机器人视觉系统怎么编写程序(机器视觉行业如何设计机器视觉系统框架)

2024-08-04 04:30:03 :19

机器人视觉系统怎么编写程序(机器视觉行业如何设计机器视觉系统框架)

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机器视觉行业如何设计机器视觉系统框架

如何设计机器视觉系统框架 --- 创科黎友在决定一个机器视觉系统的需求及应用时,很多因素需要考虑。机器视觉(或称为自动可视检测系统)一般包含了大量部件,这些部件直接影响系统的性能。为了获得这些子系统的优越性能,并无缝将他们接合在你的生产线上,最好花一些时间来学习视觉系统的组成、应用、以及正确的规划的重要性。 机器视觉的应用在对精度和可靠性都很高的重复性检测任务中,机器视觉广泛应用在这些生产流程中。一些常见的任务:在食物包装中检测数据代码;自动检测部件用于正确的安装;为机器人的捡起(pick)和放置(place)动作提供向导;在制药中效验药品的颜色;读取部件的条形码、以及在产品上的标识;还有更多更多。基于PC的机器视觉系统的基本组成 由于机器视觉应用非常广泛,在不同的系统里使用不同的部件,但是,我们可以将这些部件分成如下几类(见图1)。图1 通常的机器视觉系统的主要组成(附件1) 1. 摄像头和光学部件 –这一类通常含有一个或多个摄像头和镜头(光学部件),用于拍摄被检测的物体。根据应用,摄像头可以基于如下标准,黑白RS-170/CCIR、复**色(Y/C),RGB彩色,非标准黑白(可变扫描),步进扫描(progressive-scan)或线扫描。 2. 灯光 –灯光用于照亮部件,以便从摄像头中拍摄到更好的图像,灯光系统可以在不同形状、尺寸和亮度。一般的灯光形式是高频荧光灯、LED、白炽灯和石英卤(quartz-halogen)光纤。 3. 部件传感器 –通常以光栅或传感器的形式出现。当这个传感器感知到部件靠近,它会给出一个触发信号。当部件处于正确位置时,这个传感器告诉机器视觉系统去采集图像。 4. 图像采集卡 –也称为视频抓取卡,这个部件通常是一张插在PC上的卡。这张采集卡的作用将摄像头与PC连接起来。它从摄像头中获得数据(模拟信号或数字信号),然后转换成PC能处理的信息。它同时可以提供控制摄像头参数(例如触发、曝光时间、快门速度等等)的信号。图像采集卡形式很多,支持不同类型的摄像头,不同的计算机总线。 5. PC平台 –计算机是机器视觉的关键组成部分。应用在检测方面,通常使用Pentium III或更高的CPU。一般来讲,计算机的速度越快,视觉系统处理每一张图片的时间就越短。由于在制造现场中,经常有振动、灰尘、热辐射等等,所以一般需要工业级的计算机。 6. 检测软件 –机器视觉软件用于创建和执行程序、处理采集回来的图像数据、以及作出“通过/失败(PASS/FAIL)”决定。机器视觉有多种形式(C语言库、 ActiveX控件、点击编程环境等等),可以是单一功能(例如设计只用来检测LCD或BGA、对齐任务等等),也可以是多功能(例如设计一个套件,包含计量、条形码阅读、机器人导航、现场验证等等)。 7. 数字I/O和网络连接 –一旦系统完成这个检测部分,这部分必须能与外界通信,例如需要控制生产流程、将“通过/失败(PASS/FAIL)”的信息送给数据库。通常,使用一张数字I/O板卡和(或)一张网卡来实现机器视觉系统与外界系统和数据库的通信。 配置一个基于PC的机器视觉系统认真的计划和注意细节能帮助你确保你的检测系统符合你的应用需求。如下是你必需考虑的几点: 确定你的目标 –这可能是最重要的一步 棗决定在这个检测任务中你需要实现什么,检测任务通常分为如下几类: 1. 测量或计量 2. 读取字符或编码(条形码)信息。 3. 检测物体的状态 4. 认知和识别特殊的特性棗模式识别 5. 将物体与模板进行对比或匹配 6. 为机器或机器人导航检测流程可以包含只有一个操作或包含多个与检测任务相关的任务。为了确认你的任务,首先你应该明确为了最大限度检测部件你需要做的测试,也就是你能考虑到会出现的缺陷。为了明确什么哪个才是最重要的,最好做一张评估表,列出“必须做”和“可以做”的测试。一旦主要的对测试标准满意,随后可以将更多的测试加进去来改善检测过程,一定要记住,添加测试的同时也会增加检测的时间。确定你需要的速度 –系统检测每一个部件需要多少时间?这个不只是由PC的速度决定,还受生产流水线速度的影响。