2022高職 機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用 任務(wù)書11-智能倉庫（賽項(xiàng)賽題）

2022年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽

機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用

—智能倉庫

（總時(shí)間：480分鐘）

工

作

任

務(wù)

書

場(chǎng)次號(hào)：賽位號(hào):

注意事項(xiàng)

一、本任務(wù)書共26頁，包括附錄（分別為視覺硬件及參數(shù)列表，

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

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

選型計(jì)算報(bào)告）。如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，請(qǐng)及時(shí)向裁判示意，

進(jìn)行任務(wù)書的更換。

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

掌握C#軟件編程及OpenCV庫的調(diào)用。

三、在完成工作任務(wù)的全過程中，嚴(yán)格遵守光學(xué)或電氣組件的相

關(guān)操作要求，接線前一定要看清引腳定義和電壓要求。

四、不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路。

五、競(jìng)賽過程中，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)器視覺程序必須保存到本機(jī)的"C:\全國(guó)職業(yè)院校技

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、視野位置要求、工作距離

要求、被測(cè)物的檢測(cè)要求，從設(shè)備提供的所有機(jī)器視覺相機(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。完成附

錄七-相機(jī)、鏡頭、光源的選型計(jì)算報(bào)告。

二、根據(jù)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、在開始配置流程前，創(chuàng)建配置文件名稱：“場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)”。

四、通過標(biāo)定板，完成相機(jī)標(biāo)定，并保存在配置文件中。

五、完成PLC控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，2D和3D相機(jī)要求裝在非執(zhí)

行機(jī)構(gòu)上（非Z軸），示教物塊的擺放位置，并保存位置信息到配置

文件。

六、選擇合適的視覺工具，并完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，按照任務(wù)要

求描述，完成物料分揀入庫。

七、本次配置程序必須包含模板定位及建立坐標(biāo)仿射跟隨功能。

九、完成指定數(shù)據(jù)表格，數(shù)據(jù)顯示在指定位置。

十、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)器視覺應(yīng)用設(shè)備上完成，比賽前要熟悉設(shè)

備使用說明書和軟件用戶手冊(cè)。操作過程中，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：考試過程中不允許帶入U(xiǎn)盤或其他可儲(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)說明書

一、平臺(tái)硬件、軟件組成說明

競(jìng)賽任務(wù)平臺(tái)的硬軟件說明詳見平臺(tái)技術(shù)說明書及視覺軟件使

用手冊(cè)。完成競(jìng)賽工作任務(wù)書所需的全部硬件，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。

(-)工控機(jī)

設(shè)備中已經(jīng)包含一臺(tái)工控機(jī)，另有一臺(tái)由承辦單位提供，用于

接收通訊數(shù)據(jù)和視覺算法代碼編程的客戶端計(jì)算機(jī)，比賽所需的軟

件和驅(qū)動(dòng)均已經(jīng)提前預(yù)裝。

(二)視覺硬件

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)見附錄一。

依據(jù)競(jìng)賽任務(wù)的要求選擇好相機(jī)。

2、鏡頭

可選擇的鏡頭共四個(gè)，編號(hào)分別為：12mm、25mm、35mm焦

距的定焦鏡頭以及一個(gè)0.3X放大倍率的遠(yuǎn)心鏡頭，具體參數(shù)見附錄

O

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，

分辨率的要求選擇合適鏡頭。

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)見附錄一。

依據(jù)任務(wù)書的需要，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

可選擇的標(biāo)定板共兩個(gè)，依據(jù)相機(jī)視野范圍選擇合適尺寸的標(biāo)定

板，具體參數(shù)見附錄一；

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。

（三）線纜

相機(jī)線纜（共7根）：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、一根3D相機(jī)電源線；（注意：RS232通訊線默認(rèn)已經(jīng)與PC

連接）；

（四）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9是擴(kuò)展軸，

未安裝前放在機(jī)器視覺工具箱中，需要選手按附錄六：旋轉(zhuǎn)軸的安裝

及接線說明完成平臺(tái)的搭建）。

（五）氣動(dòng)硬件

提供三種吸嘴，規(guī)格為：SP-06、SP-08、SP-10,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求

