2022高職 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用 任務(wù)書(shū)5-大豆分選（賽項(xiàng)賽題）

2022年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用

—大豆分選

（總時(shí)間：480分鐘）

工

作

任

務(wù)

書(shū)

場(chǎng)次號(hào)：賽位號(hào):

注意事項(xiàng)

一、本任務(wù)書(shū)共26頁(yè)，包括附錄七項(xiàng)（分別為視覺(jué)硬件及參數(shù)

列表，相機(jī)的接線定義，分辨率及焦距計(jì)算公式，光源控制的接線說(shuō)

明，光源控制器通訊協(xié)議，旋轉(zhuǎn)軸的安裝及接線說(shuō)明，相機(jī)、鏡頭、

光源的選型計(jì)算報(bào)告）。如出現(xiàn)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向裁

判示意，進(jìn)行任務(wù)書(shū)的更換。

二、在比賽前務(wù)必對(duì)各機(jī)器視覺(jué)組件和圖形化編程平臺(tái)軟件熟悉,

掌握C#軟件編程及OpenCV庫(kù)的調(diào)用。

三、在完成工作任務(wù)的全過(guò)程中，嚴(yán)格遵守光學(xué)或電氣組件相關(guān)

的操作要求，接線前一定要看清楚相機(jī)的引腳定義和電壓要求。

四、不得擅自更改設(shè)備固定位置的器件和線路。

五、競(jìng)賽過(guò)程中，參賽選手認(rèn)定競(jìng)賽設(shè)備的器件有故障，可提出

更換，更換下的器件將由裁判組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。若器件經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是

功能齊全，且沒(méi)有故障的情況下，每次扣參賽隊(duì)1分。若因人為操

作損壞器件，扣5分。

六、所編的機(jī)器視覺(jué)程序必須保存到本機(jī)的"C:\全國(guó)技能大賽

'Product'場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)”文件夾下，賽位號(hào)以現(xiàn)場(chǎng)抽簽為準(zhǔn)。

七、參賽選手在完成工作任務(wù)的過(guò)程中，不得在任何地方標(biāo)注學(xué)

校名稱、選手姓名等信息。

八、比賽結(jié)束后，參賽選手需要將任務(wù)書(shū)以及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放的圖紙、

資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離賽場(chǎng)。

請(qǐng)按要求在8個(gè)小時(shí)內(nèi)完成以下工作任務(wù)：

一、根據(jù)本任務(wù)提供的視野大小要求、工作距離要求、被測(cè)物的

檢測(cè)要求，從設(shè)備提供的一組機(jī)器視覺(jué)相機(jī)、鏡頭和光源中選擇型號(hào)，

完成選型并在合理的位置完成安裝和接線。完成選型設(shè)計(jì)報(bào)告，并記

載安裝結(jié)果。

二、根據(jù)大豆樣品的尺寸和初始狀態(tài)的區(qū)域要求完成視野調(diào)焦和

鏡頭對(duì)焦。

三、在開(kāi)始配置擺拼流程前，創(chuàng)建配置文件名稱：“場(chǎng)次號(hào)-賽

位號(hào)”。

四、通過(guò)標(biāo)定板，完成單幅視野的標(biāo)定，并保存標(biāo)定結(jié)果。

五、選擇合理的手眼標(biāo)定工具，完成圖像坐標(biāo)與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的統(tǒng)一，

并保存在配置文件中。

六、將任務(wù)書(shū)實(shí)驗(yàn)要求用程序?qū)崿F(xiàn)，通過(guò)圖像化編程軟件完成流

程配置并對(duì)每個(gè)工具合理化設(shè)置參數(shù)。

七、大豆和異物為混合在一起的無(wú)序狀態(tài)，要求分別識(shí)別出大豆

和異物，分別統(tǒng)計(jì)數(shù)量，并找出它們的坐標(biāo)，由機(jī)械手將異物分揀出

來(lái)，并放置在指定的物料盒。

八、通過(guò)網(wǎng)口通訊，把每個(gè)小板定位出來(lái)的位置信息發(fā)送到客戶

端（另一臺(tái)電腦），并在軟件指定的位置進(jìn)行顯示。

九、在客戶端完成C#代碼編程，實(shí)現(xiàn)圖像邊緣檢測(cè)算法和圖像

直方圖統(tǒng)計(jì)算法，并顯示結(jié)果圖像。

注1：本次工作任務(wù)請(qǐng)?jiān)跈C(jī)器視覺(jué)應(yīng)用設(shè)備上完成，比賽前要熟悉設(shè)