很多机器视觉包含了时钟/计时器,所以检测操作的每一步所需要的时间都可以准确测量,从这些数据,我们就可以修改我们的程序以满足时间上的要求。通常,一个基于PC的机器视觉系统每一秒可以检测20-25个部件,与检测部件的多少和处理程序以及计算机的速度有密切关系。聪明地选择你的硬件 –一套机器视觉系统的性能与它的部件密切相关。在选择的过程中,有很多捷径棗特别在光学成像上棗可能很大程度降低系统的效率。如下是在选择部件时你必须紧记的几个基本原则。 1. 摄像头摄像头的选择与应用的需求直接相关,通常考虑三点:a)黑白还是彩色;b)部件/目标的运动;c)图像分辨率。在检测应用中大部分使用黑白摄像头,因为黑白图像能提供90%可视数据,并且比彩色便宜。彩色摄像头主要用于一些需要分析彩色图像的场合里。根据部件在检测时是否移动,决定我们选择标准隔行扫描摄像头还是逐行扫描摄像头。另外,图像的分辨率必须足够高,以提供检测任务需要的足够的数据。最后,摄像头必须质量好和可以避免工业现场中的振动、灰尘和热的影响。 2. 光学部件和照明这个至关重要的因素往往被人所忽略。当你使用一个很差的光学部件或照明,就算你使用最好的机器视觉系统,它表现出的性能甚至比不上一个配上良好光学部件和适当照明的低能力系统。光学部件的目标是产生最好和最大可用面积的图像,并且提供最好的图像分辨率。照明的目标是照亮需要测量或检测的部分的关键特征。通常,照明系统的设计由如下因素决定:颜色、纹理、尺寸、外形、反射率等等。 3. 图像采集卡虽然图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件,但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等等。使用模拟输入的图像采集卡,目标是尽量不变地将摄像头采集的图像转换为数字数据。使用不正确的图像采集卡可能得到错误的数据。工业用的图像采集卡通常用于检测任务,多媒体采集卡由于它通过自动增益控制、边沿增强和颜色增强电路来更改图像数据,所以不用在这个领域里。使用数字输入的图像采集卡的目标是将摄像头输出的数字图像数据转换并输送到PC中作处理。考虑各种变化:人类的眼睛和大脑可以在不同的条件下识别目标,但是机器视觉系统就不是这样多才多艺了,它只能按程序编写的任务来工作。了解你的系统能看到什么和不能看到什么能帮助你避免失败(例如将好的部件认为是坏的)或其它检测错误。一般要考虑的包括部件颜色、周围光线、焦点、部件的位置和方向和背景颜色的大变化。正确选择软件:机器视觉软件是检测系统中的智能部分,也是最核心的部分。软件的选择决定了你编写调试检测程序的时间、检测操作的性能等等。图2 DTVF是一个多功能、图形化编程的机器视觉软件(附件2)机器视觉提供了图形化编程界面 (通常称为“Point & Click”) 通常比其他编程语言(例如Visual C++)容易,但是在你需要一些特殊的特征或功能时有一定的局限性。基于代码的软件包,尽管非常困难和需要编码经验,但在编写复杂的特殊应用检测算法具备更大的灵活性。一些机器视觉软件同时提供了图形化和基于代码的编程环境,提供两方面最好的特征,提供了很多灵活性,满足不同的应用需求。通信和记录数据:机器视觉系统的总的目标是通过区分好和坏的部件来实现质量检测。为了实现这一功能,这个系统需要与生产流水线通信,这样才可以在发现坏的部件是做某种动作。通常这些动作是通过数字I/O板,这些板与制造流水线中的PLC相连,这样坏的部件就可以跟好的部件分离。例外,机器视觉系统可以与网络连接,这样就可以将数据传送给数据库,用于记录数据以及让质量控制员分析为什么会出现废品。在这一步认真考虑将有助于将机器视觉系统无缝与生产流水线结合起来。需要考虑的问题是: 1. 使用了什么类型的PLC,它的接口如何? 2. 需要什么类型的信号? 3. 现在使用或必须使用什么类型的网络? 4. 在网络上传送的文件格式是什么?通常使用RS-232端口与数据库通信,来实现对数据的纪录。为以后做准备:当你为机器视觉系统选择部件时,时刻记住未来的生产所需和有可能发生的变动。这些将直接影响你的机器视觉软硬件是否容易更改来满足以后新的任务。提前的准备将不仅仅节约你的时间,而且通过在将来重用现有的检测任务可以降低整个系统的价格。机器视觉系统的性能由最差的部分决定(就像一个木桶的容量由最短的一个木块决定),精度则由它能获取的信息决定。花时间和精力合理配置系统就可以建造一个零故障和有弹性的视觉检测系统。

