工业视觉系统编程及基础应用-项目9-任务1 锂电池定位

工业视觉系统编程及基础应用PROJECT项目090810111213项目8外围设备通讯与交互项目9锂电池检测项目10锂电池测量项目11锂电池识别项目12锂电池引导抓取项目13前沿技术基础应用TASK任务1、锂电池定位任务一、图像模板匹配工具二、图像定位工具三、锂电池定位工业领域常用的通讯方式有哪些？课前回顾1、图像模板匹配工具的作用训练模板结果图像：获取坐标等相关信息CogPMAlignTool（简写为PMAlign）

提供了一个图形用户界面，该界面先训练一个模板/模型，然后让工具在连续的输入图像中匹配到它，可以搜索到单个或多个，并获取一组或多组坐标等相关信息。图像模板边缘特征PMAlign是基于边缘特征的建立模板的，在模板匹配中更加快速和准确。而不是基于像素栅格建立模板的，基于像素栅格的算法在一些旋转和尺寸变化的情况有时达不到有效的精度。一、图像模板匹配工具2、添加方式和界面展示默认输入：8位灰度图像默认输出：索引0（匹配分数最高的结果）的2D位置信息和分数图像缓冲区：Current.InputImage：当前输入图像Current.TrainImage：当前训练模板图像LastRun.InputImage：匹配结果图像工具栏控制按钮一、图像模板匹配工具3、工具栏参数切换电子模式运行工具浮动工具显示窗口打开工具配置掩模器保存工具配置工具另存为建模器重置工具浮动结果窗口启用/禁用工具提示显示查看帮助本地图像显示窗口一、图像模板匹配工具4、训练参数算法（Algorithm）PMAlign算法有PatMax、PatQuick、PatMax与PatQuick、PatFlex、PatFlex-高灵敏度、透视PatMax。默认是PatMax与PatQuick。PatMax：精度高，达到1/40像素。PatQuick：速度快，但是精度不高。PatMax与PatQuick：兼具二者特点。PatFlex：特别柔性，但精度较差。PatFlex-高灵敏度：适用于对比度很低或者视频噪音或图像变形严重的图像。透视PatMax：适用于透视变形的图像。一、图像模板匹配工具4、训练参数模式（Pattern）显示利用图像或形状模型集合创建的已训练模板。这由TrainImage内以蓝色边框高亮显示的训练区域指定。PMAlign模式加载模式（LoadPattern）：打开扩展名为.vpp的VisionPro固有文件，其包含已训练模板。保存模式（SavePattern）：将当前已训练的模板保存到扩展名为.vpp的VisionPro固有文件中。一、图像模板匹配工具4、训练参数训练模式（TrainMode）选择是否应根据训练图像的像素内容或根据用户使用建模器创建和修改的形状模型来训练PMAlign模板。默认是“图像”模式。PMAlign训练模式一、图像模板匹配工具4、训练参数忽略极性（IgnorePolarity）边界点的极性表明该边界是否可以被描述为由亮到暗或由暗到亮。如果启用，将忽略模板的极性。如果禁用，则只能找到极性与已训练模板匹配的模板。如果使用由形状模型创建的已训练模板并且其中有模型具有未定义的极性，则必须允许工具忽略极性。PMAlign极性训练模式极性相同极性不相同参考方向：亮→暗→亮→暗→亮→暗→亮一、图像模板匹配工具4、训练参数抓取训练图像（GrabTrainImage）将InputImage缓冲区中的图像复制到TrainImage缓冲区。此按钮只在Current.InputImage中有图像时才会启用。如果利用“带图像/转换的形状模型”创建已训练模板，此按钮也不会启用。PMAlign未抓取训练图像①②PMAlign已抓取训练图像一、图像模板匹配工具4、训练参数训练（Train）按照TrainImage中的训练区域或当前形状模型集合的具体说明训练所需模板。如果工具已经有已训练模板，将取消训练然后重新训练。模板训练成功后，控件底部的文本将显示“已训练（Trained）”。PMAlign未训练PMAlign已训练①②一、图像模板匹配工具“图形”选项卡下勾选“显示粗糙”和“显示精细”，放大训练模板图像可以看到提取的特征。粗糙：黄色细线勾勒大致特征，所占像素个数为“特征粒度限制”中的“粗糙”值。精细：绿色细线勾勒特征，所占像素个数为“特征粒度限制”中的“精细”值。4、训练参数特征粒度限制点击右上角切换为展开更多参数，特征粒度单位为像素（Pixel）。默认勾选“自动选择”。一、图像模板匹配工具5、训练区域与原点区域模式（RegionMode）定义区域的限定框。默认为“像素配对限定框调整掩模”，但使用“建模器”建立的形状训练不支持此模式，应选择“像素配对限定框”。PMAlign区域模式像素配对限定框（PixelAlignedBoundingBox）：将已定义区域包围在矩形内。这表示包含位于已定义区域之外但位于限定矩形之内的图像部分。像素配对限定框调整掩模（PixelAlignedBoundingBoxAdjustMask）：将已定义区域包围在矩形内，但会遮盖区域以外、外围矩形以内的图像部分，因此已定义区域更靠近用户指定的区域。一、图像模板匹配工具5、训练区域与原点区域形状（RegionShape）选择输入区域的形状。选择“无-使用整个图像”（None=Useentireimage）表示此工具使用整个输入图像。PMAlign区域形状CogCircle：圆形CogEllipse：椭圆CogPolygon：多边形CogRectangle：矩形CogRectangleAffine：仿射矩形（默认）

