今天，正運動技術為大家分享一下《VPLC係列機器視覺運動控製一體機快速入門(一)》。

　　近年來隨著科學技術的進步
，作為21世(shi)紀(ji)三(san)大(da)尖(jian)端(duan)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi)的(de)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)得(de)到(dao)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)。而(er)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)作(zuo)為(wei)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)領(ling)域(yu)的(de)一(yi)個(ge)分(fen)支(zhi)，也(ye)隨(sui)之(zhi)發(fa)展(zhan)，各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)也(ye)漸(jian)漸(jian)開(kai)始(shi)進(jin)行(xing)技(ji)術(shu)變(bian)革(ge)。一(yi)些(xie)傳(chuan)統(tong)的(de)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)檢(jian)測(ce)的(de)行(xing)業(ye)，開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)智(zhi)能(neng)檢(jian)測(ce)方(fang)式(shi)。比(bi)如(ru)，使(shi)用(yong)相(xiang)機(ji)代(dai)替(ti)人(ren)眼(yan)去(qu)觀(guan)察(cha)檢(jian)測(ce)的(de)對(dui)象(xiang);采用程序算法來模擬人的意識進行判斷，針對圖像信息進行分析推理
，得到圖像處理結果。

　　正運動技術將攜帶自主研發的一款VPLC視覺運動控製器全力支持機器視覺自動化檢測行業的發展，為各行各業的專業人士提供機器視覺+運動控製的解決方案。

　　相機拍攝圖像時，圖像發射的光通過鏡頭在CCD 上成像，光到達 CCD 的某個像素時

，將根據光的強度產生相應的電荷將該電荷的大小讀取為電信號


，即可獲得各像素上光的強度(即像素濃度值，也可以叫灰度值)。

　　機ji器qi視shi覺jiao的de工gong作zuo原yuan理li是shi使shi用yong光guang學xue係xi統tong和he圖tu像xiang處chu理li設she備bei來lai模mo擬ni人ren類lei視shi覺jiao功gong能neng
，從cong采cai集ji到dao的de目mu標biao圖tu像xiang中zhong提ti取qu信xin息xi並bing進jin行xing處chu理li，獲huo取qu所suo需xu的de檢jian測ce對dui象xiang信xin息xi，並bing加jia以yi分fen析xi和he判pan斷duan，將jiang最zui終zhong結jie果guo告gao知zhi給gei硬ying件jian設she備bei進jin行xing機ji器qi設she備bei，以yi指zhi引yin機ji器qi設she備bei的de下xia一yi步bu動dong作zuo。

　　一個完整的機器視覺係統由多個模塊組成，一般包括光學係統(光源
、鏡頭
、相機)、圖像處理係統， 交互界麵等。

　　duiyujiqishijiaoxiangmulaishuo，jianceshixiandeqiantijiushituxiangshuru，ertuxiangshurulibukaigongyexiangji。xiangjishiyizhongjiangguangxinhaozhuanhuaweishuzixinhaohuomonixinhaodegongju
，shicaijituxiangdezhongyaoshebei，shijiqishijiaoxitongzhongdehexinbujian。

　　相機廣泛應用於各個領域，尤其是用於生產監控、測(ce)量(liang)任(ren)務(wu)和(he)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)等(deng)。工(gong)業(ye)數(shu)字(zi)相(xiang)機(ji)通(tong)常(chang)比(bi)常(chang)規(gui)的(de)標(biao)準(zhun)數(shu)字(zi)相(xiang)機(ji)更(geng)加(jia)堅(jian)固(gu)耐(nai)用(yong)。工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)的(de)環(huan)境(jing)決(jue)定(ding)了(le)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)應(ying)對(dui)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian)的(de)外(wai)部(bu)影(ying)響(xiang)，如(ru)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)溫(wen)、高濕、粉塵等惡劣環境。

　　1.分辨率

　　分辨率代表鏡頭記錄物體細節的能力，以每毫米能夠分辨黑白對線的數量為計量單位


，“線對/毫米(lp/mm)”，分fen辨bian率lv越yue高gao的de成cheng像xiang越yue清qing晰xi。我wo們men常chang說shuo的de顯xian示shi分fen辨bian率lv是shi屏ping幕mu圖tu像xiang的de精jing密mi度du
，指zhi圖tu形xing所suo能neng顯xian示shi像xiang素su有you多duo少shao。分fen辨bian率lv高gao帶dai來lai的de圖tu像xiang數shu據ju量liang就jiu大da，一yi般ban分fen辨bian率lv大da的de相xiang機ji，幀zhen率lv一yi般ban都dou不bu會hui太tai高gao，常chang見jian相xiang機ji像xiang素su分fen辨bian率lv如ru下xia：

