工业机器人视觉技术(第2版)

工业机器人技术系列教材是由湖南省电子学会、湖南信息产业职教集团组织，湖南科瑞特科技股份有限公司（1+X工业机器人操作与运维试点、教育部产学合作协同育人项目）、多所高职院校参与，与企业技术人员、产品经理、销售与客服人员等用访谈、现场考察等方法，经过多次论证，确定了高职工业机器人技术专业的典型岗位及需求，在此基础上进行编写的。 本书主要以工业机器人视觉技术应用为主题，包含视觉在工业机器人中的基本组建、视觉后台软件的环境搭建、相机程序的编写、自动锁螺丝系统的视觉识别、工件分拣系统的视觉识别与定位、手机尺寸测量应用、自动检测手机参数等内容。全书采用项目引领、任务驱动的模式编写，从第一个项目中的第一个任务逐步深入到工程实践的应用，由浅到深，逐步深入。 本书适用于高等职业院校工业机器人技术、电气自动化技术等相关专业学生作为教材使用，也适用于工程技术人员作为参考书使用。

刘罗仁，教授，娄底职业技术学院电子信息工程学院院长，1989年本科毕业于原长沙水利电力师范学院（现为长沙理工大学），学士，2010年获西南科技大学工程硕士学位，自动控制专业教授，维修电工高级技师和高级考评员。主讲《自动控制原理》、《机电与变压器》、《汽车基础电器系统故障诊断与维修》等多门专业课程，指导学生参加国家级、省级技能大赛多次获二、三等奖，是全国技能大赛优秀指导老师和湖南技能大赛省优秀指导老师。在智能控制技术方向和教学改革方面有较深的研究，主持立项的课题11项（其中省级项目4项、市级项目2项、校级课题5项）；获国家级实用新型专利8项，计算机软件著作权10项；在省级以上学术刊物发表论文26篇（其中 EI检索论文 ， CSCD 论文4篇，中文核心论文5篇）。

绪论 机器视觉 0.1 发展 0.2 概述 0.3 基本构造 0.4 工作原理 0.5 典型结构 0.6 应用领域 0.7 前景展望 0.8 机器视觉开发软件介绍 项目一 NI系列软件平台环境搭建与使用 1.1 项目描述 1.2 学习目标 1.3 知识准备 1.3.1 NI系列软件的简介 1.3.2 LabVIEW简介 1.3.3 LabVIEW的特点 1.3.4 LabVIEW的应用领域 1.3.5 VDM简介 1.3.6 VDM的特点 1.3.7 VBAI简介 1.3.8 VAS简介 1.3.9 获取图像函数：Get Image 1.4 任务实现 任务一 NI视觉系列及编程软件的安装 任务二 创建一个Lab VIEW项目并保存 任务三 使用NIVision Assistant创建一个简单的VI并导入LabVIEW 1.5 考核评价 任务一 使用Vision Assistant获取一张图片 任务二 使用Lab VIEW修改生成的VI并加入项目 1.6 拓展提高 任务一 学习Lab VIEW编程语言 任务二 学习Vision Assistant的使用 项目二 搭建一个相机程序 2.1 项目描述 2.2 学习目标 2.3 知识准备 2.3.1 VAS开发包 2.3.2 IMAQdx模块的介绍 2.3.3 枚举相机函数：IMAQdx Enumerate Cameras 2.3.4 打开相机函数：IMAQdx Open Camera 2.3.5 列举视频模式函数：IMAQdx Enumerate Video Modes 2.3.6 配置采集函数：IMAQdx Configure Grab 2.3.7 创建图像函数：IMAQ Create 2.3.8 获取图片函数：IMAQdx Grab 2.3.9 拍照函数：IMAQdxSnap 2.3.10 开始采集与停止采集函数：IMAQdx Start Acquisition & Stop Acquisition 2.3.11 保存图像函数：IMAQ Write File 2.3.12 关闭相机函数：IMAQdx Close Camera 2.4 任务实现 任务一 编写初始化状态代码 任务二 编写打开相机状态的代码 任务三 采集图像和获取相机模式状态的代码 任务四 编写事件选择状态的代码 任务五 获取图像状态的代码 任务六 拍照保存状态的代码 任务七 更改相机端口号状态的代码 任务八 更改视频模式状态的代码 任务九 退出程序状态的代码 任务十优化程序的前面板 2.5 考核评价 任务一 在程序中加入连续拍照的功能 任务二 在程序中加入暂停采集图片的功能 任务三 使程序显示采集图片的FPS 2.6 拓展提高 任务一 使保存的图片的默认名称与默认保存路径已有的图片名称不相同 任务二 使程序拍照后显示拍摄的照片两秒后再重新实时采集 任务三 在未找到相机时提示用户连接相机或退出 项目三 机器人自动锁螺丝系统的视觉识别 3.1 项目描述 3.2 学习目标 3.3 知识准备 3.3.1 VDM开发包 3.3.2 图像掩模函数：Image Mask 3.3.3 颜色平面抽取函数：Color Plane Extraction 3.3.4 阀值（二值化）函数：Threshold 3.3.5 基本形态学：Basic Morphology 3.3.6 圆检测函数：Circle Detection 3.4 任务实现 任务一 使用Vision Assistant进行视觉调试 任务二 过滤无用区域 任务三 将彩色图像转换为灰度图像 任务四 将图片二值化 任务五 腐蚀螺丝粒子和细小干扰粒子 任务六 过滤干扰粒子 任务七 找寻螺丝孔 3.5 考核评价 任务一 修改程序代码使程序显示没有螺丝的螺丝孔的孔位号 任务二 修改视觉脚本的二值化方式 3.6 拓展提高 任务 防止螺丝孔粒子被过滤掉 项目四 机器人工件分拣系统的视觉识别与定位 4.1 项目描述 4.2 学习目标 4.3 知识准备 4.3.1 图像标定函数：Image Calibration 4.3.2 查找表函数：Lookup Table 4.3.3 滤波函数：Filters 4.3.4 模式匹配函数：Pattern Matching 4.3.5 几何匹配函数：Geometric Matching 4.4 任务实现 任务一 添加标定信息 任务二 将图像转换为灰度图 任务三 提高图像对比度 任务四 图像滤波 任务五 识别和定位工件 4.5 考核评价 任务一 将视觉脚本中的大六边形工件替换为大三角形工件 任务二 将视觉脚本中的几何匹配替换为模式匹配 4.6 拓展提高 任务同时对多个工件进行识别与定位 项目五 手机尺寸测量应用 5.1 项目描述 5.2 学习目标 5.3 知识准备 5.3.1 边缘检测函数：Edge Detector 5.3.2 设定坐标系函数：Set Coordinate System 5.3.3 查找直边函数：Find Straight Edge 5.3.4 卡尺函数:Caliper 5.4 任务实现 任务一 过滤图像中无用的区域 任务二 将图像转换为灰度图 任务三 添加标定信息 任务四 定位手机位置 任务五 根据定位的手机位置创建坐标系 任务六 找寻手机上下左右四条边 任务七 计算手机的尺寸 5.5