机器人视觉分析(编程高手进)

我们处理的图像一般是灰度图像,也就是只有一个通道,一个像素点可分为0到255个明暗的程度。两幅图像找出有什么不同就必须根据这个来判别(前提是定位要比较准确),当然这是最基本的,现在我们可以把两幅图像分别抽象成个矩阵,每个值是0到255,再将两矩阵相应的值相减,比如两幅图像是一模一样,的出的结果理论上就都是0,就是一幅黑色的图像,如果不一样则会有亮点 描述的不怎么好 希望对你有帮助

发那科机器人同时2个方向移动斜着走程序怎么编辑

1、确定机器人的起始位置和目标位置。2、使用直线插补指令来控制机器人同时在X和Y方向上移动。在程序的开头,使用G90指令将机器人设置为绝对坐标模式。使用G01指令,指定目标位置的X和Y坐标。例如:G01X2Y2F100,其中F100表示移动速度为100。结束时,可以使用M30指令来停止程序的执行。

机器视觉新手应该如何学习

机器视觉新手的学习方法:1、机器视觉涵盖的方向非常广泛,学习机器视觉之前应该明白自己以后想从事的方向,然后针对不同岗位对岗位职责的要求进行学习补充。2、了解机器视觉的基本概念,因为从大范围大环境下去了解会非常利于对其他零散知识的整合,也更容易接纳。3、确定好自己在机器视觉领域的从业方向后,可以分为硬件或软件方向等确认学习目标。4、知道自己学习的方向后需要了解如何使用操作。机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来,机器视觉器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支,它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术,涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和模式识别等技术的快速发展,也大大地推动了机器视觉的发展一个完整的机器视觉系统的主要工作过程如下:1、工件定位检测器探测到物体已经运动至接近摄像系统的视野中心,向图像采集部分发送触发脉冲。2、图像采集部分按照事先设定的程序和延时,分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲。3、摄像机停止目前的扫描,重新开始新的一帧扫描,或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态,启动脉冲到来后启动一帧扫描。4、摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构,曝光时间可以事先设定。5、另一个启动脉冲打开灯光照明,灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配。6、摄像机曝光后,正式开始一帧图像的扫描和输出。7、图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化,或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据。8、图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中。9、处理器对图像进行处理、分析、识别,获得测量结果或逻辑控制值。10、处理结果控制流水线的动作、进行定位、纠正运动的误差等。 从上述的工作流程可以看出,机器视觉是一种比较复杂的系统。因为大多数系统监控对象都是运动物体,系统与运动物体的匹配和协调动作尤为重要,所以给系统各部分的动作时间和处理速度带来了严格的要求。在某些应用领域,例如机器人、飞行物体导制等,对整个系统或者系统的一部分的重量、体积和功耗都会有严格的要求。(良) 清楚了以上机器视觉的原理和过程之后,我建议: 1)人类和动物视觉系统的原理 2)摄像机技术与原理 3)图像识别和处理技术 4)计算机技术5)人工智能