           　　640x480=307200(30萬)

           　　1280×1024=1310720(130萬)

           　　1600×1200=1920000(200萬)

           　　2560×1920=4915200(500萬)

           　　3672×2754=10112688(1000萬)

　　2.像素深度(Pixel Depth)

　　即每像素數據的位數，一般常用的是8Bit，一幅彩色圖像的每個像素用R
，G
，B三個分量表示，若每個分量用8位，那麼一個像素共用24位表示
，就說像素的深度為24，每個像素可以是224zhongyansezhongdeyizhong。zaizhegeyiyishang，wangwangbaxiangsushendushuochengshituxiangshendu。biaoshiyigexiangsudeweishuyueduo，tanengbiaodadeyanseshumujiuyueduo，ertadexiangsushendujiuyueshen。

　　3. 最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)

　　相機采集傳輸圖像的速率，對於麵陣相機一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.)，對於線陣相機為每秒采集的行數(Lines/Sec.)。

　　4. 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)

　　對dui於yu線xian陣zhen相xiang機ji都dou是shi逐zhu行xing曝pu光guang的de方fang式shi
，可ke以yi選xuan擇ze固gu定ding行xing頻pin和he外wai觸chu發fa同tong步bu的de采cai集ji方fang式shi，曝pu光guang時shi間jian可ke以yi與yu行xing周zhou期qi一yi致zhi
，也ye可ke以yi設she定ding一yi個ge固gu定ding的de時shi間jian;麵陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式
，數字相機一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒
，高速相機還可以更快。

　　5. 光譜響應特性(Spectral Range)

　　是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性
，一般響應範圍是350nm-1000nm


，一些相機在靶麵前加了一個濾鏡，濾除紅外光線
，如果係統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

　　6.接口類型

　　有Camera Link接口，以太網接口
，1394接口、USB接口等。

　　正運動技術的VPLC516E是一款內嵌開放式Linux係統的視覺運動控製器，是國內首款嵌入式運動控製+機器視覺於一身的一體機。

　　ZDevelop是shi正zheng運yun動dong技ji術shu自zi主zhu開kai發fa的de調tiao試shi軟ruan件jian，通tong過guo它ta用yong戶hu能neng夠gou很hen容rong易yi的de對dui控kong製zhi器qi進jin行xing配pei置zhi快kuai速su開kai發fa應ying用yong程cheng序xu以yi及ji對dui運yun動dong控kong製zhi器qi正zheng在zai運yun行xing的de程cheng序xu進jin行xing實shi時shi調tiao試shi
，ZDevelop軟件可通過使用串口或網口連接控製器，程序下載到控製器時可選ROM掉電保存下載或RAM掉電不保存下載方式，掉電保存的程序可以直接脫機運行。

　　支持四種編程方式，分別為Zvision
、ZBasic、ZPLC梯形圖、ZHMI組態界麵
，使用ZDevelop軟件編寫的程序可以下載到正運動控製器裏，也可以在PC平台仿真運行。

　　ZVision Basic是正運動技術自主開發的視覺編程語言
，通過視覺指令在ZDevelop軟件中進行視覺程序的開發，編寫完項目程序後可直接下載入VPLC控製器進行操作。

　　ZVision Basic語言具有標準的命名規則，簡單易懂，能夠用簡短的視覺指令就能完成視覺功能的實現，目前支持視覺定位，視覺測量
，數據碼識別，Blob塊狀物檢測，缺陷檢測等多種視覺算子。

　　下麵介紹一個簡單的圖像處理的例子。首先在ZDevelop中(zhong)利(li)用(yong)圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)接(jie)口(kou)，使(shi)用(yong)網(wang)口(kou)相(xiang)機(ji)實(shi)時(shi)拍(pai)攝(she)圖(tu)像(xiang)。采(cai)集(ji)到(dao)圖(tu)像(xiang)後(hou)對(dui)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)簡(jian)單(dan)的(de)閾(yu)值(zhi)分(fen)割(ge)處(chu)理(li)，將(jiang)有(you)物(wu)體(ti)的(de)區(qu)域(yu)標(biao)記(ji)出(chu)來(lai)，進(jin)行(xing)對(dui)圖(tu)像(xiang)中(zhong)的(de)區(qu)域(yu)統(tong)計(ji)零(ling)件(jian)數(shu)量(liang)

