VPLC系列机器视觉运动控制一体机快速入门(四)
BLOB有无检测视频教程
上期课程,我们讲述了机器视觉方案中常用到的基于形状匹配的视觉定位功能,通过上期课程我们掌握了使用ZDevelop软件实现形状匹配功能的方法。
本期课程我们和大家一起分享机器视觉另一个检测功能---使用BLOB检测产品有无。
BLOB检测特点是什么
什么是形态学处理
形态学处理是指对图像的局部像素进行处理,用于从图像中提取检测过程中关心的局部特征细节。常用的形态学处理方法有二值化、膨胀、腐蚀、填充孔洞等。
二值化
将8位灰度图像(灰度值0~255)转换成非0即1的二值化图像(纯黑和纯白组成的图像)。
在二值化图像中,将某些小面积的黑色或白色的斑点区域进行填充,可过滤噪点。
膨胀
将二值化图像中的白色区域扩大,黑色区域缩小,去除黑色小斑点干扰。
将二值化图像中的黑色区域扩大,白色区域缩小,可去除白色小斑点干扰。
// 实例演示 //
打开ZDevelop软件:新建项目→新建HMI文件→新建main.bas文件,用于编写界面响应函数→新建global_variable.bas文件用于存放全局变量并开启HMI自动运行任务→新建detectParam.bas文件用于初始化测量参数→新建camera.bas文件用于实现相机采集功能→新建draw.bas文件用于更新绘制图形刷新界面→文件添加到项目。
设计HMI界面。
在global_variable.bas文件中定义全局变量,定义完成后运行Hmi.hmi文件。
'''''全局变量大部分使用数组结构'''''
''注:basic编程中很多函数会以TABLE(系统的数据结构)做为参数
''在这里table均是做为中间变量
''table 21-22,鼠标按键,控件坐标系
''table 31-35,旋转矩ROI参数,cx、cy、width、height、angle,控件坐标系
''table 41-45,旋转矩形控件坐标转换后对应的图像坐标,图像坐标系
''table 51-56,圆环ROI参数,cx、cy、圆环中线半径r、圆环半宽ann_R、起始角度stAngle、角度范围entAngle,控件坐标系
''table 61-66,圆环控件坐标转换后对应的图像坐标,图像坐标系
'主任务状态
'0 - 未初始化
'1 - 停止
'2 - 运行中
'3 - 正在停止
GLOBAL DIM main_task_state
main_task_state = 1
'采集开关
'0 - 停止采集
'1 - 请求采集
GLOBAL DIM grab_switch
grab_switch = 0
'相机个数
GLOBAL cam_num
cam_num = 0
'相机种类,'zmotion;mvision;basler;mindvision;huaray'
GLOBAL DIM CAMERA_TYPE(16)
CAMERA_TYPE = 'zmotion'
' 定义主任务id - 10
GLOBAL DIM main_task_id
main_task_id = 10
'定义连续采集任务id - 9
GLOBAL DIM grab_task_id
grab_task_id = 9
'定义全局图像变量
GLOBAL ZVOBJECT grabImg '采集图像
GLOBAL ZVOBJECT binImg '二值化图像
GLOBAL ZVOBJECT disImg '显示图像
'错误消息
GLOBAL DIM error_msg(256)
'定义常用颜色变量
GLOBAL C_RED, C_GREEN, C_BLUE, C_YELLOW
C_RED = RGB(255, 0, 0)
C_GREEN = RGB( 0,255, 0)
C_BLUE = RGB( 0, 0,255)
C_YELLOW= RGB(255,255, 0)
GLOBAL DIM d_roi_arc_flag '定义ROI类型标志:0-矩形,1-圆环
GLOBAL DIM d_rlt_area '定义BLOB面积结果
GLOBAL DIM d_rlt_state '定义状态结果
'旋转矩形ROI参数:cx、cy、width、height、angle
GLOBAL DIM d_roi_rect2(5) 'd开头表示数据结构
'圆弧ROI参数:cx、cy、圆环中线半径r、圆环半宽ann_R、起始角度stAngle、角度范围entAngle
GLOBAL DIM d_roi_arc(6) 'd开头表示数据结构
'检测参数:阈值模式(自动阈值或手动阈值)、低阈值、高阈值、极性(黑或白)、最小面积、最大面积、反向(即结果取反,成功变成失败、失败变成成功)
GLOBAL DIM d_detect_param(7) 'd开头表示数据结构
'开/闭运算参数
GLOBal DIM d_deal_value(2)
'检测的结果,依次为状态结果、像素面积
GLOBAL DIM d_detect_rst(2)
'显示打印的字符
GLOBAL ShowString(64)
'运行HMI文件
RUN 'Hmi.hmi',1
在detectParam.bas文件中初始化测量参数。
end
GLOBAL SUB init_detect_param() '初始化测量参数