发那科机器人视觉寄存器怎么使用

你好,发那科机器人视觉寄存器使用方法:在DATA界面直接使用;在程序中调用在DATA界面直接使用 1) 按【Data】键,再按F1【类型】(TYPE)出现以下内容:移动光标选择【位置寄存器】(Position Reg),按【回车】(E...在程序中调用 程序界面 1)点击【EDIT】快捷键,进入程序界面,移动光标至点位信息要素位.请参考!

机器手如何用机器视觉系统来完成控制

根据我在广东粤为工业机器人学院学习的知识所知:视觉系统在机器人在工业生产中得到了越来越广泛的应用,并逐步进入人们的日常生活。机器人朝着智能化、小型化、数字化方向发展。所谓智能化,直观地说就是具有适应外部环境变化的能力。计算机视觉由于信息量大,在智能机器人领域得到了广泛的应用。具体工作有以下几方面: (1)介绍了目前主要的手眼无标定视觉伺服方法——图像雅可比矩阵方法(包括神经网络方法)的基本原理,分析了该方法存在的问题和适用范围。以眼在手上构型视觉定位问题为例,导出了图像雅可比矩阵的近似解析表达式,在此基础上,提出了图像雅可比矩阵与人工神经网络相结合的视觉控制方法,有效地改善了系统性能,扩大了机器人工作范围。 (2)针对眼固定情况下平面视觉跟踪问题,提出了基于非线性视觉映射模型的跟踪控制策略,并利用人工神经网络加以实现,取得了良好的效果。进一步,将CMAC应用于视觉跟踪问题,通过自学习算法在线修正神经网络权值,使得控制系统具有适应环境变化的能力。 (3)针对眼固定构形,进一步将视觉跟踪策略推广到三维空间中去。提出了基于立体视觉(多摄像机)和基于目标几何模型(单摄像机)的跟踪方法。分析了摄像机位姿相互关系对跟踪精度的影响,提出了图像特征的选取原则。仿真结果表明该方法具有较强的适应性。 (4)针对眼在手上机器人手眼无标定平面视觉跟踪问题,指出图像雅可比矩阵方法无法应用(即无法跟踪运动目标)。在此基础上,提出了基于图像特征加速度的视觉映射模型,并设计了相应的控制策略。首次解决了真正意义上的手眼无标定平面视觉跟踪问题,并取得了较好的跟踪效果。进一步将平面视觉跟踪策略推广到三维视觉跟踪问题中去,解决了多摄像机信息融合的难题。 (5)研究了眼在手上机器人全自由度视觉跟踪问题。分析了Full-6-DOF跟踪问题的难点,提出了相应的视觉映射模型和跟踪控制方案。创造性地提出了坐标变换方法,克服了旋转与平移运动在图像特征空间中的耦合问题。利用新的模糊神经网络,有效得解决了视觉映射模型的实现问题。仿真结果表明,以上方法是行之有效的。

机器人视觉系统中怎么做tcp好

当前工业机器人TCP设定后的标定多粗略的采用人工肉眼观察的方式,TCB测算的准确性不能量化、科学的表述出来。市场上也有一些可已进行精确检测的仪器设备,但该类产品多采用精密的测量设备与仪器,系统复杂,成本较高。技术实现要素:为了克服上述缺陷,本发明提供了一种基于机器视觉的机器人TCP精度检测系统及其检测方法。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于机器视觉的机器人TCP精度检测系统,包括安装在机器人法兰盘上的检测工具和照相机,所述机器人安装在工作平台上,所述照相机固定在工作平台一侧的立柱上,所述检测工具的末端为圆盘,圆盘的中心与检测用检测工具的尖点位置相同,圆盘垂直于检测工具的轴心线。

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