備使用說(shuō)明書(shū)和軟件用戶手冊(cè)。操作過(guò)程中，須遵守安全操作規(guī)程和

職業(yè)素養(yǎng)要求的相關(guān)規(guī)定。

注2：考試過(guò)程中不允許帶入U(xiǎn)盤(pán)或其他可儲(chǔ)存設(shè)備。

注3：程序復(fù)雜的情況下每完成部分編程需要記得先保存配置。

競(jìng)賽工作任務(wù)說(shuō)明書(shū)

一、平臺(tái)硬件、軟件組成說(shuō)明

競(jìng)賽任務(wù)平臺(tái)的硬軟件說(shuō)明詳見(jiàn)平臺(tái)技術(shù)說(shuō)明書(shū)及視覺(jué)軟件使

用手冊(cè)。完成競(jìng)賽工作任務(wù)書(shū)所需的全部硬件，都包含在工作臺(tái)所提

供設(shè)備內(nèi)，選手要使用的全部器件，只能在本工作臺(tái)提供的設(shè)備內(nèi)選

擇。

1、工控機(jī)

設(shè)備中包含一臺(tái)工控機(jī)，另有一臺(tái)用于接收通訊數(shù)據(jù)和視覺(jué)算法

代碼編程的客戶端計(jì)算機(jī)由承辦單位提供，比賽所需的軟件和驅(qū)動(dòng)均

已經(jīng)提前預(yù)裝。

2、視覺(jué)硬件

1）相機(jī)

可選擇相機(jī)共四個(gè)，編號(hào)分別為相機(jī)A,相機(jī)B,相機(jī)C,3D

相機(jī)（3D相機(jī)工作距離要求大于350mm）,具體參數(shù)見(jiàn)附錄一。

依據(jù)被測(cè)件的實(shí)際大小、測(cè)量精度要求（在4、競(jìng)賽任務(wù)中給出）

選擇好相機(jī)。

2）鏡頭

可選擇鏡頭共四個(gè)，分別為：定焦12mm鏡頭，定焦25mm鏡

頭，定焦35mm鏡頭，放大倍率為0.3倍的遠(yuǎn)心鏡頭，具體參數(shù)見(jiàn)附

錄一。

依據(jù)被測(cè)物尺寸、相機(jī)安裝位置，在滿足工作距離，視野范圍，

分辨率的要求下選擇鏡頭。

3）光源

可選擇光源共五個(gè)，編號(hào)分別為：小號(hào)環(huán)形光源、中號(hào)環(huán)形光源、

大號(hào)環(huán)形光源、同軸光源、背光光源。注意，三個(gè)環(huán)形可以組合成

AOI光源。具體參數(shù)見(jiàn)附錄一。

依據(jù)任務(wù)書(shū)的需要，在安裝方式和安裝空間位置允許的情況下,

可根據(jù)實(shí)際需要，選擇多個(gè)光源同時(shí)組合使用。

4）標(biāo)定板

依據(jù)相機(jī)工作距離和視野大小選擇合適尺寸的標(biāo)定板，具體參數(shù)

見(jiàn)附錄一；

依據(jù)檢測(cè)需求選擇標(biāo)定方式，選擇標(biāo)定板；

為滿足檢測(cè)要求，可以選擇多種標(biāo)定方式和標(biāo)定板組合使用，完

成系統(tǒng)的標(biāo)定要求。

3、線纜

相機(jī)線纜：2D相機(jī)USB數(shù)據(jù)線一根、3D相機(jī)數(shù)據(jù)線一根、GigE

電源線（含觸發(fā)和輸出信號(hào)）一根、千兆網(wǎng)相機(jī)通訊線一根（帶鎖）、

網(wǎng)絡(luò)通訊線一根（3米扁線）、光源延長(zhǎng)線一根；（注意：RS232

通訊線默認(rèn)已經(jīng)與PC連接）。

4、運(yùn)動(dòng)控制硬件

PLC：控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，控制光源亮滅；

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)：X軸、丫軸、Z軸、。軸。（注意：旋轉(zhuǎn)軸。是擴(kuò)展