正確選擇吸嘴。

二、軟件功能及編程說明

在視覺編程軟件中，采用圖形化編程軟件，根據(jù)檢測(cè)要求完成軟

件流程的設(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《視覺軟件使用手冊(cè)》（說

明：本流程示意圖圖1僅說明視覺軟件的流程設(shè)計(jì)編程方式，與本任

務(wù)書描述的具體任務(wù)無直接關(guān)系）

圖1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、

定位類

邊緣點(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、

測(cè)量類線間距工具、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

圖像處理類

切工具、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)

識(shí)別類

工具

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、

數(shù)據(jù)處理類列表工具、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：

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

界面如圖2所示；

2、基于C#的OpenCV圖像處理庫OpenCvSharp；

3、客戶端軟件及二次開發(fā)工程框構(gòu)，詳細(xì)說明見《二次開發(fā)說

明》文件;

向象瀏覽器KOpenCVHelper.esKChinaSkillsToolKCalibPlaneToolKLineFinderl.<

^KChinaSkillsTool.KiChinaSkillsTool

staticdoublesinFunlParax2:

///<summary>

功能：實(shí)現(xiàn)Cannyj埃檢則算子，并開放參數(shù)手動(dòng)調(diào)試，劉寸反饋結(jié)果圖像。

///</summary>

：：/<paramna?e=*inMat*'輸入paraai>

〃/〈paramnaae="inFunlParam】,:參數(shù)K/param>

III<paramnas?=*inFunlParam2*>^^(2</param>

publicvoidFimctionl(MatinMat,doubleinFunlFarasl.doubleinFun1Paras2)

(

〃選粘此處添加弋碼

if(inMat.Channels0!=1)

(

Cv2.CvtColorlinMat,inMat,Q>lor€onversionCodes.BGR2GRAY);

)

MatcannyMat^evSiat0:

Cv2.CannyjinMat,cannyMat.inFunlParaicl.inFunlParartxj;

Cv2.NaaedTindow(*Fuctionl,,VindovMode.Norsal);

CvS.IfflShow(*Fuctionl*,cannyMat):

CvTrackbarcvTrackbarHighlhr=nearCvTrackbar("HighThr，*Fuctionl*?0.1000,HighThrTrack.inMat);

，

CvTrackbarcvTrackbarLowThr-n”CvTrackbar(*LowThrl^Fuctionl*,0,1000.Lo^ThrTracKinMat):

sinFunlParaxl^inFtinlParaal;

sinFunlParaal=inFunlParaa2.

)

///<sunnnarv>

//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>

/1/<parasnase=vinMat"，輸入^^/」param>

<paramnase=*inFun2Parand^^l</param>

///qparamnase=vinFim2Param2'param>

publicvoidFunction2(MatinMat,doubleinFun2Paraml.doubleinFun2Para?2)

(

〃選軌此處添加(弋碼

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

if(inMat.Channels0=1)

(

Cv2.CvtColor(lena,lena,ColorConversionCodes.GRAY2BGR);

)

MatnMts=Cv2.Split(lena.':一張圖片,將lena拆分成3個(gè)圖片裝進(jìn)sat

Mat"jsatsO=newMat[]{oatsCO]);//B

Mat：]satsi=newMat[]{);//G

Mat：]sats2=newMat[]{mats[2])://R

Mat口hist=newMat口{newMatO,new：lat0.newMat01:—直,記得全

int[]channels=newintQ{0)里道,初始化為通道。

int二histsize=n?宣intZ]{256]；//初蛤化^256箱子

Range!口range=newRangef[1]://一個(gè)通道,范困

rangeZ0]=newRangef(0,256)：從。相臺(tái)(含)..到23蹄束(不含)

=ask=newMat0:〃不做掩碼

Cv2.CalcHist(natsO,channels,=ask,hist20],1,histsize,ran酢)"對(duì)被拆分的圖片單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算

「,?*?「?1cH；?1cb?cd????>1卜；1663由"*ti冬Tl4?冒"

