《机器视觉技术及其应用》（第二版）课件 模块2

项目1VisionPro的安装与QuickBuild操作方法任务1VisionPro的安装任务2QuickBuild操作入门任务1VisionPro的安装

（a）setup.exe（b）软件欢迎界面（1）VisionPro安装初始化：安装软件前确定已关闭杀毒软件，在VisionPro的安装包路径DISK1中找到setup.exe应用程序，并双击进入欢迎界面进行安装（2）点击“下一步”，弹出软件安装初始化界面（3）点击“下一步”，弹出许可证协议界面，并选择“我接受该许可证协议中的条款（A）”（4）点击“下一步”，弹出用户信息输入界面，对用户姓名和单位进行输入（5）点击“下一步”，弹出自定义安装界面，同时可以通过点击更改对默认的安装路径“C:\ProgramFiles\Congex\”进行修改（6）继续点击“下一步”，弹出准备开始安装界面（7）点击“安装”，安装完成后弹出安装完成界面，点击“完成”后将进入“VisionPro控件安装向导”（8）点击“下一步”（9）选择“我接受许可证协议中的条款（A）”，点击“下一步”（10）选择“完整安装”，点击“下一步”进入开始安装界面（11）点击“安装”进入安装界面（12）软件驱动程序安装过程（13）安装完成后的界面任务2QuickBuild操作入门应用程序名称作业名称示例作业、帮助文档等快速入口单次运行QuickBuild应用程序打开QuickBuild应用程序保存QuickBuild应用程序另存为QuickBuild应用程序工具栏新建Job、导入ToolGroup、打开Job、保存Job、另存为Job复位应用程序、连续运行应用程序、打开I/O、配置通讯管理器、配置已发送项显示浮动结果、配置应用程序属性、显示统计信息、显示工具提示、显示作业提示、帮助工具栏图解软件架构3个级别软件界面：作业双击打开作业软件界面：工具工具名称工具设置选项卡工具状态反馈图像&图形显示窗口双击打开工具工具组图像源视觉工具输入终端输出终端1.工具按序列执行：不可以逆向连接终端2.可以通过拖放调整工具顺序3.可以通过拖放连接终端，传递数据终端传递数据Visionpro自带示例图片资源：安装目录\Cognex\VisionPro\Images资源开始菜单123安装的说明文档工具功能说明工具箱采集图像工具、硬件接口查找边缘/边缘对的位置数据统计分析缺陷检查结果数据处理分析工具包3D相关颜色相关生成图形图像交点判断获取字符识别连通区域分析灰度匹配查找图像文件读写工具图形匹配查找高级查找（支持彩色）工具组标定、坐标系转换条码/二维码相关查找、拟合图形几何测量图像预处理像源在VisionPro中用来从相机采集图像的工具是

像源使用初始化按钮初始化采集运行工作在运行工作时，它从相机采集图像并放入到

LastRun.OutputImage显示直播视频使用显示实时图像按钮，打开直播视频显示窗口并显示活动图像显示可选项，使用浮动显示窗口打开不同的窗口来显示所采集的图像注意底部的确切信息。位置灰度值显示在任何显示上，可以右击并且选择放大、缩小、全图等三种图像多数工具使用几种图像进行工作图像文件工具有三种图像从显示区的下拉菜单中选择要浏览的图像链接图像从像源的输出图像（OutputImage）拖放到

图像文件（ImageFile）工具的输入图像（InputImage）现在每次运行工作时，所采集的图像会追加到图像文件中Current.InputImageCurrent.InputImage

