視覺定位在鋰電行業的應用案例

視覺定位與對位

什么是機器視覺定位？定義視覺定位就是利用視覺傳器（工業相機）獲取物體圖像，然后用計算機通過視覺軟件進行圖像處理，進而獲得物體的位置信息的一種方法。分類單目定位雙目定位應用在工業生產中有許多地方都會用到視覺定位。簡單來說，一般適用于，當上料時產品在相機視野中的位置不固定，或放料時產品位置不固定的場景。單目移動相機（兩點定位）單目移動產品（兩點定位）單目定位5種對位模式視覺定位在鋰電行業的應用案例案例背景：

鋰電池目前的應用市場主要有汽車、手機、筆記本電腦、電動工具等等。鋰電池OCV測試是鋰電池生產流程里的一部分。傳統鋰電測試，一般用機械定位或是人工放置鋰電池到測試位。機械定位通過治具定位使電池在測試位測試，可能會導致電池被夾傷。而人工放置會存在放置精度誤差大，效率較慢等問題。視覺定位的到來解決了這些問題。視覺定位通過對圖像的分析和處理后給出定位中心，然后將坐標傳輸給機器人，為機器人自動取放電池提供精確的位置坐標數據。相機采集到的電池圖像如下圖9.1所示。圖9.1相機采集到的電池圖像視覺定位在鋰電行業的應用案例視覺定位需求：(1)檢測內容：精準地將電池的上密封邊緣中心坐標定位出來，并判斷電池極耳是否彎曲，電池極耳左右密封邊緣是否平行。(2)產品大小：110mm*60mm(3)安裝高度：≤300mm(4)精度要求：≤0.3mm(5)檢測速度：1pcs/s(6)通訊方式：TCP/IP網絡通訊技術優勢：（1）機器視覺系統定位鋰電池進行上料，提高了電池放置的精度，在進行開路電壓的測試時不會出現測試探針無法準確接觸到極耳的情況。（2）在電池定位的過程中添加了防呆檢測，如果料盤內沒有物料，就會跳過此料盤，避免空物料時機械手進行物料抓取，節省上料時間。視覺定位在鋰電行業的應用案例硬件選型與安裝視覺硬件的選擇，包括相機、鏡頭、光源和視覺控制器的選擇。

（1）視覺控制器的選擇：在連接相機采集圖像，測試檢測工具。是否都可以滿足客戶的檢測速度要求，如果可以瞞足，則可以選擇該控制器；如果無法瞞足，則要選擇更高配置的控制器來測試。目前從需求應用確認，只需要一個工業相機，所以需要配備2個千兆網口，如果主機沒有2個網口，需要外接擴展網卡。1個網口用來連接相機，1個網口用來與上位機進行通訊。視覺控制器選擇VDCPT-1,參數如表9.1所示。表9.1視覺控制器參數表視覺定位在鋰電行業的應用案例硬件選型與安裝

(2)相機的選擇：

主要是針對檢測精度0.3mm，產品范圍是110mm*60mm。要做到檢測精度為0.3mm，視覺檢測精度會存在一定的誤差，所以檢測精度需要小于0.3mm。根據現場的實際測試確認，尺寸的檢測精度需是理論的檢測精度上的5倍，檢測才會穩定，不容易出錯。所以視覺理論檢測精度應為0.3mm/5=0.06mm，相機分辨率最少要大于110mm/0.06mm=1833mm，并且視野范圍必須要比產品范圍要大，所以我們選擇500萬像素相機。分辨率為2592pix*1944pix，視野范圍為：長2592pix*0.06mm/pix=155mm，寬1944pix*0.06mm/pix=116mm，可以滿足客戶檢測要求。視覺定位在鋰電行業的應用案例硬件選型與安裝

