lu)(lu)，選(xuan)擇“登(deng)錄(lu)(lu)權(quan)限”“用戶名稱”輸入密碼（供應商密碼：310525），后點擊(ji)用戶登(deng)錄(lu)(lu)

料號切換

選擇軟件圖標

在下拉菜單選擇料號

料號界面

進入料號管理頁面：

1：雙擊左鍵：將當(dang)前選擇的料號(hao)導入為(wei)當(dang)前使用的料號(hao)

2：雙擊右鍵：將當前選擇(ze)的料號進(jin)行刪(shan)除。（不(bu)可(ke)恢復）

3：在(zai)框內填(tian)入(ru)需要新建的(de)(de)料(liao)號(hao)(hao)(hao)名(ming)稱，后點(dian)擊(ji)“新建料(liao)號(hao)(hao)(hao)”，會創(chuang)建一(yi)個新的(de)(de)料(liao)號(hao)(hao)(hao)，并將(jiang)(jiang)當前使用的(de)(de)料(liao)號(hao)(hao)(hao)所有數據復制(zhi)到新料(liao)號(hao)(hao)(hao)內。點(dian)擊(ji)“修改名(ming)稱”會將(jiang)(jiang)當前選擇的(de)(de)料(liao)號(hao)(hao)(hao)名(ming)稱改為您所填(tian)入(ru)的(de)(de)新料(liao)號(hao)(hao)(hao)名(ming)稱。

軟件主頁

軟件主頁

軟件主頁包括自動工作和全體(ti)停止按鈕(niu)。

視覺系(xi)統開始自動工作

視覺系統整(zheng)機(ji)復位(wei)，io復位(wei)，狀態復位(wei)

圖像系統

圖像系統

圖像系統包括(kuo)主模板登(deng)錄、抓取mark測試、候補模板登(deng)錄、離線導圖、手動對位、相機設(she)置(zhi)。

主模板登錄

1、選擇處理方法

2、下拉重(zhong)新選擇“灰度匹配+雙直線”，黃(huang)色的模(mo)板(ban)(ban)框工具則(ze)會顯(xian)示出來，調整(zheng)模(mo)板(ban)(ban)框位置和大(da)小到合適，再點(dian)擊“方法學習”，則(ze)學習記錄當前(qian)的模(mo)板(ban)(ban)。

3、顯示OK則(ze)完成了模板(ban)制作

4、調(diao)整高(gao)(gao)級(ji)參數。點擊“高(gao)(gao)級(ji)參數”，進入高(gao)(gao)級(ji)參數界面，調(diao)整參數可根據(ju)實際情(qing)況修(xiu)改“分數”、“個數”、“比(bi)例容(rong)差”、“角度容(rong)差”、“匹配速度”、“模糊度”等參數。

（1）個(ge)(ge)數(shu)：圖像(xiang)中存在多個(ge)(ge)目標(biao)時，設置【個(ge)(ge)數(shu)】，即可返回(hui)多個(ge)(ge)目標(biao)。

（2）分數(shu)：目(mu)標(biao)與模板間的相(xiang)似度(du)分數(shu)。分數(shu)越(yue)高，表示目(mu)標(biao)與模板越(yue)相(xiang)似。分數(shu)在設(she)置(zhi)值之下的目(mu)標(biao)，將(jiang)會被(bei)剔除(chu)。

（3）比例容(rong)(rong)差：目標(biao)與模板(ban)的(de)大(da)(da)小比例變化時，設(she)置合適的(de)比例容(rong)(rong)差，即可尋(xun)找大(da)(da)小變化的(de)目標(biao)。

（4）角度容差：圖像中的目(mu)標(biao)發生角度變化，設置角度容差，即可更(geng)好(hao)地尋找角度發生旋轉的目(mu)標(biao)。

抓取mark測試

測試當前通道mark抓取結果。

候補模板登錄

候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)管理：包含啟用(yong)/禁(jin)止(zhi)候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)，候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)登錄(lu)，抓點(dian)測試(shi)等。目前(qian)系(xi)統(tong)中(zhong)單(dan)個圖(tu)像(xiang)通道有主模(mo)(mo)板(ban)+四個候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)的方(fang)式；其(qi)中(zhong)三個候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)用(yong)于當主模(mo)(mo)板(ban)抓點(dian)失敗后，自動根(gen)據啟用(yong)情況(kuang)，調(diao)(diao)用(yong)候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)1，2，3進(jin)行靶(ba)(ba)標(biao)獲(huo)取，如(ru)果候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)1，2，3同時啟用(yong)了，系(xi)統(tong)首先會調(diao)(diao)用(yong)候補(bu)模(mo)(mo)板(ban)1，如(ru)果1抓靶(ba)(ba)失敗的話，才會啟用(yong)2，以此類推。