軸，放置在機(jī)器視覺(jué)工具箱中，需要選手按附錄六：旋轉(zhuǎn)軸的安裝及

接線說(shuō)明完成平臺(tái)的搭建）。

二、軟件功能及編程說(shuō)明

參賽選手將使用圖形化編程軟件，需根據(jù)檢測(cè)要求，需提前完

成軟件流程設(shè)計(jì)。

圖形化編程首先需要根據(jù)需求完成工具的選擇，基本的流程如

下圖所示，為了使配置的流程相對(duì)簡(jiǎn)潔采用了子模塊、工具組模塊

多模塊組合的配置方法，具體流程配置方法詳見(jiàn)《視覺(jué)軟件使用手

冊(cè)》（說(shuō)明：本流程示意圖圖1僅說(shuō)明視覺(jué)軟件的流程設(shè)計(jì)編程方

式，與本任務(wù)書(shū)描述的具體任務(wù)無(wú)直接關(guān)系）。

圖1程序流程示意圖

主要的工具列表:

類型工具

服務(wù)器客戶端通訊工具、串口工具、PLC讀寫(xiě)工具、機(jī)

系統(tǒng)類

器人控制工具、信號(hào)源工具

圖像源類圖像源工具、相機(jī)工具、保存圖片工具

仿射變換工具、斑點(diǎn)分析工具、找圓工具、找線工具、邊

定位類

緣點(diǎn)查找工具、形狀匹配工具、灰度匹配工具

圓卡尺工具、夾角工具、邊緣卡尺工具、線交點(diǎn)工具、線

測(cè)量類間距工具、點(diǎn)間距工具、矩形卡尺工具、點(diǎn)線距離工具、

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具、標(biāo)定工具

圖像轉(zhuǎn)換工具、通道分離工具、顏色提取工具、圖像剪切

圖像處理類

工具、圖像處理工具、閾值化工具、輪廓提取工具

2維碼工具、字符識(shí)別工具、條碼檢測(cè)工具、缺陷檢測(cè)工

識(shí)別類

具

對(duì)位類位移計(jì)算工具、坐標(biāo)計(jì)算工具、對(duì)位平臺(tái)工具

累加工具、分類工具、保存表格工具、格式轉(zhuǎn)換工具、列

數(shù)據(jù)處理類

表工具、邏輯運(yùn)算工具、字符串截取工具、用戶變量工具

客戶端電腦上提供以下編程工具和圖像處理庫(kù)：

1、MicrosoftVisualStudio2015編程軟件，使用C#編程。

2、基于C#的OpenCV圖像處理庫(kù)OpenCvSharp。

I寸金瀏覽器KOpenCVHelper.csKChinaSkillsToolKCalibPlaneToolKLineFinderl.i

^KChinaSkillsTool.KiChinaSkillsTool

staticdoublesinFunlPara=2;

EIII<summarv>

，功能：實(shí)現(xiàn)Canny墩檢刑算子，并開(kāi)旅參數(shù)手動(dòng)調(diào)試，袋寸反饋結(jié)果圖像。

///〈/swnmaxy)

|/<paramnaae="】nMat”輸入圖像,<「param>

11/<paraanase=*inFunIParami*>^^[l</param>

III〈paramna?e="inFunlParain2">^數(shù)2</param〉

|EpublicvoidFunctionl(MatinMat,doubleinFunlFarasl,doubleinFunlParas2)

(

〃選手在此處添加代碼

if(inMat.Channels()!=1)

(

Cv2.CvtQ>lor(inMat,inMat,ColorConversiottCodes.BGR2GRAY);

)

MatcannyMat=newMat0:

Cv2.Canny'inMat.cannyMat.inFunlParaal.inFxmlParax2':

Cv2.NaaedWindow(*Fuctionl”,VmdovMode.Norxal)：

Cv2.ImShow(*Fuctionl*,cannyMat):

CvTrackbarcvTrackbarHighThr=ne^CvTrackbar(*HighThr\*Fuctionl\0.1000,HighThrTrack.inMat);

CvTrackbarcvTrackbarLovThr=newCvTrackbar(*LowThr*,*Fuctionl*,0,1000,LowThrTrackinMat);

sinFunl?araxl=inFunlParasl:

sinFunlParaml=inFunlParam2.

