机器人导航定位系统解析

VD200视觉定位系统

软件操作阐明书（版本LOOO）

目录

1,弓I言----------------------------------------------------------------------------------------3

2,软件概述------------------------------------------------------------------------------------3

3,软件使用过程--------------------------------------------------------------------------------5

3.1图像显示区----------------------------------------------------------------------------------6

3.3状态栏-------------------------------------------------------------------------------------6

3.4功能选项-----------------------------------------------------------------------------------7

4,常见问题-------------------------------------------------------------------------------------13

5,注意事项-------------------------------------------------------------------------------------14

1引言

1.1编写目日勺

编写本使用阐明书日勺目日勺是充足论述本软件所能实现日勺功能及其运行环境,以便使用者理解本

软件日勺使用范围和使用措施，并为软件日勺维护和更新提供必要的信息。

2软件概述

2.1软件用途

本软件重要应用于各自品牌机器人日勺取、放精确定位。机器人之眼。

2.2工作原理

图2-1工作原理

标定后，相机输出坐标系和机器人坐标系统一。

2.3工作流程

图2-2工作流程

2.4功能特点

•专业标定板和标定算法标定，标定精度高，操作简朴以便。

•标定旋转中心，一次对位，效率高。

•模板制作简朴，支持自由形状模板，自动识别模板轮廓中心;

•带有缺陷检测功能，可选。

•参数自动保留。

•定位数据以太网或串口(RS-232/485)输出。

2.5软件安装。

A＞安装WindowsXPSP3操作系统。

B＞安装.NET2.0.

C＞安装相机驱动，若是Basler相机，安装时选择SDKfor.Net。

D＞安装hexsight3.3视觉软件包。

VB200,exe

f＞祝克生科拄有限公司

E＞将视觉定位系统文献夹复制到d盘，将其目录下的C图标创立快捷方式

到桌面。

2.6软件运行

软件运行在PC及其兼容机上，使用WindowsXP或Win7操作系统。

运行软件：右击快捷图标，在菜单中选择打开，等待若干秒钟即进入系统。

2.6软件功能概述

•支持方诚和Basler相机

•支持软件触发和硬件触发，支持飞行视觉;

•支持2点时分别取，放定位;

•提供自动标定、畸变标定、手动标定两种标定方式;

•提供相机标定参数调整;

•串口通讯，协议支持机器人品牌Adept,Dasa,Yamaha等通讯协议;

•输出数据符合机器人坐标系，为基准点的偏移坐标;

•可使能与否判断缺陷;

•输出多成果;

•搜索区域可跟踪模板训练框。

•设置参数自动保留。

3软件使用过程

配

置

参

数

系

线

标

定

视

觉

工

具

序号记数X/»Y/■*角度r

统计清零0臼。运行⑥调试。待机

0OK1.4280.6510.071

1OK1.4280.6510.071口连续视贡龙科技

数据显示区［clear|［全保存］□丽1|工具1|模板Q测试

用户切换：制造商|退出系统|15：01：痴

图3-1主界面

如图3；所示，软件重要分为图像显示区、定位成果显示区、状态栏、功能选项栏四个部分。

3.1图像显示区

-4-我口氢㈤曲MQ四、

□

11

I982.217||1529.797恒

图3-2图像显示区

如图3-2所示，鼠标在显示区域有右击菜单，可以选择指针的类型及坐标系的单位。鼠标在显示

区域中键滚轮可以自由缩放图像。鼠标停留的位置信息在显示区域左下角显示,

WT97451T171Greyl«v«l176表达位置坐标和停留位置时的像素灰度值。

右击菜单中的选项:

Crosshair：鼠标指示状态，十字线。

Selection：鼠标指示状态，指针。

Pan：鼠标指示状态，手掌形状，拖拽。

Zoom：鼠标指示状态，放大缩小。

Calibrate：坐标显示单位，像素或标定后单位间切换。

3.2定位成果显示区

显示定位成果数据信息，分别刷新检测定位成果数据。

3.3状态栏

图3-3状态栏

1）指示系统配置文献的状态：绿色表达状态。k,黄色表达未标定或标定参数无效，重新标定即可，否则无法做模

板和进行定位检测；

2）第二栏指示相机状态：绿色表达相机可用；例如相机未连接好。

3）第三栏指示通讯状态：绿色表达正常；红色表达故障。

4）第四栏是顾客切换：根据顾客的操作权限开发对应功能，分三个权限，技术员、管理员和制造商。切换密码分

别为000000,nini,222222.密码可以在功能选项/配置参数/顾客管理中修改。

5）第五栏视觉软件退出，退出前有提醒对话框。

3.4功能选项

3.4.1配置参数

配置参数点击，界面展开如图3-4所示，包括系统参数和通讯设置。系统参数包括配置选择、模板中心偏差及偏移

限制设置定位方式选择，以及配置操作（保留、加载、后台）。通讯设置包括机器人连接配置。

%VD20。机器视觉定位系统口同区I

关闭配

置

参

系统参数通讯设置数

配置选择

CCD个数

单CCD定位工具数

单定位工具模板数

系

统

□缺陷检测标

定

偏移限制模板中心偏差

△X：20.00:

△Y：20.0069|0.0003!视

设置觉

工

具

□调试状态发送定位结果

□显示模板轮廓0

仿

真

加载配置用户管理使

能

另存配置显示后台

序号记数X/»Y/■>角度r

统计清零0臼O运行◎调试O待机

0OK1.4280.6510.071

1OK1.4280.6510.071口连续视觉龙科技

［受+］［全保存］口|相机1I工具1I蔽切,测试

用户切换：制造商|退出系绕|15：14：15

图3-4配置参数

定位偏移设定mark偏移的J报警值。

串口默认协议：C0M1,9600,EVEN,8,2o串口号：机台多连接COM2。

在修改Mark偏移值和重选定位方式后，点击设置生效。其他参数，在设置变动后自动保留。

CCD个数：用于配置相机个数，在机器人单取固定放置的应用则一种相机；若机器人取和放均需定位时，则需两个

相机。配置双相机时，界面如图3-5.

序号记数角度r

x/MY/»统计落零0臼O运行⑥调试O待机

□连续视觉龙科技

Iclear][全保存]□I相机11工具11丽F

用户切换：制造商|退出系统|16：29：CI4[

图3-5机器人取放定位界面

单相机工具数：用于配置单个相机对应的工具个数，目前采用单工具设置。

单工具模板数：用于配置单个工具可以创立的模板数，目前采用单模板设置。

缺陷检测：用于使能缺陷检测功能。在使能后，首先定位运算，定位成功后再做缺陷检测，输出最终止果。不使能

时，只运行定位算法，输出定位成果数据。

另存配置：另存标定参数、串口参数、定位偏移参数及模板参数等，即以便检测另一款产品。

加载配置：不一样的产品制作相对应的配置参数，更换产品时，加载对应的配置参数即可。

显示模板轮廓：如图3-6所示，定位运算时，将模板的实际匹配成果显示出来，以便判断和分析定位的成果。

图3-6显示模板轮廓

注意：1,修改配置参数/系统参数后，点击设置后生效。

3.4.2系统标定

点击系统标定按钮显示如图3-7,显示标定的参数，需要管理员和制造商权限。

此界面显示标定的参数，微调像素尺寸系数和相机安装角。

点击开始标定，进入详细标定界面图3-8

为VD200机器视觉定位系统

，@0卜描11Q删*配

关闭

置

参

I单相机标定旋转中心

数

系统标定参数

开始标定

系

统

标

定

视

觉

工

具

0

仿

真

使

能

LJ

0.000

序号记效x/Y/“角度r

M统计清零0臼。运行©调试。待机

口连续视觉龙科技

[clear||全保存]□相机1I工具1朦板v测试

图3-7标定初始界面

/VD200机器视觉定位系统

+&®a，:Q四k配

置

参

单相机标定旋转中心数

标定方法自动标定

外参标定

标定模板

系

统

©X轴第一点取图标

定

两点距离：2。第二点取图

注：单一轴运行,且不出视野。

视

:运行距离超过视野1/4.觉

工

具

0

仿

真

使

能

0.000

图3-8自动标定界面

自动标定界面如图3-8所示。注意：此时关闭按钮呈灰色，在点击下方确实定或取消后才可关闭标定界面。

标定措施有三种：自动标定，XYSCale标定和畸变标定。

自动标定：自动标定无需标定块，借助设备的运行完毕标定，操作以便，精度依赖设备的运行精度。同步标定

相机的像素尺寸和相机的安装角度。措施如下：

A＞做标定模板。弹出模板编辑框，编辑后点击OK.