候補模板登錄

區域(yu)A:選(xuan)擇需要設置的候補模板(ban)對應的主通道(dao)；

區域B:候(hou)補模(mo)(mo)板(ban)學習，離線導圖，候(hou)補模(mo)(mo)板(ban)抓(zhua)靶測(ce)(ce)試以及整個通道抓(zhua)靶測(ce)(ce)試；

區域C:將主模板參數(shu)拷貝(bei)到(dao)候補模板中去；

區域D:候補(bu)(bu)模板抓點(dian)結果以及使用狀態；候補(bu)(bu)模板4是(shi)專(zhuan)門用作標定(ding)或者映射時用。

離線導圖

區域A:圖(tu)像源操作，導入離線/在線圖(tu)像，圖(tu)像處理以及清除當前(qian)通道(dao)數據；

備注：如(ru)果在(zai)進入(ru)(ru)圖像學習界(jie)面中出現(xian)奔(ben)潰等異(yi)常，有可(ke)能是當前(qian)料(liao)號文(wen)件中的(de)圖像處理參(can)數(shu)出現(xian)異(yi)常，導致用(yong)戶無法再次進入(ru)(ru)到靶標(biao)登(deng)錄界(jie)面中。用(yong)戶可(ke)以先清除當前(qian)通(tong)道數(shu)據，然后再重(zhong)新(xin)導入(ru)(ru)料(liao)號文(wen)件即可(ke)。

區域B:顯示(shi)圖(tu)像以及抓點位置；

區域C:顯示(shi)當前通道使(shi)用的模板；

區(qu)域D:圖片保存文件路徑(jing)以(yi)及名(ming)稱設定操作。

相機設置

區域(yu)A: 相(xiang)機參(can)數(shu)設定(ding)，相(xiang)機的(de)參(can)數(shu)分通(tong)用參(can)數(shu)和高級參(can)數(shu)；

區域B: 相機模(mo)式(shi)切換，實時模(mo)式(shi)和(he)觸(chu)發(fa)(fa)模(mo)式(shi)以及(ji)軟(ruan)件觸(chu)發(fa)(fa)測(ce)試(shi)；軟(ruan)件觸(chu)發(fa)(fa)測(ce)試(shi)中包換當前相機的幀率(lv)以及(ji)丟(diu)幀情況；

區(qu)域(yu)C:生產/標(biao)定(ding)/映(ying)射時的相機模式(shi)；

通用參數設置

參數說明：

曝(pu)光時間(jian)(jian)（us）：相(xiang)機打開(kai)快門的(de)時間(jian)(jian)。曝(pu)光時間(jian)(jian)越(yue)長(chang)，圖像越(yue)亮，但拍(pai)照時間(jian)(jian)也越(yue)長(chang)!

相機增益(yi)（db）：相機感(gan)光芯片(pian)的參(can)數，以2的N次方增加亮度,調(diao)整比較靈(ling)敏并(bing)且(qie)會(hui)帶來噪點,默認值是1!

Gamma伽馬(ma)值（0~255）：相機感光芯片的參數，1時不起(qi)作(zuo)用,小于1暗的地方(fang)變亮(liang)更多,大于1亮(liang)的地方(fang)調(diao)亮(liang)更多!

Sharpness銳度：相機FPGA的參數，邊沿銳度增(zeng)強范圍是0~100。默(mo)認不啟用(yong)。

Denoising降噪(zao)（0~100）：相(xiang)機FPGA的參數(shu)，相(xiang)機底層圖像處(chu)理(li)功能。默認值(zhi)是50，能夠降低圖像噪(zao)點(dian),但是同時會影響邊沿銳度。默認不(bu)啟用。

DigitalShift（0~4）數字位移：相機FPGA的(de)參數，能夠增強亮度，比較敏感(gan)。默認(ren)值是(shi)0，以2的(de)N次方(fang)增加。

BrightNess（0~100）亮度：相(xiang)機FPGA的參(can)數，能(neng)夠(gou)增強亮度，但是相(xiang)對比較(jiao)平滑。默認值(zhi)是50。

Contrast（0~100）對比度(du)：相機(ji)FPGA的參(can)數，能夠(gou)增強對比度(du)。默(mo)認值(zhi)是50。

ContrastThresholdValue（0~255）對(dui)比度閾(yu)值(zhi)：相機(ji)FPGA的參數(shu)，默認值(zhi)是(shi)128，大于該值(zhi)是(shi)亮區，小(xiao)于該值(zhi)是(shi)暗區!

