1 / 22 上汽集团 临港机器人视觉系统 iRVision 操作手册 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 2 / 22 1．． iRVision 概述概述 1．．1 Offset 补偿和检测方式补偿和检测方式 根据 iRVision 的补偿和测量方式的不同，iRVision 可作以下分类： 对具体的应用，理解不同 iRVision 的特性并选择一个适合的应用是 非常重要的 offset 补偿分类补偿分类 - 用户坐标系补偿用户坐标系补偿 (User Frame Offset) 机器人在用户坐标系下通过 Vision 检测目标当前位置相对初始 位置的偏移并自动补偿抓取位置 - 工具坐标系补偿工具坐标系补偿 (Tool Frame Offset) 机器人在工具坐标系下通过 Vision 检测在机器人手爪上的目标 当前位置相对初始位置的偏移并自动补偿放置位置 测量方式分类测量方式分类 - 2D 单视野检测单视野检测 (2D Single-View) 2D 多视野检测多视野检测 (2D Multi-View) iRVision 2D 只用于检测平面移动的目标 (XY 轴位移、Z 轴旋转 角度 R)。
其中，用户坐标系必须平行于目标移动的平面，目标在 Z 轴方向上的高度必须保持不变目标在 XY 轴方向上的旋转角 度不会被计算在内 - 2.5D 单视野检测单视野检测 (2.5D Single-View / Depalletization) IRVision 2.5D 比较 iRVision 2D，除检测目标平面位移与旋转 外，还可以检测 Z 轴方向上的目标高度变化目标在 XY 轴方向 上的旋转角度不会被计算在内 - 3D 单视野检测单视野检测 (3D Single-View) 3D 多视野检测多视野检测 (3D Multi-View) iRVision 3D 用于检测目标 3 维内的位移与旋转角度变化 检测目标位置 修正机器人姿态 放置目标 检测目标位置 修正机器人姿态 抓取目标 用户坐标系 工具坐标系 2D 检测 2.5D 检测 3D 检测 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 3 / 22 1．．2 照相机固定方式照相机固定方式 iRVision 支持以下的照相机安装方式： 固定照相机固定照相机 (fixed camera) 优势：可以在机器人运动时照相。
照相机连接电缆铺设简易化 可以使用 Tool frame offset 劣势：检测区域固定化 如果因外界因素导致照相机和机器人间相对位置变更， 必 须重新示教 camera calibration 照相机照相机固定在机器人上固定在机器人上 (robot-mounted camera) 优势：检测区域可以随机器人变化，整体检测范围增加 较大的照相机焦距使用可能，检测精度提升 易拓展再检测功能 劣势：机器人必须停止照相 必须注意光源是否被机器人或外围设备干涉 必须注意照相机连接电缆的磨损现象 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 4 / 22 2．． iRVision 启动设置启动设置 软件软件需求需求：： 1A05B-2500-J868 ! iR Vision Standard 1A05B-2500-J869 ! iR Vision TPP I/F 1A05B-2500-J871 ! iR Vision UIF Controls 1A05B-2500-J900 ! iR Vision Core 1A05B-2500-J901 ! iR Vision 2DV 1A05B-2500-J902 ! iR Vision 3DL Ethernet 连接连接：： 机器人 电脑 IP 地址 192.168.1.11 192.168.1.10 子网掩码 255.255.255.0 255.255.255.0 网关 192.168.1.1 192.168.1.1 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 5 / 22 3 iRVision 一般一般设置设置 3．．1 iRVision 一般流程一般流程 3．．2 示教用户坐标系示教用户坐标系 (Application User Frame) 1) 机器人机器人工具坐标系工具坐标系标定标定 (TCP) 使用 6 点法标定一个准确的机器人工具坐标系(TCP)。
- 在作成用户坐标系和照相机标定时，必须使用点对点的示教形 式，所以我们需要一个准确的 TCP - 对 TCP 选择哪一个点并无特别要求，一般，我们选择把示教用 针安置在机器人手爪上，以针的顶端为 TCP 原点 - 使用精度高的示教用针将节省再次示教时间 - TCP 的精度高低将影响整个 iRVision 的精度，请准确的进行 TCP 的示教并确认其准确性，因为对 TCP 的方向性无要求， 三点法也可以使用 示教应用用户坐标系 (Application User Frame) 设置照相机 (Camera Setup) 标定照相机 (Camera Calibration) 示教 Vision 程序 (Vision Process) 示教机器人程序 (TP Program) 设置参考点 (Reference Position) 步骤 1~3 对所有 Vision 都适用 根据不同 Vision 应用有所不同 使用精度高的三爪卡盘和唯一的针 以针顶端为原点设置 TCP 改变机器人姿态，调整手爪方向性 确认 TCP 的准确性， TCP 精度会影 响 Vision 的精度 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 6 / 22 2) 应用用户坐标系标定应用用户坐标系标定 (Application User Frame) 使用作好的工具坐标系标定一个用户坐标系，我们称此用户坐标 系为 Application User Frame。