CogCircularAnnulusSection：圆环

CogEllipticalAnnulusSection：椭圆环无-使用整个图像（None=Useentireimage）：表示此工具使用整个输入图像一、图像模板匹配工具5、训练区域与原点所选空间名称（SelectedSpaceName）解释训练区域的坐标空间。利用“带图像/转换的形状模型”进行训练时，训练区域的所选空间名称将被忽略。PMAlign所选空间名称使用输入图像空间（.）：此工具输入图像所在空间坐标系使用像素空间（#）：原图像自身左上角为中心点XY的坐标系，图片大小变化则坐标值发生变化使用根空间（@）：整个图片空间的左上角为中心点XY的坐标系，不随图像大小变化而变化一、图像模板匹配工具5、训练区域与原点选择模式（SelectMode）解释当区域形状为矩形（CogRectangle）或仿射矩形（CogRectangleAffine）时可用。选择用于定义矩形的参数集。若选择仿射矩形，旋转角度和倾斜角度可用度数或弧度指定，但输出值都为弧度值。选择模式中的各点位置PMAlign选择模式一、图像模板匹配工具5、训练区域与原点训练原点（TrainOrigin）需将训练区域的原点置于训练区域的中心。在定位搜索场景中模型的实例时，模型原点可以辨别要向用户报告的点，要维持最高的精确度，原点必须放置图案区域的中心。点击【中心原点】则训练原点自动跳至训练区域中心。原点PMAlign训练原点原点原点最精确不精确一、图像模板匹配工具6、运行参数查找概数（ApproximateNumberToFind）将指定要查找的结果数。有时候匹配到的数量会和所设定的值有差距，主要因为搜寻的特征相似度接近。此值需要设置大于等于图片中的实际数量。一、图像模板匹配工具6、运行参数接受阈值（AcceptThreshold）是一个0到1.0之间的分值，PatMax根据此阈值来判定匹配到的特征是否有效。若“结果”选项卡下的分数大于此值，则会被匹配到。提高接受阈值将减少运行时间。01.0接受阈值X匹配失败匹配成功此处分数大于接受阈值，可被匹配到。一、图像模板匹配工具6、运行参数计分时考虑杂斑（ScoreUsingClutter）若勾选，匹配图像时会考虑无关特征或杂乱特征，即杂斑对结果分数的影响，导致结果分数较低；不勾选将不考虑无关特征或杂乱特征，提高了结果的分数但易找到和模板相似度不高的图像。训练模式考虑杂斑结果分数：0.98忽略杂斑结果分数：0.98考虑杂斑结果分数：0.92忽略杂斑结果分数：0.98一、图像模板匹配工具6、运行参数角度（ZoneAngle）指定PMAlign执行模板搜索时允许的旋转角度。用户可指定PMAlign结果必须完全等于标称值，此标称值为模板的角度，也可单击【】箭头切换至【