)

///<sumaarv>

功能：圖像直方圖統(tǒng)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)，顯示直方肆克計(jì)圖表

///</summary>

//<paramnase="xnMat;輸入圖像</paraa>

III〈paramnaAe="inFun2Parasl">參數(shù)/param)

//<paramnue=*inFun2ParaiB2rparam>

publicvoidFunction2(MatinMat,doubleinFun2Paraal,doubleinFun2Paras2)

(

〃選手在此處添加代碼

Matlena=inMat:/Cv2.IaRead(*lena.jpg*):

if(inMat.Channels0=1)

(

Cv2.C^Color(lena,lena,ColorConversionCodes.GRAY2BGR):

)

Mat□xats=Cv2.Split(lena);—張圖片，將!en^拆分成3個(gè)圖片裝進(jìn)sat

Mat[]oatsO=newMat口{mats[0]};//B

Mat[]o&tsl=newMat口{oatsLlJ);?/G

Mat[jzats2=newMat[]{mats[2j)：〃R

Mat口hist=n”Mat口(newMat0;newMat01newylat0}：〃-4^^，骷有直旗,記得全

intUchannels=newint[j{0}-J—個(gè)通道?.航始化為通道。

intI]histsiz?=newintZ]{256}:初始正為256箱子

Rangefrange=newRangef[l]：/一個(gè)通道，范困

range；0]=newRangef(0,256):從0刑自(含)，到25稀束(不含)

Matmask=newMat0；，不做推碼

Cv2.CalcHist(natsO,channels,=ask,hist；0],1,histsize,rang)：/；對(duì)被拆分的圖片螭蟲(chóng)進(jìn)行計(jì)算

dcH；?+chord.卜；?*「l11v*an**^?'ti-

圖2C#代碼編程界面

3、客戶端軟件及二次開(kāi)發(fā)工程框構(gòu)，詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)《二次開(kāi)發(fā)說(shuō)

明》文件。

三、標(biāo)定說(shuō)明及運(yùn)動(dòng)位置校準(zhǔn)

圖3圖像標(biāo)定板

選擇合適的標(biāo)定工具，利用圖像標(biāo)定板使用多點(diǎn)標(biāo)定方式，對(duì)相

機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，把圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)成設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)，并得出像素當(dāng)量；選擇

合適的手眼標(biāo)定工具，統(tǒng)一設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)與相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)。

四、競(jìng)賽任務(wù)描述一…大豆計(jì)數(shù)及色選分揀

本次競(jìng)賽完成大豆計(jì)數(shù)及色選分揀，大豆樣本數(shù)量1套，規(guī)格:

彩色，大?。?cmx8cm；平臺(tái)料盤(pán)一個(gè)，平臺(tái)料盤(pán)上有三個(gè)區(qū)域,

分別是樣品區(qū)，大豆放置區(qū)，異物放置區(qū)，料盤(pán)總尺寸長(zhǎng):12cm,寬：

20cm；視野大小100mmx130mm。（視野范圍允許一定正向偏差，

最大不得超過(guò)10mm）；工作距離：275mm（視野范圍允許一定正

向偏差，最大不得超過(guò)20mm）,必須采用彩色相機(jī)，檢測(cè)區(qū)必須在

光源范圍內(nèi)，具體如下圖：

圖4大豆檢測(cè)示意

（一）檢測(cè)任務(wù)

大豆及異物為無(wú)序混合狀態(tài)。檢測(cè)任務(wù)為：

1）識(shí)別出大豆-異物，并分別統(tǒng)計(jì)各自的數(shù)量。

2）計(jì)算出大豆-異物坐標(biāo)，將大豆與異物得坐標(biāo)保存在CSV文

件中，保存到C:\全國(guó)技能大賽'場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)'大豆-異物位置數(shù)

據(jù).csv?！蔽募?。

3）識(shí)別出大豆-異物的位置信息通過(guò)網(wǎng)口通訊發(fā)送給另一臺(tái)客

戶端電腦，并在軟件指定區(qū)域位置顯示，客戶端電腦上的軟件配

置名稱為“數(shù)據(jù)接收”。

（二）分揀任務(wù)

編寫(xiě)視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)控制程序，控制運(yùn)動(dòng)吸嘴將大豆-異物從樣品盒

