机器视觉系统编程与开发 课件 第1-4课时-项目1 认识机器视觉及Halcon开发软件

版本号：V1.0Halcon机器视觉编程基础项目1认识机器视觉及Halcon开发软件【知识目标】1.了解机器视觉系统的概念，掌握机器视觉系统的结构组成，了解各部分的作用；2.了解Halcon软件的界面，知道各窗口、菜单、工具的作用；3.了解Halcon软件的编程方式。1、学会利用网络资源，资料搜集能力；2、掌握编程语言的学习方法。1、素质高、专业技术全面、技能熟练的大国工匠、高技能人才；2、树立科技强国的理念。【能力目标】【素养目标】熟悉机器视觉系统利用HALCON编写第一个程序

认识HALCON软件任务1任务2任务3熟悉机器视觉系统任务11课时【任务要求】1、掌握机器视觉的概念；2、了解机器视觉的应用场合和优势；3、能绘图说明机器视觉系统的组成部分。一、定义：机器视觉（MachineVision）是一门涉及到计算机、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的交叉学科，主要利用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取所需特征信息，进行加工处理并加以解析，最终根据分析结果来实现检测、测量和定位等。机器视觉：机器：视觉的主体，动作的控制和执行部分视觉：机器的眼睛，信息的输入端，采集（有目的的采集）

采集的样式---图像

图像处理系统二、机器视觉系统

机器视觉标准体系

典型行业应用电子制造汽车制造印刷包装轨道交通锂电制造卷烟生产光伏制造生物制药轻工皮革

图像信息获取相机镜头光源图像采集卡控制器配件

智能决策执行AI能力平台

四大应用方向

检测定位测量识别模式识别机器学习深度学习

信息处理平台

机器视觉算法库

图像分析处理嵌入式视觉处理HalconNiVisionOpenCVVisioproPCBaseGPUNPU2.1机器视觉系统应包括：图像采集模块；图像处理模块；与其它软硬件协同交互模块（控制模块）图像采集模块：图像采集模块主要由工业相机、镜头和光源组成。图像处理模块：该部分工作由计算机完成，计算机是视觉系统的核心，采集的图像数据输入到计算机后，计算机图像处理软件完成图像数据的处理。控制模块：视觉软件完成图像分析后，需要和外部设备（如引导机器人进行抓取操作）进行通信以完成对生产过程的控制。工业相机网口USB接口VGA接口2.2机器视觉3大硬件：工业相机、镜头、光源镜头光源三、机器视觉系统的基本应用

1、引导和定位2、外观检测3、工业测量4、信息识别定位抓取药液检测电路板检测字符识别四、常用的视觉开发软件下一任务介绍：了解了机器视觉系统的组成和作用后，选择一个开发工具出发吧。重点介绍Halcon的界面操作和算子的结构与使用。认识HALCON软件任务21课时【任务要求】1、认识Halcon软件操作界面；2、掌握“算子”的结构和作用；3、能分析“算子”的各组成部分。1、启动HalconHalcon的开发环境叫HDevelop一、Halcon界面菜单栏工具栏算子窗口程序窗口图像窗口变量窗口状态栏案例1-1打开一个例程1、文件—浏览Hdevelop示例程序或点击按钮或

Ctrl+E2、打开实例程序列表3、选择需要查看的程序二、算子算子是Halcon的核心，利用算子可以让视觉系统开发工程师像堆积木一样，仅需掌握基本的编程规则，可以迅速的开发出需要的程序，也许只要几十行的程序就可以得到想要的结果。Halcon20.0版本由2100多个算子组成。算子结构算子名称（图像输入：图像输出：控制输入：控制输出）图像变量输出参数控制变量输入参数算子名称算子参数算子输入在程序窗口输入算子的名称，会有提示，可以在提示区选择需要的算子。按“tab”键，可以完成算子的输入工作，各参数需要在“算子窗口”中修改。通过菜单“算子”-选择需要的算子，将会打开“算子窗口”，设定好各参数后，点击“确定”，即可在程序窗口中产生一条代码。或下一任务介绍：了解了Hdevelop软件的界面和算子后，让我们开始Halcon编程之旅吧。通过“我的第一个Halcon程序”了解Halcon编程的特色。利用HALCON编写第一个程序任务32课时【任务要求】1、能对照例程完成第一个程序的编写；2、在程序的编写过程中熟练掌握Halcon编程的方式、方法；3、掌握Halcon编程的技巧、调试的方法和帮助文档的使用。Halcon提供了“我的第一个Hdevelop程序”教程，供开发者学习使用。任务要求：提取图中回形针，并获取回形针的坐标和方向。

企业任务：在企业中，经常会碰到无需抓取，在视觉定位时，需要将零件的坐标和方向传递给机器人，机器人根据坐标和方向调整准确的位姿以保证准确的抓取。一、程序编写1、读取图像在程序窗口输入：read_image(Image,'clip')读取默认目录下的图像文件clip。默认目录为：C:\Users\Public\Documents\MVTec\HALCON-20.11-Progress\examples\images对处理的图像进行初始化*获取图像尺寸get_image_size(Image,Width,Height)*关闭当前窗口，因为当前窗口是系统默认的窗口，在没读取图像之前就存在了dev_close_window()*新建一个自己想要的窗口，可以设定大小，背景颜色，窗口句柄等dev_open_window(0,0,Width/2,Height/2,'black',WindowHandle)*在新窗口中显示图像变量Image中的图像dev_display(Image)新窗口显示图像2、对图像分割*对图像阈值分割（使用灰度直方图工具），筛选灰度值在0-50之间的像素threshold

(Image,

Regions,

0,

50)

*连通域处理，将回形针分割成单个区域

connection

(Regions,

ConnectedRegions)阈值分割的作用是提取像素值在某范围的像素点，组成一个集合灰度直方图---进行简单阈值分割的工具----1、点击工具条上的“灰度直方图”；2、打开阈值开关；3、调节“绿线”和“红线”确定阈值区间；4、点击“插入代码”生成程序。3、特征提取-----对回形针进行筛选*特征筛选，以面积为筛选过滤条件

select_shape

(ConnectedRegions,

SelectedRegions,

'area',

'and',

4000,

6000)

4、特征分析*计算回形针的转角

orientation_region

(SelectedRegions,

Phi)

*计算中心坐标，面积

area_center

(SelectedRegions,

Area,

Row,

Column)

特征直方图---进行特征提取的工具----1、点击工具条上的“特征直方图”；2、打开阈值开关；3、选择需要筛选的特征；4、调节“绿线”和“红线”确定特征值区间；5、点击“插入代码”生成程序。5、显示信息*显示箭头disp_arrow

(WindowHandle,

Row,

Column,

Row

-Length

*

sin(Phi),

Column

+

Length

*

cos(Phi),

4)

*显示角度（弧度）disp_message

(WindowHandle,

deg(Phi)$‘.1f'

+

'

deg',

'image',

Row-10