(3)鏡頭的選擇：

鏡頭的選擇主要是確保視野范圍和安裝高度，通過公式：視場長度/芯片長度=工作距離/焦距來平衡計算，可以選擇6mm焦距的鏡頭，滿足視野范圍和客戶安裝高度的要求。

視覺定位在鋰電行業的應用案例硬件選型與安裝

(4)光源的選擇：光源的選擇可以參考第二篇的工業光源的介紹，但是為了保證光源選擇的穩定性和準確性，會根據待檢樣品進行實際打光測試，通過軟件測試打光出來的產品圖像邊緣的穩定性來確認光源選擇是否正確。軟件測試打光出來的圖像邊緣靜態像素跳變不超過一個像素，說明光源選擇正確。以下光源的選型是經過實際打光測試的結果，背光源打光測試的效果穩定性最好，所以選擇背光源。

（5）安裝示意圖本項目案例的安裝高度如下圖9.2所示。圖9.2相機鏡頭和光源的安裝位置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用（1）檢測流程如下：開機自動幾何定位卡尺測量判斷測量數據計算中心位置發送位置坐標發送NG信號OKNG視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用（2）通訊和數據輸出建立通訊聯機：如下圖9.9所示，首先打開工具箱，添加一個網絡TCP服務端工具到任務1里，雙擊打開TCP服務端T011工具，設置指定IP為127.0.0.1，端口號為54600。視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用

啟用開始監聽，如果還未連接上，監聽欄顯示黃色，如果通訊已經連接，則監聽欄顯示為綠色,如下圖9.10所示。圖9.10TCP服務端工具設置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用

讀取通訊指令進行任務觸發：①如圖9.11所示，分別在工具箱中依次添加接收文本工具，用來接收TCP服務端/TCP客戶端/串口COM等通訊工具中傳輸過來的通訊指令。圖9.11接收文本工具設置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用

②再添加條件執行工具，判斷接收的數據需要執行哪個程序任務（如任務2/3/4/5/6…等），如圖9.12所示。圖9.12條件執行工具設置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用

數據輸出：①在檢測任務3的末端添加生成文本工具，用來收集前面需要輸出的數據，數據類型可以選擇，如圖9.13所示。圖9.13生成文本工具設置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例軟件應用

如圖9.14所示，數據收集后，需要前面建立的TCP服務端工具，把數據傳送給上位機/數據庫/其它客戶端。圖9.14輸出文本工具設置圖視覺定位在鋰電行業的應用案例鋰電池視覺上下料項目手機電路板定位糾偏項目螺絲機領域的視覺定位應用了解其他案例請掃碼視覺定位在鋰電行業的應用案例龍睿智能相機圓弧工具

本節主要針對圓弧工具的應用場合以及內部的參數設置進行講解，圓弧工具主要應用于尋找圓形或者橢圓上面的弧邊，但其尋找的弧邊會受到補正源的影響，補正源偏位會對找點工具所找出的圓弧中心產生較大影響。圓弧工具介紹一：區域1.輸入圖像：用來選擇圓弧工具的輸入圖像。2.搜索區域:選擇默認區域，檢測框將會出現在固定區域，此檢測區域可手動拖拽，但更改之后將一直固定在設置位置；也可根據其他檢測工具的位置來進行跟蹤搜索，但需要注意補正源的穩定性，補正源不穩定將會導致斑塊工具檢測異常。圓弧工具二：搜索參數1.極性：以X軸正方向為準，按照設定方法檢測其發生明暗變化的第一條邊。2.搜索模式：檢測直線的檢測模式，可以按照X正向，或者X反向，最靠近導向線等方法來進行設置。3.最大偏轉角度：指在搜索框內，搜索直線的角度與搜索框Y軸的最大夾角。默認10°，最大值20°。4.最小百分比：按照查找條件，查找的直線段和擬合直線的匹配百分比。默認值50.5.邊緣檢測：采樣和對比度，決定圖像原始提取幾何線條的特征和分布。圓弧工具6.采樣：設置提取幾何線條的最小像素級別。默認為1，最大值8。采樣后，將設置級別的像素插值為一個像素，可以有效過濾噪點，但隨著數值的增大，圖像的幾何線條的失真會加劇。7.對比度閾值：提取幾何線條時的閾值設定，有四個模式：低敏感度、中敏感度、高敏感度、固定值。其中固定值是具體設定閾值的數值，其他模式則設定閾值的級別，將依據整體圖像的灰度值等級而設定三個級別，動態的，不同輸入圖片數值不同。8.一致性公差：指匹配擬合線條時，擬合原始幾何線條的公差，與定位工具的一致性公差概念相同。越大越容易找到直線、同時精度越低。具體數值范圍會依據不同輸入圖片變化，故設定時。9.位置精度：指搜索時，速度和精度的一個權衡。默認為中間值。圓弧工具四：輸出參數1.中心點X、中心點Y：圓弧中心點的坐標。半徑：找到弧的半徑。2.起始角度、終點角：圓弧半徑在找到的弧線起始點和終點處的角度。3.對比度：找到的弧線兩邊的亮和暗像素之間的平均灰度對比度。4.擬合度：計算出的弧線和與找到的弧線匹配的實際邊緣之間的平均誤差。適合質量范圍從0到1，1是最好的質量。圓弧工具案例說明以下為圓弧工具的現場實際應用，主要使用到的工具為圓弧工具。客戶要求測試圓孔直徑，而圓弧工具可以通過檢測圓來達成檢測產品直徑的目的。案例說明軟件部分的的檢測界面如下圖所示：由于圓弧工具的輸出參數只有半徑，沒有直徑，故需要通過計算器工具將其半徑乘以2得出直徑值（以客戶要求為準）。龍睿智能相機直線工具