吸起，按照指布局圖放置到對(duì)應(yīng)放置區(qū)進(jìn)行依次擺放；要求不得錯(cuò)放,

不得漏放。

(三)客戶端電腦C#代碼編程

1、在客戶端電腦上打開(kāi)客戶端軟件建立與主控電腦的TCP/IP

通訊連接。

2、客戶端與主控電腦實(shí)現(xiàn)控制指令、數(shù)據(jù)、圖像傳輸功能。

3、使用MicrosoftVisualStudio2015軟件打開(kāi)對(duì)應(yīng)工程文件，

利用OpenCVSharp圖像庫(kù)的算法，在指定文件中的現(xiàn)有聲明函數(shù)體

內(nèi)實(shí)現(xiàn)如下圖像處理算法，具體需求如下：

(1)、在Function1()函數(shù)體內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像邊緣檢測(cè)算法，開(kāi)放邊

緣檢測(cè)的參數(shù)，可手動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)試參數(shù)；顯示邊緣檢測(cè)結(jié)果圖像，結(jié)果

圖像可隨調(diào)試參數(shù)的變化而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化。

(2)、在Function2()函數(shù)體內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像直方圖統(tǒng)計(jì)算法，顯示

直方圖圖表。

4、工程編譯成功后，系統(tǒng)生成新的測(cè)試工具，把生成的動(dòng)態(tài)鏈

接庫(kù)文件拷貝到客戶端軟件所在目錄的ToolGroup文件夾下面。

5、打開(kāi)客戶端軟件，添加指定工具到流程圖中，完成參數(shù)配置，

實(shí)現(xiàn)圖像邊緣檢測(cè)算法和圖像直方圖統(tǒng)計(jì)算法。

五、競(jìng)賽任務(wù)工作要求

1、硬件選型安裝接線

完成相機(jī)、鏡頭、光源的選型，輸出選型計(jì)算報(bào)告。

將相機(jī)、鏡頭、光源、治具等在合理位置安裝(注意工作距離)，

保證安裝穩(wěn)固，鏡頭與相機(jī)連接螺紋圈須擰緊；鏡頭調(diào)試好之后，用

頂絲鎖緊對(duì)焦環(huán)及光圈環(huán)；記錄硬件的安裝參數(shù)等結(jié)果。

完成相機(jī)、光源、旋轉(zhuǎn)軸、通訊網(wǎng)絡(luò)等電路接線，完成氣路的連

接，走線正確規(guī)范、整潔、牢固；物理接口選擇正確。

2、視覺(jué)軟件的PLC控制工具運(yùn)行測(cè)試

控制X,Y軸移動(dòng)料盤(pán)，設(shè)置檢測(cè)區(qū)的拍照位置；

控制X,Y軸移動(dòng)料盤(pán)，示教擺放區(qū)大豆-異物擺放位置，示教位

置與大豆-異物擺放相關(guān)；

輸出I/O電信號(hào)正常。

3、光源控制工具運(yùn)行測(cè)試

連接光源控制器正常，能控制多個(gè)光源亮滅；

能設(shè)置各個(gè)光源不同的亮度值；

實(shí)現(xiàn)光源頻閃功能正常。

4、相機(jī)工具運(yùn)行測(cè)試

測(cè)試相機(jī)，保證相機(jī)正常工作；

確定圖像對(duì)焦清楚（大豆邊緣清晰，正面顏色清晰可見(jiàn)），視野

大小合適；

協(xié)同光源控制器的光源調(diào)節(jié)功能，設(shè)置合適的相機(jī)參數(shù)（包括曝

光，增益等參數(shù)）。

5、相機(jī)標(biāo)定工具運(yùn)行測(cè)試

放置標(biāo)定板，在圖像中觀察標(biāo)定板大小位置是否合理，確定合理

后，設(shè)置標(biāo)定參數(shù)，完成相機(jī)標(biāo)定；

保存標(biāo)定數(shù)據(jù)結(jié)果到配置文件；

正確移動(dòng)及擺放標(biāo)定板，完成手眼標(biāo)定過(guò)程，保存標(biāo)定數(shù)據(jù)到配

置文件。

6、模板匹配工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置合適的參數(shù)創(chuàng)建模板并保存模板；

設(shè)置合適的參數(shù)查找模板。

7、大豆-異物外形檢測(cè)工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置外形檢測(cè)工具參數(shù)，檢測(cè)大豆-異物形狀，并作區(qū)分。

8、顏色檢測(cè)工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置顏色檢測(cè)工具參數(shù)，識(shí)別大豆-異物的顏色，并作區(qū)分。

