VMT-IS培训

ShanghaiPepperl+FuchsAutomationTradingCo.,LtdVMTSystemDepartmentTel:[phone]Fax:[phone]Email:[e-mail].219JiangChang3Road,ShiBeiIndustrialPark,200436ShanghaiVMTVisionMachineTechnicBildverarbeitungssystemeGmbHGeneralofficeTel:[phone]Fax:[phone]Email:[e-mail]:摄像系统培训内容提要内容提要内容提要内容提要•第一篇：视觉系统的一般介绍•第二篇：VMT系统的软硬件配置•第三篇：菜单介绍•第四篇：系统维护•后续：动手练习、提问、答疑第一篇第一篇第一篇第一篇：：：：一般介绍一般介绍一般介绍一般介绍视觉系统的–目的目的目的目的：：：：导向机器人导向机器人导向机器人导向机器人/给机器人装上眼睛给机器人装上眼睛给机器人装上眼睛给机器人装上眼睛–任务任务任务任务：：：：计算机视觉计算出工件的方位变化计算机视觉计算出工件的方位变化计算机视觉计算出工件的方位变化计算机视觉计算出工件的方位变化。。。。–过程：•系统初始化：工作间定义、摄像头的标定、零测量•测量过程：采集图像、模式识别、方位计算、通讯–应用案例介绍：聚焦汽车行业现场布局现场布局现场布局现场布局：：：：摄像机位置摄像机位置摄像机位置摄像机位置C3rearleftC4rearrightSSDC1frontleftC2frontrightFRC3rearleftC4rearrightNVHC1frontleftC2frontright示例示例示例示例：：：：UBS–底盘防护底盘防护底盘防护底盘防护（（（（外部外部外部外部））））车壳整体或其中的某个部分的三维方位的确定；利用该测量结果，机器人就能够实现在正确的位置做相应的应用。典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局（（（（3D应用应用应用应用））））典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局（（（（示意图示意图示意图示意图））））摄像头机器人直线轨道机器人激光测量仪摄像头4摄像头3摄像头1摄像头2传送带走向ZXY车壳坐标系典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局典型的工作间布局（（（（数学建模数学建模数学建模数学建模））））机器人1机器人2车壳坐标系车壳坐标系车壳坐标系车壳坐标系（（（（车型设计中车型设计中车型设计中车型设计中））））•原点：前轮轴中点•X-轴：垂直于前轮轴的水平面上，由前向后•Y-轴：前轮轴的中心轴上，从左到右（驾驶员）•Z-轴：垂线方向，由下向上XYZ坐标系转换坐标系转换坐标系转换坐标系转换xyzxyz旋转旋转旋转旋转：：：：
-RZ
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-RX平移平移平移平移：：：：
-X
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+Zzyx旋转有两种方式：老坐标系/新坐标系++X+Z+Y坐标系转换坐标系转换坐标系转换坐标系转换：：：：右手规则右手规则右手规则右手规则XXXX----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移YYYY----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移ZZZZ----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移XXXX----轴旋转轴旋转轴旋转轴旋转YYYY----绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转ZZZZ----绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转坐标系转换坐标系转换坐标