是要写入到下一次以录制模式运行的图像文件中的图像LastRun.OutputImage当我们从图像文件中抓取某图像时，它成为LastRun.OutputImage敬请指正！22:0329项目2PMAlign工具任务1PMAlign工具的基本使用方法任务2应用案例1：齿数计数任务3应用案例2：硬币计数求和任务1PMAlign工具的基本使用方法PMAlignTool工具主要根据图像训练的模板对图像进行识别和定位，基于轮廓和边缘特征进行目标搜索。22:0330PMAlignTool工具的概念PMAlignTool工具的基本用法双击打开软件后打开作业编辑器，并点击初始化图像来源按键和工具箱添加图像和工具，图像源：选择VisionPro软件安装路径的示例图片文件“C:\ProgramFiles\Cognex\VisionPro\Images\bracket_std.idb”添加PMAligntool工具双击CogPMAlignTool1工具，跳出工具编辑器页面在工具页面右上角选择训练图像：Current.TrainImage，点击抓取训练图像按钮，在出现的图像中选择图像点击训练右上角选择lastRun.InputImage，左上角点击三角符号，查看训练识别结果修改工具界面运行参数选项卡的角度点击运行，可看到倾斜图片的识别结果缩放功能演示：找圆孔选择一个圆孔进行训练，想显示出其他圆孔，必须选择运行参数的缩放查找概数：最大能显示几个，但是得分很高的几个会一起显示找圆孔运行结果掩模器功能掩模器，去掉一部分特征不被匹配项目要求：对图中齿轮个数进行计数，并将结果显示在界面上任务2应用案例1：齿数计数项目流程模板对象的抓取和训练运行参数的设置PMAlignTool工具设置工具终端添加入口终端的添加过程添加终端将选择器选为InputInteger，并修改字体大小和颜色对文字的位置进行修改CogCreateGraphicLabelTool标签显示工具设置任务2应用案例2：硬币金额求和项目要求：统计图中硬币的总金额，并将结果显示在界面左上角项目流程开始CogCreateGraphicLabelTool结束CogPMAlignTool

一元模板CogPMAlignTool

五角模板CogPMAlignTool

一角模板CogResultsAnalysisTool训练1元模板为1元模板添加掩膜运行查看1元硬币的匹配结果。参考以上的操作进行适当调整，对其它硬币金额对象进行捕捉工具终端添加入口终端的添加过程添加终端添加CogResultAnalysisTool结果分析工具，添加三个输入，并更改名称为num01、num05和num1（分别用于汇总1角、5角和1元的硬币金额）计算硬币总金额添加终端添加标签显示工具，运行查看结果22:0354敬请指正！22:0355项目3Fixture、Caliper工具任务1Fixture、Caliper工具的基本使用方法任务2应用案例1：零件尺寸测量与显示任务3应用案例2：零件瑕疵检测任务1Fixture、Caliper工具的基本使用方法CogFixtureTool是一种最常用的建立定位坐标系的工具，在使用此工具建立定位坐标系之前，需要提前获得一个2D转换关系，2D转换关系的通过其他工具获取。其主要任务：1)往坐标空间树中添加一个定位坐标系，需设定定位坐标系的名称；2)建立一个定位后的输出图像提供其他工具调用，输出图像的像素和输入图像完全相同，但坐标空间可以选择为定位空间或者非定位空间。2026/10/3056一、CogFixtureTool标定和定位工具2026/10/3057假设现在用户要通过测量零件右上角的圆孔直径来判断当前产品是否合格，而该零件每次进入相机视野的位置姿态都是不确定的。仔细观察发现：零件右上角圆孔的位置相对于零件的位置是不会变换的，也就是说如果以零件本身为参照物的话，右上角的通孔出现在一个固定坐标值的位置。一、CogFixtureTool标定和定位工具2026/10/3058可以采集一幅包含该零件的图像作为参考图像，使用CogPMAlignTool工具创建零件的匹配模板，每次采集到待测量图像先进行模板匹配，确定零件在图像中的位置与姿态，然后使用CogFixturetool根据零件相对于模板图像的位姿关系建立一个新的坐标系Fixtured一、CogFixtureTool标定和定位工具CogFixtureTool在运行时执行两项操作：创建一个坐标系并添加到该图像的坐标空间树。创建一幅输出图像，如果是使用的CogPMAlignTool提供的位置姿态，原点为CogPMAlignTool的匹配点。CogFixtureTool需要的输入参数InputImage,输入图像，告诉工具将要对哪副图像进行坐标转换转换参数，告诉工具对图像进行怎样的变换（平移与旋转）转换后的坐标空间名称，默认值为FixturedCogFixtureTool与CogPMAlignTool经常配合使用！！！2026/10/3059CogFixtureTool与CogPMAlignTool配合使用2026/10/3060二、CogCaliperTool卡尺工具CogCaliperTool工具可用来测量物体的宽度，边缘或特征的位置，边对的位置及宽度等。CogCaliperTool工具需要预先知道待测边缘或特征的大概位置和特点。2026/10/3061CogCaliperTool