】来指定结果值的范围。缩放（ZoneScale）指定PMAlign执行模板搜索时使用的缩放值。用户可指定搜索结果必须完全等于标称值，此标称值为模板的大小，也可指定结果值的范围。一、图像模板匹配工具7、搜索区域搜索区域用于限制模板搜索的InputImage缓冲区区域。此搜索区域以蓝色边框显示在Current.InputImage中，用户可以图形形式定义此缓冲区中的搜索区域。只在规定区域内搜索一、图像模板匹配工具7、搜索区域特征阈值（FeaturesThreshold）指定已训练模板中，可位于搜索区域以外，且不干扰结果得分的特征的百分比。例如，默认值0表示已训练模板的所有特征都需要位于搜索区域内；值0.1则表示已训练模板的最多10%部分可位于搜索区域以外且不会影响最终分数。若希望允许已训练模板中特征的某些部分存在于搜索区域以外，并且不会影响提供给此搜索区域仍包含特征的整体分数，可使用此功能。一、图像模板匹配工具8、图形图形根据实际需要，用于选择在图像缓冲区中显示的对应图形。蓝色为默认勾选红色为用户选择勾选“诊断”下的“显示匹配特征”，运行工具，可以在“LastRun.InputImage”中查看当前输入图像和模板的特征匹配度。红色：匹配度较差。黄色：匹配度一般。绿色：匹配度良好。一、图像模板匹配工具9、结果用于显示匹配到的图像的坐标等相应信息。一、图像模板匹配工具TASK任务1、锂电池定位任务一、图像模板匹配工具二、图像定位工具三、锂电池定位+图像空间坐标系OFixture空间坐标系+图像空间坐标系Fixture空间坐标系OOO建立Fixture空间坐标系Fixture空间坐标系随工件转动作用1新建固定的坐标空间附加到图像上，并提供更新后的图像作为输出，供其他视觉算法工具调用。作用2往坐标空间树中添加了一个定位坐标系，用户需要设定定位坐标系的名称。1、作用二、图像定位工具在程序流程中，若只存在一个CogFixtureTool，则不需要打开工具内部进行设置；若需要使用多个该工具，则需要更改定位空间的名称，其他参数无需设置。2、添加方式和界面展示CogFixtureTool常配合CogPMAlignTool使用，2维坐标空间来源于CogPMAlignTool的输出，可以建立固定在PMAlign匹配结果上的坐标系。二、图像定位工具TASK任务1、锂电池定位任务一、图像模板匹配工具二、图像定位工具三、锂电池定位1、新建解决方案三、锂电池定位双击桌面【

】图标，在弹出界面新建“空白”解决方案2、保存解决方案三、锂电池定位进入设计模式界面后可点击【

】将该解决方案保存，并命名为“项目10-锂电池检测-XXX”3、添加信号和取像，并配置三、锂电池定位添加“内部触发”和“取像”工具，并相互链接双击打开“取像”工具：源：文件夹文件夹：本地锂电池图片所在文件夹输出格式：ICogImage点击“取像”工具上方【

】按钮，运行工具并加载图像4、添加ToolBlock三、锂电池定位添加“ToolBlock”工具并进行链接，右击该工具，点击【运行】5、ToolBlock输入图像三、锂电池定位双击打开“ToolBlock”工具：1.点击右侧【

】自动添加输入“Input1”；2.下拉选择“取像”工具的“Image”6、ToolBlock预览图像三、锂电池定位此时，左侧工具栏中[Inputs]下自动添加输入“Input1”，将鼠标放于其上可看到外侧的图像已被成功加载7、添加CogImageConvertTool三、锂电池定位点击“ToolBlock”中的【

】，打开“ImageProcessing”，添加“CogImageConvertTool”，并链接输入图像“Input1”8、添加CogPMAlignTool三、锂电池定位添加“CogPMAlignTool”：1.在“CogImageConvertTool”之后，添加“CogPMAlignTool”并链接转换后的图像2.点击【

】运行“ToolBlock”工具，所有算法运行，图像被加载到右侧图像缓冲区中。算法成功运行，则其右上角会显示“

”绿色圆圈；否则显示“

”红色方框9、配置CogPMAlignTool-抓取训练图像三、锂电池定位“CogPMAlignTool1”配置：1.右侧图像缓冲区方下拉切换到“Current.TrainImages”界面，在“训练参数”选项卡下，点击【抓取训练图像】，此时可以看到外部图像被抓入此界面，同时左上角出现浅蓝色方框10、配置CogPMAlignTool-框选训练图像三、锂电池定位2.选中方框，框选锂电池整体，