系转换坐标系转换：：：：矢量描述矢量描述矢量描述矢量描述顺序顺序顺序顺序::::轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移X,Y,ZX,Y,ZX,Y,ZX,Y,Z旋转旋转旋转旋转Z,Y,XZ,Y,XZ,Y,XZ,Y,X（（（（注意旋转顺序反过来了注意旋转顺序反过来了注意旋转顺序反过来了注意旋转顺序反过来了））））方向平移方向平移方向平移方向平移右手规则右手规则右手规则右手规则::::右手的大拇指指向右手的大拇指指向右手的大拇指指向右手的大拇指指向XXXX----轴的轴的轴的轴的正方向正方向正方向正方向，，，，然后食指指向然后食指指向然后食指指向然后食指指向YYYY----轴的正方向轴的正方向轴的正方向轴的正方向，，，，并且中指指并且中指指并且中指指并且中指指向向向向ZZZZ----轴的正方向轴的正方向轴的正方向轴的正方向．．．．XXXX----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移YYYY----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移ZZZZ----轴向平移轴向平移轴向平移轴向平移XXXX----轴旋转轴旋转轴旋转轴旋转YYYY----绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转ZZZZ----绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转绕轴旋转方向旋转方向旋转方向旋转方向旋转右手规则右手规则右手规则右手规则::::右手半张开右手半张开右手半张开右手半张开，，，，大拇指指向大拇指指向大拇指指向大拇指指向轴的正方向轴的正方向轴的正方向轴的正方向，，，，其余的手指其余的手指其余的手指其余的手指指向的方向就是旋转的正指向的方向就是旋转的正指向的方向就是旋转的正指向的方向就是旋转的正方向方向方向方向视觉系统中各个坐标系视觉系统中各个坐标系视觉系统中各个坐标系视觉系统中各个坐标系（（（（组件组件组件组件））））之间的位置关系之间的位置关系之间的位置关系之间的位置关系xyz{Object}标记点1标记点2标记点3标记点4TWOxyz{World}xyz{Cam1}xyz{Cam3}xyz{Cam2}xyz{Cam4}T3CWT4CWT1CWT2CW机器人轨道标定机器人轨道标定机器人轨道标定机器人轨道标定利用该激光跟踪仪和某些辅助设备，可以进行摄像头的标定系统安装过程系统安装过程系统安装过程系统安装过程摄像头摄像头摄像头摄像头1摄像头摄像头摄像头摄像头2摄像头摄像头摄像头摄像头3摄像头摄像头摄像头摄像头4Y-工作间工作间工作间工作间X-工作间工作间工作间工作间已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定已标定摄像头标定摄像头标定摄像头标定摄像头标定X-机器人机器人机器人机器人Y-机器人机器人机器人机器人X0-车壳车壳车壳车壳Y0-车壳车壳车壳车壳Xn-车壳车壳车壳车壳Yn-车壳车壳车壳车壳初始化测量初始化测量初始化测量初始化测量零测量零测量零测量零测量当前测量当前测量当前测量当前测量=绝对矢量绝对矢量绝对矢量绝对矢量差值测量差值测量差值测量差值测量=相对矢量相对矢量相对矢量相对矢量零测量零测量零测量零测量零测量就是确定某一个种类的零测量就是确定某一个种类的零测量就是确定某一个种类的零测量就是确定某一个种类的车壳的理论方位车壳的理论方位车壳的理论方位车壳的理论方位，，，，并计算出机器人相对于参考坐并计算出机器人相对于参考坐并计算出机器人相对于参考坐并计算出机器人相对于参考坐标系的方位位置标系的方位位置标系的方位位置标系的方位位置。。。。减少系统误差减少系统误差减少系统误差减少系统误差：：：：摄像头数学模型误差摄像头数学模型误差摄像头数学模型误差摄像头数学模型误差、、、、摄像头标定误差摄像头标定误差摄像头标定误差摄像头标定误差、、、、标记点的实际标记点的实际标记点的实际标记点的实际3D坐标误差坐标误差坐标误差坐标误差（（（（车壳的非刚体性误差车壳的非刚体性误差车壳的非刚体性误差车壳的非刚体性误差）。）