机器人视觉iRVision--小结

iRVision小结1．iRVision概述1．1Offset补偿和检测方式根据iRVision的补偿和测量方式的不同，iRVision可作以下分类：对具体的应用，理解不同iRVision的特性并选择一个适合的应用是非常重要的。offset补偿分类-用户坐标系补偿(UserFrameOffset)机器人在用户坐标系下通过Vision检测目标当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿抓取位置。-工具坐标系补偿(ToolFrameOffset)机器人在工具坐标系下通过Vision检测在机器人手爪上的目标当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿放置位置。测量方式分类-2D单视野检测(2DSingle-View)2D多视野检测(2DMulti-View)iRVision2D只用于检测平面移动的目标(XY轴位移、Z轴旋转角度R)。其中，用户坐标系必须平行于目标移动的平面，目标在Z轴方向上的高度必须保持不变。目标在XY轴方向上的旋转角度不会被计算在内。-2.5D单视野检测(2.5DSingle-View/Depalletization)IRVision2.5D比较iRVision2D，除检测目标平面位移与旋转外，还可以检测Z轴方向上的目标高度变化。目标在XY轴方向上的旋转角度不会被计算在内。-3D单视野检测(3DSingle-View)3D多视野检测(3DMulti-View)iRVision3D用于检测目标3维内的位移与旋转角度变化。检测目标位置修正机器人姿态放置目标检测目标位置修正机器人姿态抓取目标用户坐标系工具坐标系2D检测2.5D检测3D检测1．2照相机固定方式iRVision支持以下的照相机安装方式：固定照相机(fixedcamera)优势：可以在机器人运动时照相。照相机连接电缆铺设简易化。可以使用Toolframeoffset。劣势：检测区域固定化。如果因外界因素导致照相机和机器人间相对位置变更，必须重新示教cameracalibration。照相机固定在机器人上(robot-mountedcamera)优势：检测区域可以随机器人变化，整体检测范围增加。较大的照相机焦距使用可能，检测精度提升。易拓展再检测功能。劣势：机器人必须停止照相。必须注意光源是否被机器人或外围设备干涉。必须注意照相机连接电缆的磨损现象。2．iRVision启动设置2.1连接照相机配置照相机后面板开关SONYXC-56orSONYXC-HR50、XC-HR57开关出厂设置iRVision设置DIPswitches全部OFF7、8ON，其余OFF75－ohmterminalONONHD/VDsignalselectorEXTEXT照相机与控制柜的连接R-30iA控制柜主板上有一个照相机接口（JRL6），视觉板上有四个照相机接口(JRL6A~D)。1）当只使用一个照相机时，将照相机直接连接到主板端口JRL6上或视觉板端口JRLA上2）当使用多个照相机时，可用复用器连接。复用器的连接照相机复用器端口主板照相机1JRL6AJRL6照相机2JRL6B照相机3JRL6C照相机4JRL6D照相机5JRL6E照相机6JRL6F照相机7JRL6G照相机8JRL6H三种复用器复用器端口数备注MultiplexerA4可连接照相机或3D激光视觉传感器MultiplexerB4不能连接3D激光视觉传感器MultiplexerC8不能连接3D激光视觉传感器2.2启动设置软件需求：●1A05B-2500-J868!iRVisionStandard●1A05B-2500-J869!iRVisionTPPI/F●1A05B-2500-J871!iRVisionUIFControls●1A05B-2500-J900!iRVisionCore●1A05B-2500-J901!iRVision2DV●1A05B-2500-J902!iRVision3DLEthernet连接：机器人电脑IP地址10.10.10.110.10.10.2子网掩码255.255.255.0255.255.255.0网关10.10.10.110.10.10.1机器人控制柜IP地址设置1）MENUS——[6SETUP]2）按F1[TYPE]——[HostComm]3）选TCP/IP4）输入机器人控制柜名[Robotname]5）输入机器人控制柜IP地址[Port#1IPaddr]6）输入子网掩码[Subnetmask]7）输入IP地址默认网关[RouterIPaddr]8）关机重启PC的IP地址设置1）在“控制面板”中双击“网络连接”——右击“本地连接”——选择“属性”2）选择“Internet协议（TCP/IP）”——点击“属性”3）选取“使用下面的IP地址”——分别输入“IP地址”、“子网掩码”、“默认网关”——点击“确认”修改IE浏览器设置1）在“控制面板”中双击“Internet选项”——选择“安全”标签2）选取“可信站点”——点击“站点”3）在“该网站添加到区域”中输入机器人控制柜IP地址——点击“添加”4）不选“对该区域中的所有站点要求服务器验证（https:）”——点击“关闭”5）选择“隐私”标签——点击“弹出窗口阻止程序”中的“设置”按钮6）在“要允许的网站地址”中输入机器人控制柜IP地址——点击“添加”——点击“关闭”7）选择“连接”标签——点击“局域网设置”8）不选“代理服务器”下“为LAN使用代理服务器”选项9）点击“确定”，完成设置修改Windows防火墙设置1）在“控制面板”中，双击“网络和Internet连接”2）双击“Windows防火墙”——选择“例外”标签3）点击“添加程序”——选择“InternetExplorer”4）点击“确认”，完成修改在PC上安装VisionUIF控件1）打开“IE浏览器”，在“地址栏”中输入机器人控制柜IP地址，打开机器人主页2）在“iRVision”中点击[VisionSetup]，如PC已安装该控件，则进入VisionSetup页面；如PC未安装该控件，则弹出安装“Localhost”对话框3）选择MC或USB，点击“Continue”，弹出“FileDownload”对话框4）点击“Run”开始下载5）下载完成时弹出安装对话框，点击“Run”开始安装，安装完毕时，IE浏览器自行关闭3iRVision一般设置3．