9、數(shù)據(jù)處理類運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置數(shù)據(jù)表格工具參數(shù)，并生成測(cè)量報(bào)表；

保存大豆-異物的坐標(biāo)點(diǎn)報(bào)表文件到：C:\全國(guó)技能大賽'場(chǎng)次號(hào)-

賽位號(hào)'大豆-異物位置數(shù)量數(shù)據(jù).csv。

10、界面布局及數(shù)據(jù)顯示

界面主窗口顯示當(dāng)前相機(jī)采集圖像;

測(cè)量標(biāo)記標(biāo)線和結(jié)果顯示到圖像上;

測(cè)試數(shù)據(jù)在界面左側(cè)顯示。

圖5界面及結(jié)果顯示

11、客戶端顯示要求

1）打客戶端軟件，與主控電腦建立通訊連接，添加“主控電腦

取圖”工具和指定工具。并做好參數(shù)配置設(shè)置。

圖6客戶端參考顯示圖

2）點(diǎn)擊界面上的“Functionl”按鈕，彈出如下窗口，窗口頂部

可以看到“HighThr”和“LowThr”兩個(gè)參數(shù)設(shè)置滑塊，滑動(dòng)滑塊可

設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)，圖像也會(huì)動(dòng)態(tài)變化，其效果如圖7所示。

圖7客戶端C#代碼編程--圖像邊緣檢測(cè)算法效果示意圖

3）點(diǎn)擊界面上的“Function2”按鈕，彈出如下窗口，顯示直方

圖統(tǒng)計(jì)圖表，其效果如圖8所示意。

圖8客戶端C#代碼編程--圖像直方圖統(tǒng)計(jì)算法效果示意圖

4）數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)口通訊發(fā)送給另一臺(tái)客戶端電腦，客戶端軟件接

收服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示，客戶端配置的名稱為“數(shù)據(jù)接收”。

客戶端數(shù)據(jù)顯示在軟件界面的下方的結(jié)果數(shù)據(jù)欄中。

六、工作流程參考

1、編寫(xiě)視覺(jué)程序流程前主要準(zhǔn)備工作

相機(jī)鏡頭已安裝調(diào)試完成，相機(jī)可以正常采集到圖像，工作距離

符合要求，相機(jī)視野合適，視野范圍覆蓋檢測(cè)區(qū)內(nèi)的大豆-異物；圖

像清晰，曝光設(shè)置合理；

光源安裝調(diào)試完成，光源開(kāi)關(guān)，亮度調(diào)好；

X,Y,Z各軸可正?？刂疲俣群侠?，拍照檢測(cè)區(qū)位置示教合理；

相機(jī)標(biāo)定，手眼標(biāo)定已完成。

2、大豆-異物色選測(cè)量流程

在主要準(zhǔn)備工作完成后，開(kāi)始檢測(cè)流程，主要流程如下：

1）將混合物樣本、大豆放置、異物放置在料盤(pán)的分揀區(qū)內(nèi)，料

盤(pán)放置在相機(jī)視野范圍內(nèi)；

2）移動(dòng)平臺(tái)到檢測(cè)區(qū)拍照位置；

4）光源觸發(fā)點(diǎn)亮，同時(shí)觸發(fā)相機(jī)拍照，關(guān)閉光源；

5）識(shí)別檢測(cè)區(qū)內(nèi)大豆-異物顏色，分別統(tǒng)計(jì)數(shù)量，找出各個(gè)大豆

-異物坐標(biāo)位置；

6）背光源點(diǎn)亮，相機(jī)拍照、背光源關(guān)閉；

7）識(shí)別檢測(cè)區(qū)內(nèi)大豆-異物的精確位置；

8）顯示數(shù)量結(jié)果，并生成數(shù)據(jù)報(bào)表（黃豆數(shù)量、綠豆數(shù)量、異

物數(shù)量、黃豆坐標(biāo)點(diǎn)、綠豆坐標(biāo)點(diǎn)、異物坐標(biāo)點(diǎn)）；

9）依據(jù)大豆-異物坐標(biāo)，用機(jī)械手分揀大豆-異物，放置到各自

的放置盒中；

10）分揀完成，查看分揀結(jié)果。

七、附件

附錄一、視覺(jué)硬件及參數(shù)列表

工業(yè)相機(jī)

