工业机器视觉混合编程基础与综合应用设计

以目前工业领域常见视觉软件OpenCV、VisionPro及VisionMaster为学习对象，讲述各软件的使用基础和集成方法。以工业视觉软件骐骥CS作为载体，介绍视觉软件和C#进行集成的主要原则和典型应用。助力读者快速掌握工业视觉软件的核心能力。赠送PPT课件。

本书以目前工业领域常见的工业视觉软件，如OpenCV、VisionPro,以及杭州海康威视数字技术股份有限公司的VisionMaster为主要学习对象，由浅入深地讲述各软件的使用基础及集成方法，旨在为读者在视觉软件入门和技能提升方面提供一些参考。同时以骐骥CS作为载体，介绍视觉软件和C#集成的主要原则和典型应用，力求为视觉软件学习者搭建融入工业项目设计的使用平台，以使本书内容更贴近企业实际。

苏州恒途骐骥智能科技有限公司（原名恒途教育），专注于智能制造专业技术服务和教育装备的研发生产，提供自动化项目设计、调试和运维等专项服务，同时为高校的工科类专业建设提供工业级教育装备和系统解决方案。公司拥有一支专业的专家团队，包括行业专家、工程师和教育专家，他们具备丰富的项目实战经验。聚焦PLC/机械手/工业视觉领域，为企业提供专业的项目解决方案。同时通过结合最新技术、行业趋势和实际需求开发了一系列创新的人才培养方案，为高校提供培训课程、实训项目和实习机会。

