任務(wù)3.2輸出法蘭形狀與位置識(shí)別公司簡(jiǎn)介CATALOGUE任務(wù)提出任務(wù)實(shí)施知識(shí)準(zhǔn)備132目錄拓展練習(xí)4任務(wù)提出

視覺(jué)定位應(yīng)用是最常見(jiàn)的視覺(jué)應(yīng)用之一，視覺(jué)定位通常采用圖案定位工具，獲取工件的位置和角度信息。

本任務(wù)以輸出法蘭工件為例，通過(guò)相機(jī)編程軟件對(duì)輸出法蘭工件形狀的學(xué)習(xí)，掌握工件形狀識(shí)別的基本方法，實(shí)現(xiàn)相機(jī)對(duì)輸出法蘭工件的視覺(jué)定位，獲取輸出法蘭工件的角度信息。

本任務(wù)主要包括以下內(nèi)容：1.了解康耐視相機(jī)編程軟件In-sightExplorer；2.了解形狀識(shí)別的基礎(chǔ)知識(shí)；3.掌握輸出法蘭工件的形狀識(shí)別；4.測(cè)試與驗(yàn)證輸出法蘭形狀識(shí)別結(jié)果。任務(wù)3.2.1相機(jī)軟件江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司匯博平臺(tái)知識(shí)準(zhǔn)備-In-sight-Explorer軟件介紹

菜單快捷工具欄In-sight網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序步驟圖像顯示界面選擇版參數(shù)設(shè)置界面任務(wù)3.2.2形狀識(shí)別江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司匯博平臺(tái)形狀識(shí)別

物體的形狀識(shí)別是模式識(shí)別的重要方向，廣泛應(yīng)用于圖像分析、機(jī)器視覺(jué)和目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域。形狀是物體的重要特征之一，形狀識(shí)別是圖像分析領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。

形狀分析是從圖像中提取形狀的特征信息，存儲(chǔ)于特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并用比較、識(shí)別、分類、檢索等操作的過(guò)程，它是一個(gè)設(shè)計(jì)到多個(gè)學(xué)科分支的問(wèn)題，需要綜合應(yīng)用圖像處理、模式識(shí)別、人工智能等領(lǐng)域中的知識(shí)和方法。

通過(guò)分割區(qū)域來(lái)提取形狀主要是基于區(qū)域的某種“一致性”，在實(shí)際圖像中，如：灰度，紋理，光流等分布的一致性。形狀識(shí)別1.基于邊緣檢測(cè)的方法

圖像邊緣是圖像最基本的特征，邊緣在圖像分析中起著重要作用。所謂邊緣，是指圖像局部特性的不連續(xù)性?；叶然蚪Y(jié)構(gòu)等信息的突變處稱為邊緣，例如：灰度級(jí)的突變、顏色的突變、紋理結(jié)構(gòu)的突變等。

邊緣檢測(cè)的原理是：由于微分算子具有突出灰度變化的作用，對(duì)圖像進(jìn)行微分運(yùn)算，在圖像邊緣處其灰度變化較大，故該處微分計(jì)算值較高，可將這些微分值作為相應(yīng)點(diǎn)的邊緣強(qiáng)度，通過(guò)閾值判別來(lái)提取邊緣點(diǎn)，即如果微分值大于閾值，則為邊緣點(diǎn)。形狀識(shí)別2.基于閾值選取的方法閾值法是一種傳統(tǒng)的圖像分割方法，因其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、性能較穩(wěn)定而成為圖像分割中最基本和應(yīng)用最廣泛的分割技術(shù)。圖像閾值分割利用了圖像中要提取的目標(biāo)物與其背景在灰度特性上的差異，把圖像視為具有不同灰度級(jí)的兩類區(qū)域（目標(biāo)和背景）的組合，選取一個(gè)合適的閾值，以確定圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)應(yīng)屬于目標(biāo)還是背景區(qū)域，從而產(chǎn)生相應(yīng)的二值圖像。形狀識(shí)別3.基于區(qū)域生成的方法閾值分割可以認(rèn)為是將圖像由大到小進(jìn)行拆分，而區(qū)域生長(zhǎng)則相當(dāng)于有小到大對(duì)像素進(jìn)行合并。區(qū)域生長(zhǎng)的基本思想是將具有相似性質(zhì)的像素集合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)區(qū)域。實(shí)質(zhì)就是將具有“相似”特性的像素元連接成區(qū)域。這些區(qū)域是互不相交的，每一個(gè)區(qū)域都滿足特定區(qū)域的一致性。任務(wù)3.2.3視覺(jué)定位江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司匯博平臺(tái)單目視覺(jué)定位和雙目視覺(jué)定位