高級參數設置

參數說明：

鏡像(xiang)：將圖(tu)像(xiang)沿著X或Y方向進行翻轉。

軟件鏡像：通過算法將(jiang)采集到的圖像進(jin)行翻(fan)轉(zhuan)，會占(zhan)用系統資源。

相機鏡像：通(tong)過設置相機參數使(shi)圖像進行翻轉，不占(zhan)用系統資源。

旋(xuan)轉：將圖像按順時針或逆時針旋(xuan)轉一定角度。

NoRotation：不對圖(tu)像進行旋轉操作。

90Deg CW：將圖像順時針旋轉90度。

90Deg CCW：將圖(tu)像(xiang)逆(ni)時針旋轉90度(du)。

180Deg：將(jiang)圖像旋轉180度。

曝(pu)光(guang)(guang)延(yan)遲(chi)：收到(dao)曝(pu)光(guang)(guang)信號后延(yan)遲(chi)一段(duan)時間（us）后再進行(xing)曝(pu)光(guang)(guang)。

觸發延(yan)遲(chi)：收到觸發信(xin)號后(hou)延(yan)遲(chi)一段時間(jian)（us）后(hou)再(zai)進行(xing)觸發。

頻(pin)(pin)閃延遲(chi)(chi)：光(guang)源為(wei)頻(pin)(pin)閃模(mo)式(shi)時，接(jie)收到頻(pin)(pin)閃信號后延遲(chi)(chi)一段時間（us）后再進行觸發。

頻閃持續時間：光源為頻閃模式時，每次點亮持續的時間。

輸入(ru)濾波(bo)時(shi)間：對輸入(ru)信號進(jin)行濾波(bo)的時(shi)間參(can)數。

DO使用方式：硬件(jian)頻(pin)閃、軟件(jian)頻(pin)閃、通(tong)用DO頻(pin)閃。

緩存個數：相(xiang)機緩存中存儲的圖像個數。

觸發(fa)方式：上(shang)升沿觸發(fa)或者下(xia)降(jiang)沿觸發(fa)。

光源設置

在“圖像(xiang)系統”->點擊“光(guang)源(yuan)設置”，彈(dan)出(chu)光(guang)源(yuan)設置界面(mian)

控制器選擇:目前(qian)系統(tong)最大支持2個(ge)光源控制器；

切換生(sheng)產(chan)(chan)亮度(du):點擊(ji)該按鈕后(hou)4個通道光(guang)源亮度(du)會變為(wei)生(sheng)產(chan)(chan)亮度(du)；

切換學(xue)習亮(liang)度:點擊該按鈕后4個通道光源(yuan)亮(liang)度會變為(wei)學(xue)習亮(liang)度；

打(da)開(kai)所有通道:點擊該按鈕(niu)后4個(ge)通道光源亮度都會(hui)打(da)開(kai)；

關閉所有通(tong)道:點擊該按鈕后4個通(tong)道光源亮度(du)都會關閉；

光(guang)源離線操作:點擊該按鈕(niu)后彈出“光(guang)源控制(zhi)器離線操作界面”，如下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)；

光源模式選擇:

1. PWM常(chang)亮模(mo)式：選擇(ze)這(zhe)種模(mo)式光源就通(tong)過內部(bu)信號常(chang)亮或者(zhe)常(chang)滅；

2. Strobe頻閃模式:選擇這種模式光(guang)源(yuan)就通過相應外部(bu)信(xin)號或者(zhe)內部(bu)信(xin)號進行頻閃。

調節光源亮度:選擇生產(chan)通(tong)道或者映射(she)通(tong)道來進行保存(cun)對應通(tong)道亮度。

光源設置

運行參數

運(yun)行參數包括對位設(she)置(zhi)、高(gao)級參數設(she)置(zhi)、五點標定、補償。

對位設置

A，拍(pai)(pai)照延(yan)時(shi)：生產過程中收到(dao)PLC/Robot發送拍(pai)(pai)照信號后，延(yan)時(shi)一(yi)段時(shi)間再執行拍(pai)(pai)照采集圖像動(dong)作(zuo)；

