工业机器人应用编程 中级 课件 3.2 输出法兰形状与位置识别

任务3.2输出法兰形状与位置识别公司简介CATALOGUE任务提出任务实施知识准备132目录拓展练习4任务提出

视觉定位应用是最常见的视觉应用之一，视觉定位通常采用图案定位工具，获取工件的位置和角度信息。

本任务以输出法兰工件为例，通过相机编程软件对输出法兰工件形状的学习，掌握工件形状识别的基本方法，实现相机对输出法兰工件的视觉定位，获取输出法兰工件的角度信息。

本任务主要包括以下内容：1.了解康耐视相机编程软件In-sightExplorer；2.了解形状识别的基础知识；3.掌握输出法兰工件的形状识别；4.测试与验证输出法兰形状识别结果。任务3.2.1相机软件江苏汇博机器人技术股份有限公司汇博平台知识准备-In-sight-Explorer软件介绍

菜单快捷工具栏In-sight网络应用程序步骤图像显示界面选择版参数设置界面任务3.2.2形状识别江苏汇博机器人技术股份有限公司汇博平台形状识别

物体的形状识别是模式识别的重要方向，广泛应用于图像分析、机器视觉和目标识别等领域。形状是物体的重要特征之一，形状识别是图像分析领域的重点研究内容之一。

形状分析是从图像中提取形状的特征信息，存储于特定的数据结构中，并用比较、识别、分类、检索等操作的过程，它是一个设计到多个学科分支的问题，需要综合应用图像处理、模式识别、人工智能等领域中的知识和方法。

通过分割区域来提取形状主要是基于区域的某种“一致性”，在实际图像中，如：灰度，纹理，光流等分布的一致性。形状识别1.基于边缘检测的方法

图像边缘是图像最基本的特征，边缘在图像分析中起着重要作用。所谓边缘，是指图像局部特性的不连续性。灰度或结构等信息的突变处称为边缘，例如：灰度级的突变、颜色的突变、纹理结构的突变等。

边缘检测的原理是：由于微分算子具有突出灰度变化的作用，对图像进行微分运算，在图像边缘处其灰度变化较大，故该处微分计算值较高，可将这些微分值作为相应点的边缘强度，通过阈值判别来提取边缘点，即如果微分值大于阈值，则为边缘点。形状识别2.基于阈值选取的方法阈值法是一种传统的图像分割方法，因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术。图像阈值分割利用了图像中要提取的目标物与其背景在灰度特性上的差异，把图像视为具有不同灰度级的两类区域（目标和背景）的组合，选取一个合适的阈值，以确定图像中每一个像素点应属于目标还是背景区域，从而产生相应的二值图像。形状识别3.基于区域生成的方法阈值分割可以认为是将图像由大到小进行拆分，而区域生长则相当于有小到大对像素进行合并。区域生长的基本思想是将具有相似性质的像素集合起来构成一个区域。实质就是将具有“相似”特性的像素元连接成区域。这些区域是互不相交的，每一个区域都满足特定区域的一致性。任务3.2.3视觉定位江苏汇博机器人技术股份有限公司汇博平台单目视觉定位和双目视觉定位

视觉定位主要分为单目定位（单摄像头）与双目定位（双摄像头）。无论单目定位还是双目定位，在使用前均需对摄像机进行标定，即通过拍摄标准棋盘图像，计算修正矩阵，消除由于镜头引起的成像误差，而双目定位除了需要对摄像头本身进行标定外，还需要对两个摄像头的相对位置关系进行标定。

单目定位运算量较小，但由于只能获取二维信息，通常需要在环境中加入特定的人工图标或辅以其他测量设备来完成定位，单目视觉定位主要通过对比前后两帧图像的变化来判断自身的移动情况，目前部分扫地机器人及无人机采用的都是单目定位技术。

双目视觉定位精度比单目定位要高，其定位方式是首先对同一时刻两个摄像机拍到的图像进行分析，找出相同的特征点，所谓特征点是指颜色发生突变的点，之所以要找到发生突变的点是为了后续方便匹配。形状识别

在大多数机器视觉应用中，图像中定位元件是应用成功的关键的第一步，图案定位是在定位元件中最常用的方法，图案定位是使用图像的边缘轮廓特征作为模板，在图像中搜索形状上相似的目标，可以得到位置坐标信息X、Y及角度，可用于定位、计数和判断有无等。

图案定位基本流程包括图像采集、添加定位工具、训练模型、设置搜索区域、设置旋转角度和计算并输出结果六个步骤，如图3-5所示。任务3.2.4输出法兰图案定位特征训练江苏汇博机器人技术股份有限公司汇博平台输出法兰图案定位特征训练

输出法兰工件形状识别采用定位部件工具下的图案工具，由于输出法兰和减速器工件的形状非常相似，如果选取工件外形作为识别特征，难以准确识别工件类型，所以选取输出法兰工件上的两个长方形槽作为形状识别的特征。任务实施-输出法兰图案定位特征训练操作步骤操作说明1将输出法兰工件放置于输送模块传送带末端2打开相机编程软件，连接到相机，相机切换到“实况视频”模式。3“应用程序步骤”中选择“定位部件”。4位置工具中选择“图案”工具，双击运行。5选中搜索框，调整搜索框的大小和位置。6选中模型框，调整模型框的大小和位置。7点击训练模型8输出法兰工件形状识别工具名称修改为FaLan。任务3.2.5输出法兰形状与位置识别江苏汇博机器人技术股份有限公司汇博平台输出法兰形状与位置识别

分别将减速器和输出法兰工件放置于传送带末端，测试工件形状识别结果，验证输出法兰工件形状识别的准确性。任务实施-

输出法兰形状与位置识别操作步骤操作说明示意图1将减速器工件以任意位置和角度放置于输送模块的传送带末端。2相机编程软件中手动控制相机拍照。任务实施-输出法兰形状与位置识别操作步骤操作说明示意图3相机图像识别结果：未识别到输出法兰工件。说明相机软件未识别到减速器工件。4将输出法兰工件以任意位置和角度放置于