圖2C#代碼編程界面示意

三、標(biāo)定說明及運(yùn)動(dòng)位置校準(zhǔn)

K

圖3圖像標(biāo)定板

選擇合適的標(biāo)定工具，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)成世界坐標(biāo)，并得出X、Y方向的像素當(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--一智能倉庫

（-）樣品規(guī)格說明

倉庫及物料說明：提供的待搬運(yùn)物料有三種規(guī)格，分別為5個(gè)小

型物料（尺寸為：20mmxIOmmx3mm）,2個(gè)中型物料（尺寸為:

20mmx10mmx9mm）,2個(gè)大型物料（尺寸為：20mmx1Ommxl8mm）,

中型與大型物料側(cè)面箭頭方向指向上方，如下圖所示。其中，小型物

料表面貼有字符及數(shù)字信息標(biāo)簽，中型和大型物料上表面沒有貼標(biāo),

側(cè)面貼有指示箭頭（指示信息是為告知物料擺放姿態(tài)，不要求做識(shí)別）。

圖4待分揀物料規(guī)格與樣式

倉庫的布局如下圖所示，分為A、B、C三個(gè)區(qū)，A區(qū)有1-5號(hào)

物料倉位，用于放置小型物料；B區(qū)有B1和B2兩個(gè)物料倉位，用

于放置中型物料，C區(qū)有C1和C2兩個(gè)物料倉位，用于放置大型物

料，每種類型的物料必須搬運(yùn)進(jìn)入對(duì)應(yīng)區(qū)域的物料放置倉位。

圖5智能倉庫物料位布局

（二）智能倉庫任務(wù)

倉庫的初始狀態(tài)為：5個(gè)小型物料、2個(gè)中型物料、以及2個(gè)

大型物料隨機(jī)擺放在檢測(cè)區(qū)。通過程序識(shí)別、定位和判斷后，5個(gè)

小型物料分別放入A區(qū)物料倉位中（擺放順序無要求，物料與物料

之間互相不得堆疊，堆疊則判定堆疊區(qū)所有物料分揀任務(wù)失?。?，2

個(gè)中型物料分別放入B區(qū)物料倉位B1和B2中，2個(gè)大型物料分別

放入C區(qū)物料倉位C1和C2中。

（三）各個(gè)拍照位的硬件選型要求

1、要求用3D測(cè)量模塊，測(cè)量出中型、大型物料的高度信息；

2、2D相機(jī)要求像素精度為0.1mm,視野大小要求：

230mm*192mm,工作距離要求：370mm（工作距離范圍允許一定偏

差，最大不得超過+/-25mm）,檢測(cè)區(qū)必須在光源范圍內(nèi)；

（四）警示、顯示和保存的要求

1、要求在搬運(yùn)A、B、C型物料的過程中，點(diǎn)亮紅色報(bào)警燈，

搬運(yùn)流程完成后，熄滅紅色報(bào)警燈；

2、界面分三個(gè)窗口顯示：

第一個(gè)窗口顯示2D相機(jī)的初始拍照位圖像（物料搬運(yùn)前）；

第二個(gè)窗口顯示初始狀態(tài)（搬運(yùn)前）檢測(cè)區(qū)中所有所有A型物

料的中心坐標(biāo)，B型和C型物料的高度值、中心坐標(biāo)；

第三個(gè)窗口顯示物料分揀完成后的倉庫2D圖像。

3、數(shù)據(jù)保存：識(shí)別出A型物料的標(biāo)簽信息、B型物料的高度信

息、C型物料的高度信息，并將信息保存到文件：“物料信

息.csv”中；文件保存路徑："C:\全國(guó)職業(yè)院校技能大賽'場(chǎng)次號(hào)-

賽位號(hào)'物料信息.csv”。

（五）客戶端電腦C#代碼編程

1、在客戶端電腦上打開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軟件打開對(duì)應(yīng)工程文

件，利用OpenCVSharp圖像庫的算法，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

接庫文件拷貝到客戶端軟件所在目錄的ToolGroup文件夾下面。

5、打開客戶端軟件，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，選型計(jì)算報(bào)