　　(1)首先在ZDevelop新建hmi界麵，創建一個圖片元件窗口
，設置相關的鎖存通道編號。

　　(2)采集圖像，如果需要連續地采集圖像，要建立圖像采集循環在循環中使用。

　　(3)簡單處理圖像。獲取到圖像保存到GrabImg變量中
，接下來根據圖像進一步處理，接下來根據圖像進一步處理，如二值化處理

、膨脹、腐蝕、開閉運算等處理，以獲取到清晰的圖像質量為主。本例中相機使用的是黑白相機，如果使用的是彩色相機則需要通過ZV_RGBTOGRAY將(jiang)原(yuan)始(shi)圖(tu)像(xiang)改(gai)為(wei)單(dan)通(tong)道(dao)的(de)灰(hui)度(du)圖(tu)像(xiang)，開(kai)始(shi)生(sheng)成(cheng)整(zheng)個(ge)圖(tu)像(xiang)的(de)區(qu)域(yu)，對(dui)整(zheng)個(ge)圖(tu)像(xiang)的(de)區(qu)域(yu)進(jin)行(xing)二(er)值(zhi)處(chu)理(li)，將(jiang)區(qu)域(yu)中(zhong)黑(hei)色(se)部(bu)分(fen)提(ti)取(qu)出(chu)來(lai)存(cun)放(fang)到(dao)區(qu)域(yu)變(bian)量(liang)中(zhong)。

　　(4)接著使用ZV_RECONNECT指令計算生成連通區域列表
，通過ZV_REFILTER指令將列表中麵積合適的區域提取出來，排除幹擾的小雜點，提取出每個區域並且進行繪製ZV_REGION將區域繪製出來。

　　(5)零件數量獲取使用ZV_LISTCOUNT，將區域列表中的數量獲取到寄存器TABLE 數組TABLE(0)中。

　　ZVOBJECT ShowImg,ColorGrabImg,Region,MASk,RegionConnecte,BinaryImage,Region_Id

　　DIM                 Count,ShowString(100),File_Name(100)

　　Count=0

　　while 1
 

           　　if Count=6 then

           　                　Count=0

           　　end if
 

           　　File_Name=TOSTR(Count,1,0)+".bmp"

           　　ZV_READIMAGE(ShowImg,File_Name,1)                    '讀取本地圖像

           　　ZV_LATCH(ShowImg,0)                                               '顯示圖像
 

           　　ZV_REGENFULLIMG(ShowImg,Mask)                          '全圖像區域處理

           　　ZV_RETHRESH(ShowImg,Mask,Region,0,128)             '對Mask 指定區域內圖像進行二值化,生成二值化後的區域

           　　ZV_REFILLUP(Region,Region)                                      '孔洞填充
，去除零件中的白色部分

           　　ZV_RECONNECT(Region,RegionConnecte)                 '計算區域的連通區域

           　　ZV_REFILTER(RegionConnecte,0,1500,15000,0)          '對區域列表中的區域進行過濾，保留麵積在1500到15000的區域
，麵積不在此範圍的區域將被過濾

           　　ZV_LISTCOUNT(RegionConnecte,0)                            '獲取列表中的連通區域的數量

           　　ZV_GRAYTORGB(ShowImg,ShowImg)                         '灰度圖像轉RGB圖像

           　　DELAY(100)
 

           　　PRINT "零件數量為："tostr(TABLE(0),1,0)                     '打印輸出結果

           　　for i=0 to TABLE(0)-1                                                   '遍曆輸出圖像顯示

                       　　ZV_IMGCOPY(ShowImg,ColorGrabImg)

                       　　ShowString=TOSTR(i+1,1,0)

                       　　ZV_LISTGET(RegionConnecte,Region_Id,i)       '獲取列表中序號為0的元素

                       　　ZV_REGION(ColorGrabImg,Region_Id,0,zv_color(0,0,255)) '對每個區域進行繪製紅色

                       　　ZV_TEXT(ColorGrabImg,"零件統計個數："ShowString,10,10,120,ZV_COLOR(255,255,0))

                       　　ZV_LATCH(ColorGrabImg,1)

                       　　ZV_CLEAR(ColorGrabImg)

                       　　DELAY(50)

           　　next

           　　DELAY(100)

           　　Count=Count+1
 

　　wend

本次，《VPLC係列機器視覺運動控製一體機快速入門（一）》就分享到這裏，更多精彩內容請關注“正運動小助手”公眾號。

本文由正運動技術原創
，歡迎大家轉載，共同學習，一起提高中國智能製造水平。文章版權歸正運動技術所有，如有轉載請注明文章來源。