B＞选择X轴。

c＞将mark移动图像一边，测试第一点取图，看能否抓到，与否精确。若抓mark失败，则点击“搜索参数”,

调整搜索参数，将一致性公差调整为小，默认为极小。记下设备X轴的坐标，或将设备相对坐标清零。

D＞将mark移动到图像另一边，测试第二点取图，看能否抓到，与否精确。查看设备X轴坐标变动。

E＞在两点间距框内输入x轴坐标的变动，点击完毕标定，确定按钮为灰色，不可点击。

F＞选择Y轴。将mark移动图像上边或下边，测试第一点取图。记录y轴坐标。

G＞运行Y轴，将图像上mark上移或下移，测试第二点取图。记录Y轴变化。

H＞在两点间距框内输入Y轴坐标的变动，点击完毕标定，确定使能，可点击。

1＞点击确定完毕标定，也可选择Y。，标定机械X轴与Y轴的夹角（当然，也可不标定Y。，在之后的微调中

调整）。

标定完毕之后要测试此相机参数标定的精度，并调整。测试和调整措施如下：

A＞暂先关闭相机标定，打开视觉工具，在定位点选择栏选择刚标定的相机，创立模板。

B＞返回相机标定界面，选择相机安装角度调整。

C＞将mark移到视场左侧，点击测试，在屏幕左下角成果显示栏显示定位数据（若显示2条，则再次测试，显

示栏更新为1条，这以便背面测试的误差验证）。

D＞只运行坐标X轴，将Mark运行至视场另一侧，距离为视场的1/2,点击测试，成果显示栏显示2点的数据。

1）若X值间距与刚X轴运行间距相差大，则赔偿X轴的像素尺寸系数：P->mm。若较x轴运行间距大，则

微调减小X轴的像素尺寸系数，反之，若较X轴运行间距小，则微调增大X轴的像素尺寸系数。调整后，

进行测试。2）若Y值不等，相差较大，则调整相机安装角度0,微调增大或缩小，通过运行测试，至Y

值靠近相等。

E>运行坐标Y轴，运行测试。X值应相等，Y值之差应等于Y轴运行间距。若X值不等，相差较大，则调整机

械X轴与Y轴夹角。选择机械X轴与Y轴夹角，微调，之后运行Y轴测试。若Y值间距与Y轴运行间距相

差较大，则赔偿Y轴日勺像素尺寸系数：P->mm。若较Y轴运行间距大，则微调减小Y轴的像素尺寸系数，

反之，若较Y轴运行间距小，则微调增大Y轴的像素尺寸系数。调整后，运行Y轴进行测试。

注意：

先调整X轴的像素尺寸系数和相机安装角度，通过单运行X轴测试配合，选择相机安装角度调整；

再调整Y轴的像素尺寸系数和机械X轴与Y轴夹角，通过单运行Y轴测试配合，选择机械X轴与Y轴夹角

调整。

畸变标定：需要专业标定板，标定精度依赖于标定板精度和标定期标定板的放置。

环节如下：

A>根据视野大小，选择合适的标定板规格。合适时标定板选择根据是点间距约30至80个像素。标定板图案是

交错实心圆阵列，重要参数是两圆点间的距离，为2倍圆直径。

B＞设定好标定参数后，点击标定，如图所示，实心圆点中心充满蓝色和黄色Mark,左下角显示标定的坐标系。

C＞反复自动标定的环节，进行相机安装角的标定，并验证相机安装角。无需验证像素尺寸。

畸变标定如图3-9.

力VD200机器视觉定位系统

]■■■戏税0Too%-▼Q

单相机标定旋转中心

标定方法;畸变标定▼

内参标定

标定参数

点间距

11.00,mm

系

点半径最小值统

标

卜。,，|像素定

占半径最大值

标定

20

I•像素

视

觉

工

具

0

仿

真

使

能

取消

0.0000.000

图3-9图畸变标定

旋转中心标定：此项功能标定出拍照位机器人旋转中心在CCD中的位置。环节如下:

1）制作标定模板。

2）设置搜索参数，调整搜索角度范围，-40度到+40度。

3）旋转前定位，定位成功时按钮绿色，图像显示区Mark更新。

4）旋转后定位，定位成功时按钮绿色，图像显示区Mark更新。

5）在旋转角度框内输入实际旋转的I角度。逆时针为正。

6）点击标定，在旋转中心框内显示求解的I参数，图像显示区显示中心Mark（标示Center）。

此外，双相机日勺标定界面如图3-H.逐一标定。

关闭

配

置

单相机标定I旋转中心参

数

XY

旋转中心：|L151阕|L677［调整

旋转角度：

系

统

标

定

视

觉

工

旋转前定位标定

具

0

仿

真

使

能

序号记数x/—Y/—角度r。运行③调试。待机

□连续、/1•初贡龙科搐