視覺(jué)定位主要分為單目定位（單攝像頭）與雙目定位（雙攝像頭）。無(wú)論單目定位還是雙目定位，在使用前均需對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，即通過(guò)拍攝標(biāo)準(zhǔn)棋盤圖像，計(jì)算修正矩陣，消除由于鏡頭引起的成像誤差，而雙目定位除了需要對(duì)攝像頭本身進(jìn)行標(biāo)定外，還需要對(duì)兩個(gè)攝像頭的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。

單目定位運(yùn)算量較小，但由于只能獲取二維信息，通常需要在環(huán)境中加入特定的人工圖標(biāo)或輔以其他測(cè)量設(shè)備來(lái)完成定位，單目視覺(jué)定位主要通過(guò)對(duì)比前后兩幀圖像的變化來(lái)判斷自身的移動(dòng)情況，目前部分掃地機(jī)器人及無(wú)人機(jī)采用的都是單目定位技術(shù)。

雙目視覺(jué)定位精度比單目定位要高，其定位方式是首先對(duì)同一時(shí)刻兩個(gè)攝像機(jī)拍到的圖像進(jìn)行分析，找出相同的特征點(diǎn)，所謂特征點(diǎn)是指顏色發(fā)生突變的點(diǎn)，之所以要找到發(fā)生突變的點(diǎn)是為了后續(xù)方便匹配。形狀識(shí)別

在大多數(shù)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中，圖像中定位元件是應(yīng)用成功的關(guān)鍵的第一步，圖案定位是在定位元件中最常用的方法，圖案定位是使用圖像的邊緣輪廓特征作為模板，在圖像中搜索形狀上相似的目標(biāo)，可以得到位置坐標(biāo)信息X、Y及角度，可用于定位、計(jì)數(shù)和判斷有無(wú)等。

圖案定位基本流程包括圖像采集、添加定位工具、訓(xùn)練模型、設(shè)置搜索區(qū)域、設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度和計(jì)算并輸出結(jié)果六個(gè)步驟，如圖3-5所示。任務(wù)3.2.4輸出法蘭圖案定位特征訓(xùn)練江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司匯博平臺(tái)輸出法蘭圖案定位特征訓(xùn)練

輸出法蘭工件形狀識(shí)別采用定位部件工具下的圖案工具，由于輸出法蘭和減速器工件的形狀非常相似，如果選取工件外形作為識(shí)別特征，難以準(zhǔn)確識(shí)別工件類型，所以選取輸出法蘭工件上的兩個(gè)長(zhǎng)方形槽作為形狀識(shí)別的特征。任務(wù)實(shí)施-輸出法蘭圖案定位特征訓(xùn)練操作步驟操作說(shuō)明1將輸出法蘭工件放置于輸送模塊傳送帶末端2打開(kāi)相機(jī)編程軟件，連接到相機(jī)，相機(jī)切換到“實(shí)況視頻”模式。3“應(yīng)用程序步驟”中選擇“定位部件”。4位置工具中選擇“圖案”工具，雙擊運(yùn)行。5選中搜索框，調(diào)整搜索框的大小和位置。6選中模型框，調(diào)整模型框的大小和位置。7點(diǎn)擊訓(xùn)練模型8輸出法蘭工件形狀識(shí)別工具名稱修改為FaLan。任務(wù)3.2.5輸出法蘭形狀與位置識(shí)別江蘇匯博機(jī)器人技術(shù)股份有限公司匯博平臺(tái)輸出法蘭形狀與位置識(shí)別

分別將減速器和輸出法蘭工件放置于傳送帶末端，測(cè)試工件形狀識(shí)別結(jié)果，驗(yàn)證輸出法蘭工件形狀識(shí)別的準(zhǔn)確性。任務(wù)實(shí)施-

輸出法蘭形狀與位置識(shí)別操作步驟操作說(shuō)明示意圖1將減速器工件以任意位置和角度放置于輸送模塊的傳送帶末端。2相機(jī)編程軟件中手動(dòng)控制相機(jī)拍照。任務(wù)實(shí)施-輸出法蘭形狀與位置識(shí)別操作步驟操作說(shuō)明示意圖3相機(jī)圖像識(shí)別結(jié)果：未識(shí)別到輸出法蘭工件。說(shuō)明相機(jī)軟件未識(shí)別到減速器工件。4將輸出法蘭工件以任意位置和角度放置于