卡尺工具应用：

1.找边

2.找边缘对2026/10/3062二、CogCaliperTool卡尺工具设置基本参数●边缘模式:可设置为查找单个边缘或边缘对。●边缘极性:为了确保CogCaliperTool工具找到的边符合我们的期望，可以设置边缘极性(从暗到明或从明到暗)、边缘相对于原点的位置、以及边对的宽度等参数。●对比度阈值:小于对比度阈值的边会被忽略，大于对比度阈值的边被保留。●最大结果数n:只从备选边种保留最强n条边，如果备选边不足n，则全部保留。●过滤一半像素:此参数主要用于边缘筛选，其目的是消除噪声和增强峰值。2026/10/3063二、CogCaliperTool卡尺工具2026/10/3064搜索区域框有扫描方向和投影方向，扫描方向与找到的边垂直，投影方向与找到的边平行。任务2应用案例1：零件尺寸测量与显示

测出工件边缘宽度及两个圆的半径，显示在界面上，如下图所示。2026/10/3065所需工具：2026/10/3066操作步骤：2026/10/3067打开一个JOB，依次添加下列工具：CogPMAlignTool,CogFixtureTool,CogCaliperTool,CogCreateGraphicLabelTool1,CogfindCircleTool1,CogCreateGraphicLabelTool2,CogfindCircleTool2,CogCreateGraphicLabelTool13操作步骤：2026/10/3068从系统image文件夹加载数据源bracket_std.idb使用CogPMAlignTool进行识别工件的操作并设置运行参数2026/10/3069设置CogFixtureTool1.设置链接2.参数使用默认设置3.fixture空间设置好后，后面工具均使用该空间进行定位操作步骤：操作步骤：2026/10/3070使用CogCaliperTool工具查找工件边缘对，设置边缘模式为边缘对，设置搜索区域框，调整边缘对宽度使正确查找边缘对。在结果中可看到正确测量宽度结果。在终端中调出宽度值送给Label标签进行显示操作步骤：2026/10/3071label标签设置，调整放置位置，选择空间，后面同样！操作步骤：2026/10/3072使用找圆工具CogfindCircleTool1进行左边圆查找，把找圆卡尺变成圆形，然后覆盖在需要查找的圆上，直径略大于所找的圆。调整卡尺数量，搜索长度，投影长度，所选空间，进行圆的查找。找到后把圆的半径数值送给label。任务3应用案例2：零件瑕疵检测2026/10/3073查找NG工件2026/10/3074使用CogImageConverTool1工具转换图像使用CogPMAlignTool工具识别定位图像使用CogFixtureTool工具定位工具位置使用CogHistogramTool工具直方图工具进行图像灰度值分析使用CogResultsAnalysisTool结果分析工具对直方图分析工具给出的数据进行分析处理使用标签工具把布尔类型的结果显示出来。查找NG工件2026/10/3075设定数据源，使用转换工具给PMAlign工具图像，PMAlign工具进行图像训练定位，并把结果给Fixture工具。查找NG工件2026/10/3076直方图工具设置：区域形状选择圆形，在图片上用圆形框选择左边圆，空间选择Fixture。设置完成后运行查看结果，正确结果灰度值的平均值在39左右。查找NG工件2026/10/3077第二个直方图工具设置如图所示，正确结果灰度值在161左右。查找NG工件2026/10/3078把直方图的平均值结果送给结果分析工具，结果分析工具设置如上图所示，并把布尔类型的结果送给label显示查找NG工件2026/10/30792026/10/3080敬请指正！22:0381项目4几何工具任务1创建工具的使用方法任务2查找和拟合工具的使用方法任务3相交工具的使用方法任务4测量工具的使用方法任务1创建工具的使用方法1.CogCreateCircleTool功能：创建圆2.CogCreateEllipseTool功能：创建椭圆3.CogCreateLineBisectPointsTool功能：创建两点的平分线4.CogCreateLineParallelTool功能：在某一点创建某条线的平行线5.CogCreateLinePerpendicularTool功能：在某一点创建某条线的垂线6.CogCreateLineTool功能：根据指定点和角度创建一条直线7.CogCreateSegmentAvgSegsTool功能：创建两条线段的平均线8.CogCreateSegmentTool功能：创建线段22:0382CogCreateCircleTool功能：创建圆22:0383圆心坐标和半径也可以从其他终端输入CogCreateEllipseTool功能：创建椭圆22:0384圆心坐标、半径，旋转参数也可以从其他终端输入CogCreateLineTool功能：根据指定点和角度创建一条直线22:0385已知点坐标和已知角度也可以从其他终端输入CogCreateLineBisectPointsTool功能：创建两点的平分线22:0386起点坐标、终点坐标也可以从其他终端输入CogCreateLineParallelTool功能：在某一点创建某条线的平行线22:0387已知点坐标和已知直线也可以从其他终端输入CogCreateLinePerpendicularTool功能：在某一点创建某条线的垂线22:0388已知点坐标和已知直线也可以从其他终端输入CogCreateSegmentTool功能：创建线段22:0389CogCreateSegmentAvgSegsTool功能：创建两条线段的平均线22:0390已知线段也可以从其他终端输入任务2查找和拟合工具的使用方法1.CogFindCircleTool功能：找圆工具2.CogFindCornerTool功能:找角工具3.CogFindEllipseTool功能：找椭圆工具4.CogFindLineTool功能：找线工具5.CogFitCircleTool功能：拟合圆6.