d_roi_arc_flag = 0 '默认为矩形
d_rlt_area = 0
d_rlt_state = 0
d_deal_value(0)=1
d_deal_value(1)=1
'初始化roi参数
d_roi_rect2(0) = 320.0 'roi中心x
d_roi_rect2(1) = 240.0 'roi中心y
d_roi_rect2(2) = 160.0 'roi宽
d_roi_rect2(3) = 120.0 'roi高
d_roi_rect2(4) = 0.0 'roi角度
TABLE(31) = d_roi_rect2(0)
TABLE(32) = d_roi_rect2(1)
TABLE(33) = d_roi_rect2(2)
TABLE(34) = d_roi_rect2(3)
TABLE(35) = d_roi_rect2(4)
d_roi_arc(0) = 320.0 'roi中心x
d_roi_arc(1) = 240.0 'roi中心y
d_roi_arc(2) = 60.0 '圆环中心线半径
d_roi_arc(3) = 20.0 '圆环半宽
d_roi_arc(4) = 0.0 '起始角度
d_roi_arc(5) = 360.0 '终止角度
TABLE(51) = d_roi_arc(0)
TABLE(52) = d_roi_arc(1)
TABLE(53) = d_roi_arc(2)
TABLE(54) = d_roi_arc(3)
TABLE(55) = d_roi_arc(4)
TABLE(56) = d_roi_arc(5)
'初始化检测参数:阈值模式(自动阈值 = 1 或 手动阈值 = 0)、低阈值、高阈值、极性(黑或白)、最大、最小、反向(即结果取反,成功变成失败、失败变成成功)
d_detect_param(0) = 0 '手动阈值
d_detect_param(1) = 128 '低阈值
d_detect_param(2) = 255 '高阈值
d_detect_param(3) = 1 '极性白,即检测白色像素面积
d_detect_param(4) = 60000 '最小面积,像素个数
d_detect_param(5) = 90000 '最大面积
d_detect_param(6) = 0 '结果不反向
END SUB
关联HMI界面值显示控件变量。
在main.bas文件中添加HMI界面初始化函数并在Hmi系统设置中关联初始化函数。
'HMI界面初始化函数
GLOBAL SUB hmi_init()
grab_switch = 0
main_task_state = 1
ZV_RESETCLIPSIZE(1280, 1024) '初始化时依据图像分辨率设置区域的裁剪尺寸,此处图像分辨率为1280x1024
ZV_LATCHSETSIZE(0, HMI_CONTROLSIZEX(10, 7), HMI_CONTROLSIZEY(10, 7)) '设置锁存的大小
init_detect_param() '初始化测量参数
ZV_SETSYSDBL('CamGetTimeout', 1000) '设置采集超时
ZV_LATCHCLEAR(0)
ZV_LATCH(grabImg, 0)
END SUB
在camera.bas文件中添加HMI界面中采集相关按钮响应的函数并关联动作函数。
具体实现函数前期课程:
已经有操作演示,此处不做赘述。
在draw.bas文件中添加检测ROI更新绘制函数,并在自定义元件属性窗口中关联刷新函数和绘制函数。
end
'和绘制(即选择ROI)有关的界面的刷新绘制函数放在这个bas文件里
DIM is_redraw
is_redraw = 0
DIM hit_pos
'根据鼠标操作更新ROI位置区域函数
GLOBAL SUB update_roi()
if d_roi_arc_flag = 0 then
if mouse_scan(21) = 1 then '扫描按下操作
hit_pos = ZV_HMIADJRECT2(table(21), table(22), 31, -1) '只有按下时可以改变击中位置
is_redraw = 1
endif
if mouse_scan(21) = -1 then '扫描松开操作
ZV_HMIADJRECT2(table(21), table(22), 31, hit_pos)
is_redraw = 1
endif
if (MOUSE_state(21)) then
ZV_HMIADJRECT2(table(21), table(22), 31, hit_pos)
is_redraw = 1
endif
if (1 = is_redraw) then
is_redraw = 0
ZV_POSTOIMG(0, 1, 31, 41)
d_roi_rect2(0) = TABLE(41)
d_roi_rect2(1) = TABLE(42)
d_roi_rect2(2) = ZV_LENTOIMG(0, TABLE(33))
d_roi_rect2(3) = ZV_LENTOIMG(0, TABLE(34))
d_roi_rect2(4) = TABLE(35)
