在機(jī)器視覺項(xiàng)目中，我們經(jīng)常采用停拍的拍照方式即檢測(cè)樣品運(yùn)動(dòng)到指定拍照位置時(shí)樣品停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)觸發(fā)相機(jī)拍照，對(duì)樣品圖像進(jìn)行處理后輸出檢測(cè)結(jié)果，接著執(zhí)行下一步動(dòng)作。

　　這種拍照模式的實(shí)現(xiàn)方式和運(yùn)動(dòng)控制比較簡(jiǎn)單，但是生產(chǎn)效率較低，無(wú)法滿足高速度的檢測(cè)項(xiàng)目要求。因此需要使用視覺飛拍的功能，即檢測(cè)樣品運(yùn)動(dòng)到拍照位置不停止運(yùn)行，此時(shí)相機(jī)完成瞬時(shí)拍照后樣品繼續(xù)沿著設(shè)定的軌跡運(yùn)行。

　　本次課程我們將與大家一起分享機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)實(shí)現(xiàn)飛拍定位的功能。

　　教學(xué)視頻

　　一檢測(cè)原理梯形圖介紹

　　(一)原理

　　飛拍就是使用硬件比較輸出或精準(zhǔn)輸出端口在極短時(shí)間內(nèi)觸發(fā)相機(jī)拍照，而被測(cè)物品在拍照過程中仍處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與此同時(shí)被測(cè)物品通過圖像處理軟件計(jì)算出其位置的偏移量，執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲取視覺輸出的偏移量后再做出相應(yīng)的動(dòng)作指令。

　　視覺飛拍功能不僅需要有硬件比較輸出或精準(zhǔn)輸出功能做高速精準(zhǔn)觸發(fā)控制，而且要求相機(jī)的拍照響應(yīng)時(shí)間快、曝光時(shí)間短、幀率高，軟件處理時(shí)間要短。

　　(二)機(jī)器視覺飛拍與停拍對(duì)比

　　1.視覺停拍：傳統(tǒng)的視覺定位采取停拍的方式，即工件按照既定的軌跡運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行到拍照點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軸速度減為0停下來進(jìn)行拍照、圖像采集、運(yùn)算處理、糾偏，待視覺系統(tǒng)處理完成后，繼續(xù)完成接下來的軌跡運(yùn)動(dòng)，v-t圖如下。

　　2.視覺飛拍：針對(duì)傳統(tǒng)的視覺停拍，而造成生產(chǎn)效率不夠高的問題。在某些生產(chǎn)效率高的應(yīng)用場(chǎng)合，使用到視覺飛拍功能的很多。即機(jī)構(gòu)按照既定的軌跡運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)行到拍照位時(shí)，運(yùn)動(dòng)軸不停止運(yùn)動(dòng)，瞬間完成高速抓拍的功能。

　　整個(gè)過程中移動(dòng)機(jī)構(gòu)不停止，從而節(jié)省機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)間，滿足效率，并且能保證運(yùn)行精度。

　　a.在精度保證的同時(shí)，可以不減速，v-t圖如下。

　　b.在精度不足的情況下，可以略微降速,分段運(yùn)行，但速度不降為0，v-t圖如下。

　　★正運(yùn)動(dòng)技術(shù)VPLC機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)是基于FPGA的硬件比較輸出，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器到達(dá)拍照位置，直到相機(jī)完成觸發(fā)，整個(gè)精度可以控制在：脈沖輸出方式的最小誤差1個(gè)脈沖，總線控制方式的最小誤差1us以內(nèi)。

　　當(dāng)電機(jī)帶編碼器或者光柵尺反饋時(shí)，硬件比較輸出功能自動(dòng)使用反饋位置MPOS來進(jìn)行觸發(fā)，當(dāng)不帶反饋時(shí)，此功能自動(dòng)使用發(fā)送位置DPOS的比較觸發(fā);根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)器差異性效果，也可以使用MOVEOP_DELAY指令來調(diào)整IO輸出的準(zhǔn)確時(shí)間。

　　多種實(shí)現(xiàn)和調(diào)整方式，極大確保了VPLC機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺飛拍時(shí)的精度。