CogFitEllipseTool功能：拟合椭圆7.CogFitLineTool功能：拟合直线8.CogMultiLineFinderTool功能：多线查找22:0391CogFindCircleTool功能：找圆工具22:0392CogFindCornerTool功能:找角工具22:0393CogFindCornerTool功能:找角工具

22:0394CogFindEllipseTool功能：找椭圆工具22:0395CogFindLineTool功能：找线工具22:0396CogFitCircleTool功能：拟合圆22:0397可从终端输入三个点坐标CogFitEllipseTool功能：拟合椭圆22:0398CogFitLineTool功能：拟合直线22:0399CogMultiLinefinderTool--多线查找工具22:03100任务3相交工具的使用方法1.CogIntersectCircleCircleTool功能：检测两圆是否相交2.CogIntersectLineCircleTool功能：检测线与圆是否相交3.CogIntersectLineEllipseTool功能：检测线与椭圆是否相交4.CogIntersectLineLineTool功能：检测线与线是否相交5.CogIntersectSegmentCircleTool功能：检测线段与圆是否相交6.CogIntersectSegmentEllipseTool功能：检测线段与椭圆是否相交7.CogIntersectSegmentLineTool功能：检测线段与线是否相交8.

CogIntersectSegmentSegmentTool功能：检测线段与线段是否相交22:03101CogIntersectCircleCircleTool功能：

检测两圆是否相交22:03102CogIntersectCircleCircleTool功能：

检测两圆是否相交22:03103CogIntersectLineCircleTool功能：

检测线与圆是否相交22:03104CogIntersectLineEllipseTool功能：

检测线与椭圆是否相交22:03105CogIntersectLineLineTool功能：

检测线与线是否相交22:03106CogIntersectSegmentCircleTool功能：

检测线段与圆是否相交22:03107CogIntersectSegmentEllipseTool功能：

检测线段与椭圆是否相交22:03108CogIntersectSegmentLineTool功能：

检测线段与线是否相交22:03109

CogIntersectSegmentSegmentTool功能：检测线段与线段是否相交22:03110任务4测量工具的使用方法1.CogAngleLineLineTool功能：两条直线的夹角2.CogAnglePointPointTool功能：由两点组成的线段相对于x正轴的角度3.CogDistanceCircleCircleTool功能：两圆的最短距离4.CogDistanceLineCircleTool功能：线到圆的最短距离5.CogDistanceLineEllipseTool功能：线到椭圆的最短距离6.CogDistancePointCircleTool功能：点到圆的最短距离7.CogDistancePointEllipseTool功能：点到椭圆的最短距离8.CogDistancePointLineTool功能：点到线的最短距离9.CogDistancePointPointTool功能：点到点的最短距离10.CogDistancePointSegmentTool功能：点到线段的最短距离11.CogDistanceSegmentCircleTool功能：线段到圆的最短距离12.CogDistanceSegmentEllipseTool功能：线段到椭圆的最短距离13.CogDistanceSegmentLineTool功能：线段到线的最短距离14.CogDistanceSegmentSegmentTool功能：线段到线段的最短距离22:03111CogAngleLineLineTool功能：