。）。）。利于安全控制利于安全控制利于安全控制利于安全控制：：：：一般来说一般来说一般来说一般来说，，，，实际生产过程中实际生产过程中实际生产过程中实际生产过程中，，，，车壳的停止位置总是在该车壳的停止位置总是在该车壳的停止位置总是在该车壳的停止位置总是在该零位置附近零位置附近零位置附近零位置附近，，，，也就是说视觉系统计算出来的矫正矢量应也就是说视觉系统计算出来的矫正矢量应也就是说视觉系统计算出来的矫正矢量应也就是说视觉系统计算出来的矫正矢量应该很小该很小该很小该很小，，，，有利于机器人的自动校正有利于机器人的自动校正有利于机器人的自动校正有利于机器人的自动校正。。。。xyzzyx参考坐标系车壳坐标系零测量零测量零测量零测量：：：：前提条件前提条件前提条件前提条件需要该种车型的一个可用测量车壳需要该种车型的一个可用测量车壳需要该种车型的一个可用测量车壳需要该种车型的一个可用测量车壳;车壳上的标记点坐标值必须在测量室中准确测出来车壳上的标记点坐标值必须在测量室中准确测出来车壳上的标记点坐标值必须在测量室中准确测出来车壳上的标记点坐标值必须在测量室中准确测出来，，，，或者有相应或者有相应或者有相应或者有相应的机械设计图纸以便找出其坐标值的机械设计图纸以便找出其坐标值的机械设计图纸以便找出其坐标值的机械设计图纸以便找出其坐标值，，，，这些这些这些这些坐标值与成品车壳的实坐标值与成品车壳的实坐标值与成品车壳的实坐标值与成品车壳的实际差别必须在允许的范围以内际差别必须在允许的范围以内际差别必须在允许的范围以内际差别必须在允许的范围以内；；；；这些标记点就是摄像系统将要图这些标记点就是摄像系统将要图这些标记点就是摄像系统将要图这些标记点就是摄像系统将要图像中搜索的特征点像中搜索的特征点像中搜索的特征点像中搜索的特征点；；；；摄像系统要搜索的标记点应该在车壳上面标记出来摄像系统要搜索的标记点应该在车壳上面标记出来摄像系统要搜索的标记点应该在车壳上面标记出来摄像系统要搜索的标记点应该在车壳上面标记出来，，，，以便第三方以便第三方以便第三方以便第三方的测量系统利用他们来进行测量出车壳的方位的测量系统利用他们来进行测量出车壳的方位的测量系统利用他们来进行测量出车壳的方位的测量系统利用他们来进行测量出车壳的方位。。。。需要一个第三方的测量系统需要一个第三方的测量系统需要一个第三方的测量系统需要一个第三方的测量系统：：：：来完成车壳的实际测量来完成车壳的实际测量来完成车壳的实际测量来完成车壳的实际测量；；；；零测量时零测量时零测量时零测量时，，，，摄像系统和第三方测量系统必须同时进行摄像系统和第三方测量系统必须同时进行摄像系统和第三方测量系统必须同时进行摄像系统和第三方测量系统必须同时进行！！！！！！！！！！！！实际测量实际测量实际测量实际测量：：：：绝对矢量绝对矢量绝对矢量绝对矢量/相对矢量相对矢量相对矢量相对矢量摄像系统的当前测量结果为绝对矢量摄像系统的当前测量结果为绝对矢量摄像系统的当前测量结果为绝对矢量摄像系统的当前测量结果为绝对矢量,但但但但是因为零测量结果已经存储在摄像系统中是因为零测量结果已经存储在摄像系统中是因为零测量结果已经存储在摄像系统中是因为零测量结果已经存储在摄像系统中，，，，所以摄像系统总是计算出车壳的当前位置相所以摄像系统总是计算出车壳的当前位置相所以摄像系统总是计算出车壳的当前位置相所以摄像系统总是计算出车壳的当前位置相对于零位置的方位差对于零位置的方位差对于零位置的方位差对于零位置的方位差，，，，也就是相对矢量也就是相对矢量也就是相对矢量也就是相对矢量，，，，并并并并送给相应的机器人送给相应的机器人送给相应的机器人送给相应的机器人；；；；当车壳在零位置时当车壳在零位置时当车壳在零位置时当车壳在零位置时，，，，第三方测量系统的零测量结第三方测量系统的零测量结第三方测量系统的零测量结第三方测量系统的零测量结果将直接存储到机器人程序中果将直接存储到机器人程序中果将直接存储到机器人程序中果将直接存储到机器人程序中；；；；当收到从摄像系统当收到从摄像系统当收到从摄像系统当收到从摄像系统传过来的矫正矢量传过来的矫正矢量传过来的矫正矢量传过来的矫正矢量，，，，即相对矢量时即相对矢量时即相对矢量时即相对矢量时，，，，把该相对矢量把该相对矢量把该相对矢量把该相