      多(duo)次拍(pai)照延時：生(sheng)產(chan)過程多(duo)次對位中收到PLC/Robot發送拍(pai)照信號(hao)后(hou)，延時一段時間(jian)再執行(xing)拍(pai)照采集(ji)圖(tu)像動作。

B，XY對(dui)(dui)位(wei)精度：X方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)/Y方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)精度上限，即視覺當前對(dui)(dui)位(wei)X方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)/Y方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)偏(pian)移量(liang)判定值小(xiao)于設定值才會輸(shu)出對(dui)(dui)位(wei)OK；

      R對(dui)位精度：角(jiao)度精度上限，即視(shi)覺對(dui)位角(jiao)度精度偏移量判定值(zhi)小于設(she)定值(zhi)才會輸出(chu)對(dui)位OK。

C，XY最(zui)大(da)偏移量：對(dui)位過(guo)程(cheng)中對(dui)位平臺X方向/Y方向最(zui)大(da)可以移動的距離(li)；

      R最(zui)大偏(pian)移(yi)量：對(dui)(dui)位過(guo)程中對(dui)(dui)位平臺旋轉(zhuan)方向(xiang)最(zui)大可以移(yi)動的角(jiao)度(du)。

五點標定

相機選擇(ze):標(biao)定主(zhu)要是針對拍攝(she)對位平臺上(shang)產品的圖像(xiang)通道；

圖像寬度(du):標(biao)定通道相機長邊方向像素分辨率；

圖(tu)像(xiang)高(gao)度(du):標定通道(dao)相(xiang)機短(duan)邊方向(xiang)像(xiang)素分辨率；

視野寬度:顯(xian)示五點標定(ding)(ding)后標定(ding)(ding)通道相機視野長邊方向長度；

視野(ye)(ye)高度:顯(xian)示五點標定后標定通(tong)道相機視野(ye)(ye)短(duan)邊方向長度；

X像素精度(du)(du):標(biao)定(ding)通(tong)道相(xiang)機(ji)長邊方(fang)向像素精度(du)(du) = 視野(ye)寬度(du)(du)/圖(tu)像寬度(du)(du)；

Y像素精度(du):標定通道相(xiang)機短(duan)邊方向像素精度(du) = 視野高度(du)/圖像高度(du)；

注釋：標定(ding)計算出來的(de)視野(ye)寬，高(gao)要和(he)(he)實際視野(ye)接近，否則標定(ding)結(jie)果(guo)就是錯誤的(de)，另外X像素精(jing)度和(he)(he)Y像素精(jing)度要接近，否則標定(ding)結(jie)果(guo)就是錯的(de)。

點(dian)擊啟(qi)動(dong)標(biao)定后，控制UVW平臺(tai)走偏移量(liang)完(wan)成相(xiang)機標(biao)定

補償

根據補償方(fang)向圖(tu)示，在右(you)側對應(ying)的方(fang)向補償寫入(ru)補償數值后，點擊“設置”累加到左側的總(zong)補償參(can)數中。

清零偏移量，則會將累(lei)加的總和全部清零，同樣需要點擊“保存參(can)數”，清零才能生效(xiao)。

MasterAlign四相機錯開對位貼合應用軟件通訊日志

MasterAlign四相機(ji)錯開對位貼合應用軟(ruan)件通訊(xun)版本，我們(men)以MasterAlign_LTW介(jie)紹(shao)通訊(xun)部分知識，詳情見文中所述(shu)：

MasterAlign_LTW(下文中簡稱為MA_LTW)為雙翌自主研發的視覺對位系統應用軟件(jian)，軟件(jian)中的(de)(de)通訊(xun)日志可方便我(wo)們進行整個通訊(xun)流(liu)程的(de)(de)接收和(he)查詢流(liu)程進行分析，詳(xiang)情見文(wen)檔所示：

1、如何打開MA視覺對位系統通訊日志

Fig.1 打(da)開通訊日志方法

點(dian)擊(ji)圖像中①進入到通訊設置界面，點(dian)擊(ji)②③，分別打開通訊日(ri)志和端口參數(shu)界面

Fig.2 通訊(xun)日志和端口參數

上圖中(zhong)①是通訊日志(zhi)，②是端口(kou)參數

2、如何通過MA視覺對位系統通訊日志查看流程運行時間

Fig.3 通訊(xun)日志界面

通訊日志：

①是(shi)(shi)一個流(liu)程的運行時間(jian)，由(you)機器(qi)人(ren)發信號(hao)到視覺返回(hui)信號(hao)為一個通訊流(liu)程，時間(jian)是(shi)(shi)由(you)時、分、秒、毫秒組成，例如圖中14/24/34/635 就是(shi)(shi)14時24分34秒635毫秒