两条直线的夹角22:03112CogAnglePointPointTool功能：

由两点组成的线段相对于x正轴的角度22:03113CogDistanceCircleCircleTool功能：

两圆的最短距离22:03114CogDistanceLineCircleTool功能：

线到圆的最短距离22:03115CogDistanceLineEllipseTool功能：

线到椭圆的最短距离22:03116CogDistancePointCircleTool功能：

点到圆的最短距离22:03117CogDistancePointEllipseTool功能：

点到椭圆的最短距离22:03118CogDistancePointLineTool功能：

点到线的最短距离22:03119CogDistancePointPointTool功能：

点到点的最短距离22:03120CogDistancePointSegmentTool功能：

点到线段的最短距离22:03121CogDistanceSegmentCircleTool功能：

线段到圆的最短距离22:03122CogDistanceSegmentEllipseTool功能：

线段到椭圆的最短距离22:03123CogDistanceSegmentLineTool功能：

线段到线的最短距离22:03124CogDistanceSegmentSegmentTool功能：线段到线段的最短距离22:0312522:03126敬请指正！22:03127项目5Blob工具任务1Blob工具的基本使用方法任务2应用案例：零件孔位数统计任务1Blob工具的基本使用方法Blob工具主要用于查找和分析图像中的各种形状，根据用户设定好的灰阶范围对图像进行分割，然后根据连通关系对目标进行查找和分析。22:03128Blob工具的概念Blob工具的基本用法双击打开软件后打开作业编辑器，并点击初始化图像来源按键和工具箱加载图像源：选择VisionPro软件安装路径的示例图片文件“C:\ProgramFiles\Cognex\VisionPro\Images\blobs.bmp”添加Blob工具，连接数据链接极性选择改变后的结果直接运行后的结果查看Blob工具的运行效果（直接运行和修改极性后运行）如极性选择白底黑点，那么黑色的就是孔，白色的是斑点对图像的结果进行分析，分析参数可在测得尺寸里进行设置，由当前的结果可以看到的参数有面积、CenterMassX、CenterMassY、ConnectivityLabel，可以根据结果数据来对测得尺寸属性参数设置合适的阈值查看结果显示提取面积1000至5000像素的目标结果任务2应用案例：零件孔位数统计项目要求：通过blob工具识别工件的孔数，并将结果信息显示在左上角开始CogCreateGraphicLabelTool结束CogPMAlignToolCogBlobTool

统计小孔CogBlobTool

统计大孔CogResultsAnalysisTool坐标CogFixturePMAlign工具：模板对象的抓取和训练22:03135PMAlign工具：运行参数的设置22:03136Fixture工具22:03137添加两个CogBlobTool工具22:03138框选小圆的区域22:03139查看结果，点击“测得尺寸”选项卡，在属性选择面积，选择“过滤”，范围选择“包含”，由结果图可知，取值范围为100至1000。22:03140点击“图形”选项卡，根据任务的要求，勾选显示斑点覆盖面和显示质心，图中红框为最终结果勾选显示斑点覆盖面和显示质心，查看检测大圆的运行结果22:03141

计算总斑点数：添加工具CogResultsAnalysisTool，添加两个输入InputA、InputB，再点击添加一个表达式ExprC

在运算符中选择“加”，在参数选择的是InputA、InputB，在勾选输出，在点击运行按钮的到，得到输出ExprC22:03142添加"ExprC"表达式的终端输出22:03143添加CogCreateGraphicLabelTool工具，并设置相关参数22:03144查看最终运行结果22:0314522:03146敬请指正！22:03147项目6ID工具任务1ID工具的基本使用方法任务2应用案例1：快递单号识别任务3应用案例2：标签二维码读取任务1ID工具的基本使用方法ID工具主要识别一维条形码、二维码，从中得所编码的字符、数字、符号等信息22:03148IDTool工具的概念IDTool工具的基本用法双击打开软件后打开作业编辑器，并点击初始化图像来源按键和工具箱添加图像和工具，图像源：选择VisionPro软件安装路径的示例图片文件“C:\ProgramFiles\Cognex\VisionPro\Images\Barcode_Demo.idb”添加ID工具并运行22:03150查看运行结果，在图中显示有绿色框的部分为识别到的条码22:03151任务2应用案例1：快递单号识别要求：通过ID工具识别快递单的条形码，并将结果信息显示在左上角开始CogImageConvertTool