本節主要講解直線工具的內部參數設置以及直線工具的應用場合，有些時候，幾何定位工具所輸出的XY值準確，但其輸出的角度值有所偏差，此時可以改為輸出幾何定位工具的XY值，借直線工具檢測工件直邊輸出其角度值。直線工具介紹直線工具一：區域1.輸入圖像：用來選擇直線工具的輸入圖像。2.搜索區域：選擇默認區域，檢測框將會出現在固定區域，此檢測區域可手動拖拽，但更改之后將一直固定在設置位置；也可根據其他檢測工具的位置來進行跟蹤搜索，但需要注意補正源的穩定性，補正源不穩定將會導致直線工具檢測異常。二：搜索參數1.極性：以X軸正方向為準，按照設定方法檢測其發生明暗變化的第一條邊。2.搜索模式：檢測直線的檢測模式，可以按照X正向，或者X反向，最靠近導向線等方法來進行設置。3.最大偏轉角度：指在搜索框內，搜索直線的角度與搜索框Y軸的最大夾角。默認10°，最大值20°。4.最小百分比：按照查找條件，查找的直線段和擬合直線的匹配百分比。默認值50.5.邊緣檢測：采樣和對比度，決定圖像原始提取幾何線條的特征和分布，是找線的第一步。直線工具6.采樣：設置提取幾何線條的最小像素級別。默認為1，最大值8。采樣后，將設置級別的像素插值為一個像素，可以有效過濾噪點，但隨著數值的增大，圖像的幾何線條的失真會加劇。7.對比度閾值：提取幾何線條時的閾值設定，有四個模式：低敏感度、中敏感度、高敏感度、固定值。其中固定值是具體設定閾值的數值，其他模式則設定閾值的級別，將依據整體圖像的灰度值等級而設定三個級別，動態的，不同輸入圖片數值不同。默認設置為中敏感度。8.一致性公差：指匹配擬合線條時，擬合原始幾何線條的公差，與定位工具的一致性公差概念相同。越大越容易找到直線、同時精度越低。具體數值范圍會依據不同輸入圖片變化，故設定時，將依據具體的數值范圍劃分5個等級，極小、小、中、大、極大。默認值為極小值。9.位置精度：指搜索時，速度和精度的一個權衡。默認為中間值。直線工具三：輸出參數1.坐標系統：指輸出數據的坐標系。只顯示，不可修改。2.轉換角度：默認輸出的直線角度范圍為（-180，+180），若選取轉換，則轉換直線為相應的角度（-90，+90）。直線工具案例說明以下為直線工具的現場實際應用，主要使用到的工具為直線工具。客戶要求需要給出每片玻璃的X方向位置與玻璃角度，且不能對物料造成損傷，故對定位精度要求較高，角度錯誤或者位置錯誤都將導致機構部分對玻璃造成損傷。案例說明軟件部分的的檢測界面如下圖所示：光源使用平行背光，以直線工具檢測視野內所有玻璃邊緣位置，且曲面玻璃存在雙邊，提高最小百分比，屏蔽掉曲面部分形成的虛邊，以保證檢測的穩定性。