　　二軟件實(shí)現(xiàn)梯形圖介紹

　　(一)準(zhǔn)備

　　(二)實(shí)例演示

　　1.打開ZDevelop軟件：點(diǎn)擊“文件”→“打開項(xiàng)目”→選擇“基于形狀匹配的視覺定位”項(xiàng)目。

　　2.修改設(shè)計(jì)HMI界面。

　　3.在global_variable.bas文件中增加定義飛拍位置使用到的全局變量。

　　global dim Fly_Pos '飛拍位置

　　4.在InitLocator.bas文件中初始化飛拍運(yùn)動(dòng)的軸參數(shù)。

　　'初始化軸參數(shù) BASE(0) '選擇軸0 UNITS=100 '脈沖當(dāng)量設(shè)置為100 DPOS=0 '軸位置 SPEED=20 '運(yùn)動(dòng)速度 ACCEL=1000 '加速度 DECEL=1000 '減速度

　　5.關(guān)聯(lián)界面元件變量。

　　6.在camera.bas修改【單次采集】按鈕按下時(shí)響應(yīng)的函數(shù)，并修改動(dòng)作函數(shù)名的格式文本。

　　GLOBAL SUB btn_grab() '如果d_use_imgfile=1時(shí)使用讀取本地圖片功能，使用控制器時(shí)請(qǐng)將此部分代碼注釋掉 'if (d_use_imgfile=1) then 'if(d_index=3) then 'd_index=0 'endif 'File_Name="\3\"+TOSTR(d_index,1,0)+".bmp" '...\flash\3\目錄下的圖片所在的路徑名稱 'ZV_IMGREAD(grabImg,File_Name,0) 'ZV_LATCH(grabImg, 0) 'd_index=d_index+1 'return 'endif ''讀取本地圖片功能結(jié)束 '如果相機(jī)數(shù)量為0，提示先掃描相機(jī)，并退出子函數(shù)不往下執(zhí)行 if cam_num = 0 then ?"請(qǐng)先掃描相機(jī)!" return endif if cam_mode=0 then '如果選擇軟件觸發(fā)模式 CAM_STOP() CAM_START(0) CAM_SETMODE(cam_mode) '設(shè)置軟件觸發(fā)模式 CAM_SETPARAM("TriggerSoftware", 0) '軟件發(fā)送觸發(fā)指令 elseif cam_mode=1 THEN '如果選擇飛拍模式 CAM_STOP() CAM_START(0) CAM_SETMODE(cam_mode) '設(shè)置硬觸發(fā)模式 MOVE_OP2 (0,ON,1) '將輸出口0輸出為on狀態(tài)，1ms后再將狀態(tài)翻轉(zhuǎn) endif CAM_GET(grabImg, 0) '獲取一幀圖像存放到grabImg變量中 ZV_LATCH(grabImg, 0) '將圖像顯示到鎖存通道0中 END SUB

　　7.在main.bas添加【飛拍測(cè)試】按鈕按下時(shí)響應(yīng)的函數(shù)，并關(guān)聯(lián)動(dòng)作函數(shù)名。

　　'主界面按下飛拍測(cè)試按鈕時(shí)響應(yīng)的函數(shù)GLOBAL SUB Test()

　　if cam_mode=0 then '如果當(dāng)前選擇軟觸發(fā)模式 CAM_STOP() CAM_START(0) CAM_SETMODE(1) '設(shè)置硬觸發(fā)模式 endif

　　dpos(0)=0 '位置清零 MOVE(Fly_Pos) '運(yùn)動(dòng)飛拍距離 MOVE_OP2(0,ON,1) '將輸出口0輸出為on狀態(tài)，1ms后再將狀態(tài)翻轉(zhuǎn) MOVE(100) '直線運(yùn)動(dòng) CAM_GET(grabImg, 0) '獲取一幀圖像存放到grabImg變量中 ZV_LATCH(grabImg, 0) '將圖像顯示到鎖存通道0中 btn_loc_test() '執(zhí)行測(cè)試按鈕響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行匹配定位檢測(cè)

　　END SUB

　　8.查看運(yùn)行效果：將控制器接入電源，使用網(wǎng)線將控制器與PC連接，將相機(jī)的觸發(fā)線接入控制器輸出口out0→相機(jī)通電并接入控制器→連接控制器，并將項(xiàng)目下載到控制器→運(yùn)行程序，測(cè)試程序效果。

　　(三)效果演示

　　本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)應(yīng)用例程(五)-飛拍定位，就分享到這里。

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