CogIDToolCogCreateGraphicLabelTool

结束搭建项目流程，运行，查看结果22:03154修改标签显示工具参数22:03155查看最终效果22:03156项目要求：通过ID工具识别标签二维码，并将结果信息显示在二维码上方任务3应用案例2：标签二维码读取开始CogImageConvertTool

CogIDToolCogResultsAnalysisToolCogCreateGraphicLabelTool

结束搭建基本流程22:03159选择QR代码系统运行，查看结果（字体和显示位置不对）

22:0316022:03161工具终端添加入口终端的添加过程添加终端运行作业，识别结果显示在二维码中间22:03162

CenterX和CenterY数据连接二维码识别结果位置添加CogResultsAnalysisTool工具，并按图设置参数22:0316322:03164工具终端添加入口终端的添加过程添加终端添加CreateGraphicLabel工具，并按图设置参数22:03165运行查看最终结果22:0316622:03167敬请指正！22:03168项目7颜色工具任务1颜色工具简介任务2应用案例1：饼干口味颜色识别任务3应用案例2：识别彩色书签颜色工具又分为四个工具：（1）CogColorExtractorTool：颜色提取工具，用于从彩色图像中提取像素。（2）CogColorMatchTool：颜色匹配工具，用于将运行时图像ROI中的平均颜色与指定为参数的一种或多种颜色进行比较。（3）CogColorSegmenterTool：颜色分段工具，用于分析彩色输入图像并生成灰度输出图像，其中具有所需颜色范围的部分变为亮像素，而超出所需颜色范围的那些部分变为暗像素。该工具生成的输出图像由非零灰度像素集合组成，可以通过Blob工具轻松对其进行分析。说明：“Segment”一词在康耐视中文版软件中被翻译为“分段”，但在机器视觉和图像处理领域，“Segment”一般被翻译为“分割”，为了保持与软件显示界面一致，本项目中统一采用“分段”来代替“分割”。（4）CogCompositeColorMatchTool：用于检查图像中某个区域的颜色内容，并在检查区域和参考条目表之间生成一组匹配分数，其中每个条目均包含颜色组合与视觉应用程序可能遇到的每个可能图像的样本的组合。22:03169任务1颜色工具简介任务2应用案例1：饼干口味颜色识别要求：通过CogColorMatchTool工具识别饼干口味，并将结果信息显示在左上角开始CogImageConvertTool

CogPMAlignTool

CogFixtureTool

CogColorMatchTool

CogCreateGraphicLabelTool

结束使用CogImageConvertTool工具转换为灰度图22:03172使用CogPMAlignTool工具获取参考位置22:03173点击运行参数选项卡，启用区域角度参数（范围为-180度到180度）添加CogFixtureTool工具和CogColorMatchTool工具22:03174打开ColorMatch工具和新增选择区域训练柠檬色，通过修改区域形状选择CogCircle并调整到合适的大小和位置上，可以根据口味修改名称再点击“接受”22:03175用类似方法训练其他颜色，添加其它不同口味的颜色22:03176点击“区域”选项卡并修改区域形状，并选择修改所选空间名称为“@/Fixture空间”22:03177添加CogCreateGraphicLabelTool1工具，根据需要修改文字的字体、大小、颜色和放置位置22:03178查看最终的运行结果22:03179要求：通过CogColorMatchTool工具识别书签颜色，并将结果显示在书签上方任务3应用案例2：识别彩色书签结束CogColorMatchTool2CogColorMatchTool3CogColorMatchTool4CogColorMatchTool5标签显示开始CogColorMatchTool1打开ColorMatch工具和新增选择区域22:03182添加第一种训练颜色22:03183用类似方法添加训练其他颜色22:03184单击“区域”选项卡，修改区域形状，并把区域形状拖放并调整到合适的大小和位置22:03185单击运行，再单击结果选项卡查看最佳匹配结果22:03186复制粘贴并修改区域位置，获得5个书签区域形状22:03187添加1个标签显示工具，根据需要修改文字的字体、大小、颜色和放置位置22:03188复制粘贴得到5个标签显示工具，