②黃色是接收，機器人發過給視覺的數據和信號

③綠色是(shi)發送(song)，視覺返回給(gei)機器人的數據和信(xin)號(hao)

④自動保(bao)存(cun)通訊日(ri)志(zhi)里面(mian)的(de)所以(yi)數(shu)據(ju)，生成(cheng)數(shu)據(ju)在文(wen)件夾里面(mian)的(de)“SYCommunicateLogFile”文(wen)件夾里面(mian)，通過存(cun)儲的(de)日(ri)志(zhi)文(wen)件可以(yi)看出發送的(de)數(shu)據(ju)準不準確

3、MA_LTW通訊方式(shi)

MA_LTW軟件廣泛應(ying)用于工(gong)業應(ying)用現場精(jing)密對位(wei)和精(jing)密裝配場合(he)中,常用的通訊方式如(ru)下所(suo)示：

MA_LTW配(pei)合過(guo)的PLC和機械手(shou)通(tong)訊見網站鏈接所示：//legoupos.cn/news_99.html

3.1 TCPIPServer

這是TCP網口連接通訊，需(xu)要設置IP，視(shi)覺軟件做服(fu)務器(qi)

端口參數：①可以看(kan)到連接(jie)、斷(duan)開(kai)、接(jie)收的(de)數據

  ②可(ke)以確認通訊是(shi)否保(bao)持(chi)連接(jie)，連接(jie)通訊的個數(shu)

起始(shi)符：通(tong)訊數據的開始(shi)標示

類型：STX是正文開始

結(jie)束符：通(tong)訊數據的結(jie)束標示

類型：CR是回車

  CR+LF是(shi)回車(che)+換行

  ETX是正文結束(shu)

  LF是換(huan)行

  ETX+CR是正文結束+換行

更改端口、參數后(hou)需要點擊(ji)右下角“設置/保(bao)存參數”后(hou)再進行(xing)操作

3.2 TCPIPClient

TCP網口(kou)連接通訊，需(xu)要(yao)設置(zhi)IP，視覺軟件做客戶端

端(duan)口參(can)數：②可以看到接收和發送的(de)數據

         ③是手(shou)動發(fa)送給服務器(qi)的數據

S端口：服務器端口

C端口：本地端口

起始(shi)符(fu)：通(tong)訊數(shu)據(ju)的開(kai)始(shi)標示(shi)

類型：STX是正文開始

結束符：通訊數據的結束標示(shi)

類型：CR是回車

  CR+LF是(shi)回車+換行

  ETX是(shi)正(zheng)文結束

  LF是換行

  ETX+CR是正文(wen)結束+換(huan)行

更改IP/端(duan)口、數(shu)據后需要點擊下面的(de)“保存參數(shu)”后再進行操作(zuo)

3.3 ModbusRTU

Modbus串口通訊(xun)

點擊①后打開端口參數②和接收命令③

①是(shi)(shi)串(chuan)口(kou)(kou)號，要(yao)與PLC串(chuan)口(kou)(kou)對上，②的設置要(yao)與PLC端(duan)口(kou)(kou)一致，③僅是(shi)(shi)代表端(duan)口(kou)(kou)是(shi)(shi)否打開，即使(shi)亮(liang)綠(lv)燈也不代表和(he)PLC連(lian)接正常(chang)，修改①和(he)②后要(yao)點擊右下角“設置/保(bao)存參(can)數(shu)(shu)”保(bao)存參(can)數(shu)(shu)

在①中可以看到PLC發送過來的數據
3.4 ModbusTCP

Modbus  TCP通訊

點擊①后打開(kai)端(duan)口參數②和接收命令③

連接通訊

在①里面修(xiu)改(gai)IP和端口號，修(xiu)改(gai)后須在②點擊“保存參數”

①是PLC發送(song)過來，視覺(jue)接收到的(de)(de)數(shu)(shu)據，點擊(ji)②之后(hou)才能進行(xing)編輯右邊的(de)(de)數(shu)(shu)據，要保證③IP地址(zhi)和PLC的(de)(de)地址(zhi)一樣，修改后(hou)點擊(ji)下面“保存所有參數(shu)(shu)”保存，然后(hou)點擊(ji)②才可(ke)以退出