告的答案請(qǐng)寫在附錄七。

將相機(jī)、鏡頭、光源、治具等在合理位置安裝，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、視覺軟件的PLC控制工具運(yùn)行測(cè)試

控制X,Y.Z軸移動(dòng)料盤，設(shè)置拍照位；

輸出I/O電信號(hào)正常。

3、光源控制工具運(yùn)行測(cè)試

光源與其控制器正常，能控制所有光源亮滅，且能設(shè)置各光源亮

度值；

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；

確定各個(gè)拍照位的圖像對(duì)焦清楚，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)。

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)定過程，保存標(biāo)定數(shù)據(jù)到配

置文件。

6、檢測(cè)工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置檢測(cè)工具參數(shù)，識(shí)別小型物料標(biāo)簽信息。

7、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。

8、OCR工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置ORC工具并測(cè)試是否能識(shí)別到字母及數(shù)字信息。

9、數(shù)據(jù)分析工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置數(shù)據(jù)分析工具參數(shù)，并生成數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

10、數(shù)據(jù)處理類運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置數(shù)據(jù)保存表格工具參數(shù)，設(shè)置文件名、保存路徑；

添加需要保存的數(shù)據(jù)，生成報(bào)表；

11、界面布局及數(shù)據(jù)顯示

設(shè)置好三個(gè)窗口，軟件界面各窗口分別顯示以下信息：窗口一

顯示2D相機(jī)的初始拍照位圖像（物料搬運(yùn)前）；窗口二顯示初始

狀態(tài)（搬運(yùn)前）檢測(cè)區(qū)中所有所有A型物料的中心坐標(biāo)，B型和C

型物料的高度值、中心坐標(biāo)；窗口三顯示物料分揀完成后的倉庫2D

圖像。

12、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#代碼編程一一圖像邊緣檢測(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。

?3M?t

圖8客戶端C#代碼編程一一圖像直方圖統(tǒng)計(jì)算法效果示意圖

4）數(shù)據(jù)通過網(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”?？蛻舳藬?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、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，選型計(jì)算報(bào)

告的答案請(qǐng)寫在附錄七。

將相機(jī)、鏡頭、光源、治具等在合理位置安裝，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)。

完成相機(jī)、光源、旋轉(zhuǎn)軸、客戶端等電路接線，完成氣路的連接，

要求走線正確規(guī)范、整潔、牢固。

2、PLC控制工具設(shè)置

全軸應(yīng)從零位開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)置好拍照位，并根據(jù)任務(wù)描述，完成

運(yùn)動(dòng)控制以及警報(bào)燈控制，完成搬運(yùn)入庫任務(wù)后，應(yīng)將全軸回零。

3、光源控制工具設(shè)置

合理設(shè)置光源亮度，拍照前點(diǎn)亮光源，完成拍照后熄滅。

4、相機(jī)工具設(shè)置

合理設(shè)置相機(jī)參數(shù)，確定拍照位的圖像對(duì)焦清楚，視野大小合適。

5、相機(jī)標(biāo)定

根據(jù)需要選擇標(biāo)定板，并安裝好，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。

6、數(shù)據(jù)保存

按照任務(wù)要求，保存識(shí)別及測(cè)量出的數(shù)據(jù)信息。

7、界面布局及數(shù)據(jù)顯示

設(shè)置好窗口個(gè)數(shù)，軟件界面各窗口顯示各相機(jī)采集的圖像；根據(jù)

要求把結(jié)果、數(shù)據(jù)顯示到各窗口上;

七、附件

附錄一、視覺硬件及參數(shù)列表

工業(yè)相機(jī)

類別編號(hào)分辨率幀率FPS曝光模式顏色芯片大小接口

2D相機(jī)相機(jī)A1280x960>90全局黑白>1/3”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)/2/3”USB3.0

工業(yè)鏡頭

類別編號(hào)支持分辨率焦距/最大光工作距離支持芯片大小

（優(yōu)于）倍率圈

工業(yè)鏡頭12mm鏡頭500萬像素12mmF2.0>100mm2/3”