1iRVision一般流程3．2示教用户坐标系(ApplicationUserFrame)1)机器人工具坐标系标定(TCP)使用6点法标定一个准确的机器人工具坐标系(TCP)。-在作成用户坐标系和照相机标定时，必须使用点对点的示教形式，所以我们需要一个准确的TCP。-对TCP选择哪一个点并无特别要求，一般，我们选择把示教用针安置在机器人手爪上，以针的顶端为TCP原点。-使用精度高的示教用针将节省再次示教时间。-TCP的精度高低将影响整个iRVision的精度，请准确的进行TCP的示教并确认其准确性，因为对TCP的方向性无要求，三点法也可以使用。示教应用用户坐标系(ApplicationUserFrame)设置照相机(CameraSetup)标定照相机(CameraCalibration)示教Vision程序(VisionProcess)示教机器人程序(TPProgram)设置参考点(ReferencePosition)步骤1~3对所有Vision都适用根据不同Vision应用有所不同使用精度高的三爪卡盘和唯一的针以针顶端为原点设置TCP改变机器人姿态，调整手爪方向性确认TCP的准确性，TCP精度会影响Vision的精度2)应用用户坐标系标定(ApplicationUserFrame)使用作好的工具坐标系标定一个用户坐标系，我们称此用户坐标系为ApplicationUserFrame。-一般此用户坐标系设置在目标定位的平面上任意水平位置。-照相机标定对应照相机在此用户坐标系内的相对位置。-确认XY平面平行与目标位移的平面，Z轴正方向指向照相机。-Vision检测出目标在用户坐标系内位置并补偿给机器人。3．3设置照相机(CameraSetup)1)打开机器人主页，选择[VisionSetup]进入Vision设置界面。2)选择[CameraSetupTools]，点击，新建一个照相机。Name：照相机名Type：照相机形式请选择ProgressiveScanCamera3)点击[OK]确认，双击建立的照相机或点击选择，进入照相机设置界面，完成如下设置。Comment：注释PortNumber：接口号请选择照相机对应连接接口CameraType：照相机型号SONYXC-56DefaultExposureTime：默认曝光时间曝光时间↑，视野明暗度↑曝光时间↓，视野明暗度↓请调整合适值RobotMountedCamera：照相机是否固定在机器人上RobotHoldingtheCamera:当照相机固定在机器人上时设置固定相机的机器人Cameraparameters:相机参数4)完成所有设置后，点击[SAVE]存盘。在照相机标定时，照相机相对用户坐标系的位置和方向将被计算所得。ApplicationUserFrameWorldFrame照相机确定目标，并计算在用户坐标系内的偏移。机器人基于在用户坐标系内的偏移进行运动。3．4照相机标定(CameraCalibration)照相机标定用于建立照相机坐标系与应用坐标系(ApplicationUserFrame)之间的对应关系。iRVision支持以下2种标定方式。简易二点法(Simple2Dcalibration)可以对应多种2D视觉应用。栅格板标定(Gridcalibration)可以对应所有2D/3D视觉应用。可细分为：-2D标定(Gridpatterncalibration)-3D标定(3DLasercalibration)-视觉跟踪标定(Visualtrackingcalibration)3．4．1照相机镜头调整(Adjustmentoflens)在选定照相机后，完成标定前，一般需要先对镜头做下调整，调整步骤如下：1)在CameraSetupTools下选择需要标定的照相机，进入CameraSetup界面。点击进行连续成像。查看视野内是否能有效观测到目标。如不能，调整目标位置(对FixedCamera)或示教机器人(对Robot-mountedCamera)2)调整镜头光圈至最小，虹径放至最大，点击进行一次成像，观察成像效果，调整曝光时间，比对视野内最亮区域和最暗区域，保持最亮区域的灰度(g)在200左右。3)调整镜头焦距使成像清晰，测量镜头至成像目标间的距离并记录，在此我们记录为H。4)调整镜头光圈至最大，虹径放至最小，点击进行一次成像，观察成像效果，降低曝光时间，比对视野内最亮区域和最暗区域，保持最亮区域的灰度(g)在200左右。5)锁定镜头光圈和焦距，记录曝光时间t，调整完毕。通过调整镜头，将会得到清晰的成像和较短的曝光时间。注意事项：对3D应用，照相机镜头不可调整，H值为400mm。LiveImage：连续成像SnapImage：一次成像(row,col,g)：行、列、灰度H选择一个明显可见的目标作为成像对象3．4．2简易二点法(Simple2DCalibration)简易二点法只适用于旧版本2D视觉应用。系统通过2个不同点位的坐标转换来换算得出照相机和用户坐标系间的相对关系。(X轴、Y轴的偏移和指向)在条件允许的情况下，我们推荐尽量使用栅格板标定。(GridpatternCalibration)因为栅格板标定更简单、更精确。简易二点法步骤如下：1)打开机器人主页，选择[VisionSetup]进入Vision设置界面。2)选择[CameraCalibrationTools]，点击，新建一个标定。Name：标定名Type：标定形式请选择Simple2-DCalibrationTool3)点击[OK]确认，双击建立的标定或点击选择，进入简易二点法标定设置界面，完成以下设置。Co