類別編號(hào)分辨率幀率FPS曝光模顏色芯片大小接口

式

2D相機(jī)相機(jī)A1280x960>90全局黑白1/2”USB3.0

2D相機(jī)相機(jī)B2448x2048>20全局黑白2/3”GigE

2D相機(jī)相機(jī)C2592x1944>10滾動(dòng)彩色1/2.5"GigE

3D相機(jī)3D相機(jī)1920x1080x2>10滾動(dòng)彩色2/3”USB3.0

工業(yè)鏡頭

類別編號(hào)支持分辨率焦距/倍率最大光工作距離支持芯片大小

（優(yōu)于）圈

工業(yè)鏡頭12mm鏡頭500萬(wàn)像素12mmF2.0>100mm1/1.8”

工業(yè)鏡頭25mm鏡頭500萬(wàn)像素25mmF2.0>200mm2/3”

工業(yè)鏡頭35mm鏡頭500萬(wàn)像素35mmF2.0>200mm2/3”

遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭500萬(wàn)像素0.3XF5.4110m2/3”

鏡頭接圈0.5mm、1mm、2mm、5mm、10mm、20mm、40mm一組

LED光源

類別編號(hào)主要參數(shù)顏色備注

環(huán)形光源小號(hào)環(huán)形光源直射環(huán)形，發(fā)光面外徑80,內(nèi)徑40mmRGB

三者可以合并

環(huán)形光源中號(hào)環(huán)形光源45度環(huán)形，發(fā)光面外徑120,內(nèi)徑80mmG

成AOI光源

環(huán)形光源大號(hào)環(huán)形光源低角度環(huán)形，發(fā)光面外徑160,內(nèi)徑120mmB

同軸光源同軸光源發(fā)光面積60x60mmRGB

背光源背光源發(fā)光面積169x145mmW

注：R=紅色、G=綠色、B=藍(lán)色、W=白色

標(biāo)定板

類別外框尺寸圓/格間距外圓環(huán)直徑內(nèi)圓環(huán)直徑精度mm

mmmmmmmm

100x1002053±0.01

標(biāo)定板A50x50102.51.5±0.01

20x20410.6±0.01

類別外框尺寸mm方格邊長(zhǎng)mm方格數(shù)量精度mm

標(biāo)定板B180x1201511x7±0.01

附錄二、相機(jī)的接線定義

一、USB3.0相機(jī)（注意USB3.0通過(guò)USB線供電，不要另外插電源，否則會(huì)

燒相機(jī)）

I/O接口說(shuō)少I/OInterfaceInstruction

引腳描述功能

狀態(tài)折示燈1Line3GPIO（除陶勒軟件可It置輸入出）

2Linel光根隔離輜入

GPIO（非限離軟件可配置輸入/輸出）

3Line2

4LincO光㈱隔離給出

ROD

5OptoI/OGround尼耦隔離信號(hào)地（ISO.GND）

6GP1OGroundGPKM3號(hào)地（GM?

二、GigE相機(jī)

I/O接口說(shuō)明I/OInterfaceInstruction

微震螺孔

網(wǎng)絡(luò)接口

6pinWW/O?D

密示燈

附錄三、分辨率及焦距計(jì)算公式

簡(jiǎn)單視覺(jué)系統(tǒng)的計(jì)算，主要包括視場(chǎng)（FOV）、分辨率（Resolution）,工

作距離（WD）和景深（DOF）等。

分辨率我們通常指的是像素分辨率，（默認(rèn)選用的鏡頭分辨率高于相機(jī)的分

辨率）。因此

分辨率就等于視野FOV/相機(jī)的像素?cái)?shù)，假如我們FOV尺寸是16mmx12mm,

選用的相機(jī)是200萬(wàn)像素（1600x1200）,那么像素分辨率就是16mm/1600or

12mm/1200=0.01mm。

下表分別表示的是英制的芯片尺寸，真實(shí)的芯片大小和焦距的計(jì)算公式。

每一款監(jiān)控?cái)z像機(jī)CCD的能面大小不同.但通常使用的CCD舞像機(jī)的

規(guī)格均為4:3(H:V).

用像尺寸(mm)

CCD尺寸

水平：H■■:V對(duì)京：D

CV12.89.616.0

H.A2/3-8.86.611.0

D.S1/2-6.44.88.0

Y.T1/3"4.8X66.0

01/4-3.62.74.5

35mm段相機(jī)銀頭(參考)35EGI皎卷36.024.043.3

視野計(jì)算接口種類

在相距?定的情況下,視野便能通過(guò)下述方程式計(jì)算出來(lái).通常的依控-，機(jī)修頭■育*口宓CS接口商A?