本章小結

本節主要講解圓弧工具與直線工具內部參數的設置意義，通過本章的的學習，了解圓弧工具與直線工具的邊抓取設置等。還講解了圓弧工具與直線工具內部參數的設置意義，通過本章的的學習，了解圓弧工具與直線工具的邊抓取設置等。思考與練習1.圓弧工具在不需要補正源的時候，對來料有要求嗎？2.圖像采樣的數值設置會對檢測產生影響嗎？3.圓弧工具在不需要補正源的時候，對來料有要求嗎？4.圖像采樣的數值設置會對檢測產生影響嗎？

本章小結思考與練習1.圓弧工具在不需要補正源的時候，對來料有要求嗎？答：不使用補正源的時候，只有來料位于檢測框之內的時候才能穩定檢測。2.圖像采樣的數值設置會對檢測產生影響嗎？答：會產生影響，數值越小檢測時間越長。3.圓弧工具在不需要補正源的時候，對來料有要求嗎？答：不使用補正源的時候，只有來料位于檢測框之內的時候才能穩定檢測。4.圖像采樣的數值設置會對檢測產生影響嗎？答：會產生影響，數值越小檢測時間越長。球根花卉的主要特點球根花卉是指植株地下部分大量貯藏養分，發生變態膨大的多年生草本花卉。球根花卉根據球根的來源和形態不同分為鱗莖類、球莖類、塊莖類、根莖類、塊根類。球根花卉在栽植后，經過一段時間的生長發育，形成新的球根，原有的球根死亡，形成球根的更替過程。更替過程有每年一次，也有數年一次。多數的球根花卉為單子葉植物，多年生草本。球根花卉有兩個主要的原產地：地中海地區和南非。球根花卉的主要特點地中海地區秋、冬春天為雨季，夏季干旱，這個地區起源的球根花卉多為秋植的，春季開花，夏季休眠。南非好望角地區，夏季為雨季，冬季寒冷或干旱，春至秋為生長季，冬季休眠。球根花卉在春季栽培，夏季開花，冬季休眠。秋植球根花卉的花芽分化在休眠期，春植球根花卉的花芽分化在生長期。繁殖方法：分球、扦插、播種、組培。栽植：深度應適宜，一般為球根縱徑的3倍。但不同種有差異，仙客來要露出地面，晚香玉與地方平。球根花卉的主要特點球根花卉因根系少而脆弱，損傷后不易再生，在生長期間忌移植，移植后根系很難恢復。球根花卉在生長停止，葉片呈現萎黃時，需采收球莖。采后的球莖適當貯藏。要求濕潤條件貯藏的有美人蕉、大麗花，要求干燥貯藏的有唐菖蒲、郁金香、風信子、水仙等。球根貯藏室冬季溫度不能低于0℃或高于10℃

，夏季要保持干燥涼爽。球根花卉的園林應用球根花卉種類多，花色艷麗，花期長，栽培容易，適應性強，是園林布置中比較理想的植物材料。球根花卉常用于花壇、花境、巖石園、基礎栽植、地被和點綴草坪。球根花卉的主要種類1．文殊蘭

Crinumasiaticum2．大麗花Dahliapinnata3．唐菖蒲

Gladiolusgandavensis4．蜘蛛蘭

Hymenocallis

speciosa5．風信子Hyacinthus

orientalis

6．卷丹百合Lilium

lancifolium7．花葉芋

Caladiumdicolor

8.石蒜Lycorisradiata球根花卉的主要種類9.大花美人蕉Canna

generalis10.中國水仙Narcissustazetta

var.chinensis

11.仙客來Cyclamenpersicum

12.大巖桐Sinningia

speiosa

13.球根海棠Begoniatuberbybrida

14.馬蹄蓮Zantedeschia

aethiopica15.朱頂紅Hippeastrum

hibridum

16.蔥蘭Zephyranthes

candida

1．文殊蘭

Crinumas