前言

第1 章 机器视觉软件概述 / 1

1.1 机器视觉软件发展历程 / 1

1.2 主流机器视觉软件 / 2

1.3 国内机器视觉软件发展现状 / 4

第2 章 数字图像处理基础 / 5

2.1 图像的采样和量化 / 5

2.1.1 图像数字化 / 5

2.1.2 坐标系 / 8

2.1.3 图像的参数和格式 / 9

2.2 图像的处理和分析 / 12

2.2.1 图像处理 / 12

2.2.1.1 二值化处理 / 12

2.2.1.2 图像灰度化 / 13

2.2.1.3 图像滤波 / 13

2.2.1.4 图像形态学处理 / 15

2.2.2 图像几何变换 / 16

2.2.3 边缘检测 / 16

2.2.4 图像增强 / 16

第3 章 OpenCV 简介与图像处理基础 / 19

3.1 OpenCV 简介 / 19

3.2 OpenCV 使用开源许可证 / 19

3.3 OpenCV 的模块组成 / 20

3.4 OpenCV 的下载和安装 / 21

3.5 在OpenCV 中读取图像 / 24

3.6 计算机视觉项目处理流程 / 25

第4 章 机器视觉软件VisionPro 基础 / 26

4.1 VisionPro 系列软件介绍 26

4.2 VisionPro 软件基础操作 29

4.3 VisionPro 常用工具：图像源 32

4.3.1 CogImageFileTool / 32

4.3.2 CogAcqFifoTool / 33

4.4 VisionPro 常用工具：Blob 工具 36

4.4.1 CogBlobTool 的作用 / 36

4.4.2 CogBlobTool 的应用场景 / 36

4.4.3 CogBlobTool 的使用 / 37

4.5 模板匹配 48

4.5.1 模板匹配的概念 / 48

4.5.2 模板匹配的相关参数说明 / 49

4.5.3 如何使用CogPMAlignTool / 54

4.6 相机标定和N 点标定 56

4.6.1 什么是相机标定 / 56

4.6.2 标定板及相关概念 / 56

4.6.3 CogCalibCheckerboardTool 的使用 / 58

4.6.4 关于RMS 误差 / 60

4.6.5 九点标定 / 61

4.7 卡尺工具和几何学 61

4.8 3D 算法工具 / 65

4.8.1 Cog3DPlanePlaneAngleScript / 65

4.8.2 Cog3DRangeGreySplitterScript / 65

4.8.3 Cog3DRangeImageCrossSectionTool / 65

4.8.4 Cog3DRangeImageHeightCalculatorTool / 67

4.8.5 Cog3DRangeImagePlaneEstimatorTool / 67

4.8.6 Cog3DRangeImageVolumeCalculatorTool / 69

4.8.7 Cog3DVisionDataStitchTool / 70

4.9 其他类 / 71

4.9.1 CogCNLSearchTool / 71

4.9.2 CogSearchMaxTool / 72

V

  目录

4.9.3 如何选择一个搜索工具 / 74

4.9.4 CogIDTool / 74

4.9.5 CogOCRMaxTool / 76

4.9.6 CogPatInspectTool / 80

4.10 VisionPro 脚本应用 / 85

4.10.1 VisionPro 脚本应用基础 / 85

4.10.2 三大脚本应用方法 / 86

4.10.3 脚本综合调试方法 / 89

第5 章 VisionPro 软件混合编程 / 90

5.1 构建混合编程环境 / 90

5.2 VS+VP 实现相机实时采集 / 94

5.3 VS+VP 调用ToolBlock / 97

5.4 VS+VP 数据展示和保存 / 101

5.5 VS+VP Label 显示及图片保存 / 103

第6 章 VisionPro 核心应用 / 105

6.1 测量 / 105

6.1.1 应用场景说明 / 105

6.1.2 设计理论 / 105

6.1.3 系统搭建 / 106

6.2 条码识别 / 111

6.2.1 应用场景说明 / 111

6.2.2 设计理论 / 111

6.2.3 系统搭建 / 111

6.3 图像拼接 / 112

6.3.1 应用场景说明 / 112

6.3.2 设计理论 / 113

6.3.3 系统搭建 / 113

第7 章 海康威视VisionMaster 软件基础 /

118

7.1 VisionMaster 简介 / 118

7.2 软件使用前准备 / 119

7.2.1 软硬件要求 / 119

7.2.2 相机能力集 / 120

7.2.3 软件许可 / 120

7.3 界面介绍  / 121

7.3.1 启动引导界面 / 121

7.3.2 主界面 / 121

7.3.3 运行界面 / 133

7.4 编辑运行界面  / 134

7.4.1 导出程序 / 135

7.4.2 控件功能介绍 / 136

7.5 检测工具  / 143

7.5.1 采集 / 143

7.5.2 缓存处理 / 147

7.5.3 定位 / 148

7.5.4 测量 / 163

7.5.5 识别 / 175

7.5.5.1 DL 读码 / 175

7.5.5.2 条码识别 / 177

7.5.5.3 二维码识别 / 178

7.5.5.4 DL 字符定位 / 179

7.5.5.5 DL 字符识别 / 181

7.5.5.6 DL 单字符检测 / 183

7.5.5.7 字符识别 / 186

7.5.6 缺陷检测 / 188

7.5.6.1 表面缺陷滤波 / 188

7.5.6.2 异常检测 / 191

7.6 外部设备管理 / 197

7.6.1 相机管理 / 197

7.6.1.1 添加相机 / 198

7.6.1.2 配置全局相机 / 199

7.6.1.3 配置Dalsa 图像采集卡连接的

相机 / 202

7.6.1.4 配置迈创采集卡连接的相机 / 202

7.6.2 控制器管理 / 203

7.6.3 通信管理 / 206

7.6.3.1 设备管理 / 206

7.6.3.2 接收事件 / 216

7.6.3.3 发送事件 / 220

7.6.3.4 心跳管理 / 222

7.6.3.5 响应配置 / 222

7.6.3.6 通信示例 / 224

工业机器视觉混合编程基础与综合应用设计  

VI

7.7 方案全局功能 / 228

7.7.1 全局相机 / 228

7.7.2 全局变量 / 228

7.7.3 全局触发 / 230

7.7.4 全局脚本 / 233

7.7.4.1 VS 调试 / 235

7.7.4.2 全局脚本接口 / 236

7.7.4.3 SDK 调用 / 242

7.7.4.4 程序集添加 / 243

7.7.4.5 第三方库调用方法 / 244

7.7.4.6 应用示例：流程控制 / 245

7.7.5 应用示例 / 252

第8 章 视觉综合应用平台软件 / 256

8.1 骐骥CS 简介 / 256

8.1.1 软硬件要求 / 256

8.1.2 安装环境 / 256

8.1.3 主界面功能区说明 / 256

8.1.4 菜单栏说明 / 259

8.2 驱动配置 / 260

8.2.1 通信配置 / 260

8.2.1.1 TCP 通信 / 260

8.2.1.2 UDP 通信 / 261

8.2.1.3 Modbus 通信 / 262

8.2.1.4 SerialPort 通信 / 263

8.2.2 相机配置 / 264

8.2.3 运动控制—— 轴卡设备 / 265

8.2.4 全局变量 / 265

8.3 工具 / 266

8.3.1 流程 / 266

8.3.2 图像源 / 269

8.3.3 Cognex 工具 / 271

8.3.4 通信设备 / 274

8.4 案例 / 277

8.4.1 配置驱动 / 277

8.4.2 添加任务流程与工具 / 279

8.4.3 结果的输出与显示 / 279

第9 章 项目实例 / 281

9.1 工艺需求说明 / 281

9.2 系统设计 / 282

9.3 系统实施 / 283