工業(yè)鏡頭25mm鏡頭500萬像素25mmF2.0>200mm2/3”

工業(yè)鏡頭35mm鏡頭500萬像素35mmF2.0>200mm2/3”

遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭500萬像素0.3XF5.4110m2/3”

鏡頭接圈包括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80mm,內(nèi)徑RGB

40mm

環(huán)形光源中號(hào)環(huán)形光源45度環(huán)形，發(fā)光面外徑120mm,內(nèi)徑G三者可以合并

80mm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155mm,內(nèi)徑B

120mm

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USB線供電，不要另外插電源，否則會(huì)

燒相機(jī)）

I/O接口說少I/OInterfaceInstruction

引腳描述功能

ILine3GPIO（除隔離軟件可ft置輸入出）

2Linel光晶隔離輜入

I/OMO

3Line2GP1O（非限離軟件可配置檢入/輸出）

4LineO光㈱隔離物出

5Opto1/0Ground把耦隔離信號(hào)地（1S0_GND）

6GP10GroundGPIOO弓地（GM?

二、GigE相機(jī)

I/O接口說叨II/OInterfaceInstruction

附錄三、分辨率及焦距計(jì)算公式

簡(jiǎn)單視覺系統(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)，

傳感器(CCD

orCMOS)

假如我們FOV尺寸是16mmx12mm,選用的相機(jī)是200萬像素

(1600x1200),那么像素分辨率就是16mm/1600or12mm/1200=0.01mm。

下表分別是我們是的英制的芯片尺寸，真實(shí)的芯片大小和焦距的計(jì)算公式。

每一款監(jiān)控at像機(jī)CCD的ic面大小不同，但通常使用的CCD攝像機(jī)的

規(guī)格均為4:3（H:V）.

BB像尺寸（mm）

空號(hào)CCO尺寸

水平：H“：V對(duì)京:D

Cr12.89.616.0

H.A2/3-8.86.611.0

D.S1/2-6.44.88.0

Y.T1/3-4.83.66.0

Q1/4-3.6274.5

35mm!!!相機(jī)鏡頭（參考）35mml9卷36.024.043.3

視野計(jì)算接口種類

在物距?定的情況下,視野便能通過下述方程式計(jì)算出來.■傳的依控flHMMt頭H4TC接口，08接口商*?

Y=Y'?/Y：物體尺寸L：物距提格

V：網(wǎng)像尺寸f：焦距

CffDCS舞口

BSE(mm)17526?'12.5”

例如：到物體的距寓為5m時(shí)，用1/2“焦能力12.5mm的鎮(zhèn)頭和

?徑（mm）1-32VNF

1/2"攝像機(jī).監(jiān)視H上所顯示的尺寸力：

▼?ennnsmti

L：5000Y=6.4X-^E-=2560mm

f：12.512?5c接口播暫機(jī)CS接口卷像機(jī)

C接口鐵頭oO**

cs?a?ftX

,1家?輸■長(zhǎng)??

?2在C?口■頭與CS般口的■?機(jī)配合筌用的,況下,

H使用00$舞口￡配壞（5mmb

附錄四、光源控制的接線說明

硬件觸發(fā)：用戶可以通過PLC、相機(jī)的輸出外部觸發(fā)信號(hào)來控制每一路輸出

的開關(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“REM。”端子上。觸發(fā)

信號(hào)高電平時(shí)打開，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)置打開或關(guān)閉其輸出。

REMO端

子信號(hào)名稱信號(hào)定義

引腳號(hào)

1TR1+1通道觸發(fā)信號(hào)+

2TR1-1通道觸發(fā)信號(hào)一

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)十

8TR4-4通道觸發(fā)信號(hào)一

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1字節(jié)3字節(jié)2字節(jié)

節(jié)

特征字指令通道數(shù)據(jù)異或和校驗(yàn)字

字字

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=1,2,3,4o分別代表4個(gè)通道。

令數(shù)據(jù)=0XX（XX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=除校驗(yàn)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,則以ASCII碼向