丫=丫??十Y：物體尺寸L：相更震幅

V：圖像尺寸f：焦電

C!taCS?D

后?運(yùn)(mm)17526-126s

例如：到物體的能離力5m時(shí),用1/2"焦史為12.5mm的饋頭和

IS(mm)1-32UNF

1/2"被像機(jī).監(jiān)視H上所顯示的尺寸力：

Y：6.4

L：5000Y=6.4X瑞警=2560mm

f：12.5C接口播?機(jī)CS接口需像機(jī)

C舞口鐵頭cO**

CS接口倍頭X

,1——?

?2在C?口,只與CS■口的■停機(jī)配合要用的■況下.

離使MC-CS0口?配環(huán)(Smmu

附錄四、光源控制的接線說(shuō)明

硬件觸發(fā)：用戶可以通過(guò)PLC.相機(jī)的輸出外部觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制每一路輸出的

開(kāi)關(guān)。需要外部觸發(fā)功能時(shí)需將外部觸發(fā)信號(hào)線連接到“REMO”端子上。觸發(fā)信

號(hào)高電平時(shí)打開(kāi)，低電平時(shí)關(guān)閉。

軟件觸發(fā)：用戶也可用軟件實(shí)現(xiàn)觸發(fā)功能，即使用串口對(duì)各輸出通道進(jìn)行控

制，使各輸出通道按照預(yù)先的設(shè)置打開(kāi)或關(guān)閉其輸出。

REMO端子

信號(hào)名稱信號(hào)定義

弓1腳號(hào)

1TR1+1通道觸發(fā)信號(hào)十

2TR1-1通道觸發(fā)信號(hào)-

3TR2+2通道觸發(fā)信號(hào)+

4TR2-2通道觸發(fā)信號(hào)一

5TR3+3通道觸發(fā)信號(hào)+

6TR3-3通道觸發(fā)信號(hào)一

7TR4+4通道觸發(fā)信號(hào)+

8TR4-4通道觸發(fā)信號(hào)-

附錄五、光源控制器通訊協(xié)議

硬件規(guī)范

波特率：9600bps

每幀字節(jié)數(shù)：8字節(jié)

每幀數(shù)據(jù)格式

1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)3字節(jié)2字節(jié)

特征字指令字通道字?jǐn)?shù)據(jù)異或和校驗(yàn)字

注：所有通訊字節(jié)都采用ASCII碼

令特征字=$

令指令字=1,2,3,4,分別定義為：

1：打開(kāi)對(duì)應(yīng)通道電源

2：關(guān)閉對(duì)應(yīng)通道電源

3：設(shè)置對(duì)應(yīng)通道電源參數(shù)

4：讀出對(duì)應(yīng)通道電源參數(shù)

當(dāng)指令字為1,2,3時(shí)，如控制器接收指令成功，則返回特征字$；如控制器接收指令

失敗，則返回&。

當(dāng)指令字為4時(shí)，如控制器接收指令成功，則返回對(duì)應(yīng)通道的電源設(shè)置參數(shù)（返回格

式跟發(fā)送格式相同）；如控制器接收指令失敗，則返回&。

令通道字=1,2,3,4。分別代表4個(gè)通道。

令數(shù)據(jù)=0XXCXX為00-FF內(nèi)的任一數(shù)值），對(duì)應(yīng)通道電源的設(shè)置參數(shù)，高位在前，

低位在后。

令異或和校驗(yàn)字=除校臉字外的字節(jié)（包括：特征字，指令字，通道字和數(shù)據(jù)）的異

或校驗(yàn)和，校驗(yàn)和的高4位ASCII碼在前，低4位ASCII碼在后。

例:將第2通道亮度設(shè)為56,貝|］以ASCII碼向下寫(xiě)“$320381E”

$320381E

L異或和校驗(yàn)字

L1-------亮度值，數(shù)據(jù)字節(jié)為038,以十六進(jìn)制表示

1-------通道值

--------指令字，3表示為亮度設(shè)置

----------特征字

異或校驗(yàn)字運(yùn)算過(guò)程如下:

字符串ASCIASCII碼以十將高4位和低4位分

I碼六進(jìn)制表示