- 一般此用户坐标系设置在目标定位的平面上任意水平位置 - 照相机标定对应照相机在此用户坐标系内的相对位置 - 确认 XY 平面平行与目标位移的平面，Z 轴正方向指向照相机 - Vision 检测出目标在用户坐标系内位置并补偿给机器人 3．．3 设置照相机设置照相机 (Camera Setup) 1) 打开机器人主页，选择 [Vision Setup] 进入 Vision 设置界面 2) 选择 [Camera Setup Tools]，点击，新建一个照相机 Name： 照相机名 Type： 照相机形式 请选择 Progressive Scan Camera 3) 点击 [OK] 确认，双击建立的照相机或点击选择，进入照相机 设置界面，完成如下设置 Comment：注释 Port Number：接口号 请选择照相机对应连接接口 Camera Type：照相机型号 Default Exposure Time： 默认曝光时间 曝光时间↑，视野明暗度↑ 曝光时间↓，视野明暗度↓ 请调整合适值 Camera is Held by a Robot： 照相机是否固定在机器人上 4) 完成所有设置后，点击 [SAVE] 存盘。
在照相机标定时，照相机 相对用户坐标系的位置和 方向将被计算所得 Application User Frame World Frame 照相机确定目标，并计算 在用户坐标系内的偏移 机器人基于在用户坐标系 内的偏移进行运动 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 7 / 22 3．．4 照相机标定照相机标定 (Camera Calibration) 照相机标定用于建立照相机坐标系与应用坐标系(Application User Frame) 之间的对应关系 iRVision 支持以下 2 种标定方式 简易二点法 (Simple 2D calibration) 可以对应多种 2D 视觉应用 栅格板标定 (Grid calibration) 可以对应所有 2D/3D 视觉应用可细分为： - 2D 标定 (Grid pattern calibration) - 3D 标定 (3D Laser calibration) - 视觉跟踪标定 (Visual tracking calibration) 3．．4．．1 照相机镜头调整照相机镜头调整 (Adjustment of lens) 在选定照相机后，完成标定前，一般需要先对镜头做下调整，调整步 骤如下： 1) 在 Camera Setup Tools 下选择需要标定的照相机，进入 Camera Setup 界面。
点击进行连续成像查看视野内是否能有效观测 到目标如不能，调整目标位置(对 Fixed Camera)或示教机器人 (对 Robot-mounted Camera) 2) 调整镜头光圈至最小，虹径放至最大，点击进行一次成像，观 察成像效果，调整曝光时间，比对视野内最亮区域和最暗区域， 保持最亮区域的灰度(g)在 200 左右 3) 调整镜头焦距使成像清晰， 测量镜头至成像目标间的距离并记录， 在此我们记录为 H 4) 调整镜头光圈至最大，虹径放至最小，点击进行一次成像，观 察成像效果，降低曝光时间，比对视野内最亮区域和最暗区域， 保持最亮区域的灰度(g)在 200 左右 5) 锁定镜头光圈和焦距，记录曝光时间 t，调整完毕 通过调整镜头，将会得到清晰的成像和较短的曝光时间 注意事项：注意事项： 对对 3D 应用应用，照相机，照相机镜头镜头不可不可调整，调整，H 值为值为 400mm Live Image： 连续成像 Snap Image： 一次成像 (row, col, g)： 行、列、灰度 H 选择一个明显可见的目 标作为成像对象 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 8 / 22 3．．4．．2 简易二点法简易二点法 (Simple 2D Calibration) 简易二点法只适用于旧版本 2D 视觉应用。
系统通过 2 个不同点位的 坐标转换来换算得出照相机和用户坐标系间的相对关系 X 轴、Y 轴的偏移和指向) 在条件允许的情况下， 我们推荐尽量使用栅格板标定 (Grid pattern Calibration)因为栅格板标定更简单、更精确 简易二点法步骤如下： 1) 打开机器人主页，选择 [Vision Setup] 进入 Vision 设置界面 2) 选择 [Camera Calibration Tools]，点击，新建一个标定 Name：标定名 Type：标定形式 请选择 Simple 2-D Calibration Tool 3) 点击 [OK] 确认，双击建立的标定或点击选择，进入简易二点 法标定设置界面，完成以下设置 Comment：注释 Camera：照相机名 请选择你想标定的照相机 Exposure Time： 曝光时间 曝光时间↑，视野明暗度↑ 曝光时间↓，视野明暗度↓ 请调整为合适值 t Application User Frame： 应用用户坐标系号 指定 3.2 所述的用户坐标系 4) 在照相机视野范围内斜角放置两块明显标志物，点击进行一次 成像 标志物#1 标志物#2 上海诣谱自动化装备有限公司 iRVision 操作小结 9 / 22 5) 在 Calibration Point #1 中点击 [Find]，将第一点用显示红框围绕 起来， 点。