SET_REDRAW
endif
else
is_redraw = 0
if mouse_scan(21) = 1 then '扫描按下操作
hit_pos = ZV_HMIADJARC(table(21), table(22), 51, -1) '只有按下时可以改变击中位置
is_redraw = 1
endif
if mouse_scan(21) = -1 then '扫描松开操作
ZV_HMIADJARC(table(21), table(22), 51, hit_pos)
is_redraw = 1
endif
if (MOUSE_state(21)) then
ZV_HMIADJARC(table(21), table(22), 51, hit_pos)
is_redraw = 1
endif
if (1 = is_redraw) then
is_redraw = 0
'控件坐标转图像坐标
ZV_POSTOIMG(0, 1, 51, 61)
TABLE(63) = ZV_LENTOIMG(0, TABLE(53))
TABLE(64) = ZV_LENTOIMG(0, TABLE(54))
TABLE(65, TABLE(55), TABLE(56))
d_roi_arc(0) = TABLE(61)
d_roi_arc(1) = TABLE(62)
d_roi_arc(2) = TABLE(63)
d_roi_arc(3) = TABLE(64)
d_roi_arc(4) = TABLE(65)
d_roi_arc(5) = TABLE(66)
SET_REDRAW
endif
end if
END SUB
'ROI区域更新后实时绘制ROI区域
GLOBAL SUB draw_roi()
if d_roi_arc_flag = 0 then
SET_COLOR(C_BLUE)
ZV_HMIRECT2(31, 300) '将旋转矩形roi分解为HMI支持的绘图图元并添加控制参数,便于HMI绘图显示
DRAWLINE(TABLE(300), TABLE(301), TABLE(302), TABLE(303)) '外矩形
DRAWLINE(TABLE(302), TABLE(303), TABLE(304), TABLE(305))
DRAWLINE(TABLE(304), TABLE(305), TABLE(306), TABLE(307))
DRAWLINE(TABLE(306), TABLE(307), TABLE(300), TABLE(301))
else
SET_COLOR(C_BLUE)
TABLE(57) = 1 '子区域的个数
TABLE(58) = 5 '子区域宽度
ZV_HMIARC(51, 400) '绘制圆环
'绘制圆弧
DRAWARC(TABLE(400), TABLE(401), TABLE(402), TABLE(404), TABLE(405)) '内半径
DRAWARC(TABLE(400), TABLE(401), TABLE(403), TABLE(404), TABLE(405)) '外半径
'绘制边界线
DIM idx
for idx = 0 to TABLE(406)-1
DRAWLINE(TABLE(407+idx*4), TABLE(408+idx*4), TABLE(409+idx*4), TABLE(410+idx*4))
next
endif
END SUB
'HMI界面按下测试按钮时响应的函数
GLOBAL SUB btn_test()
ZVOBJECT regionWhite, regionMask, regionBlack,re_connecte
'生成ROI区域
if d_roi_arc_flag = 0 then
ZV_REGENRECT2(regionMask, d_roi_rect2(0), d_roi_rect2(1), d_roi_rect2(2), d_roi_rect2(3), d_roi_rect2(4))
else
ZV_REGENANNULAR(regionMask, d_roi_arc(0), d_roi_arc(1), d_roi_arc(2) - d_roi_arc(3), d_roi_arc(2) + d_roi_arc(3))
endif
'二值化处理
if d_detect_param(0) = 0 then '手动阈值处理
ZV_RETHRESH(grabImg, regionMask, regionWhite, d_detect_param(1), d_detect_param(2))
ZV_REOPENING(regionWhite,regionWhite,d_deal_value(0),d_deal_value(0))
ZV_RECLOSING(regionWhite,regionWhite,d_deal_value(1),d_deal_value(1))
else
Dim autoThresh '自动阈值处理
ZV_REAUTOTHRESH(grabImg, regionMask, regionWhite, 500)
ZV_REOPENING(regionWhite,regionWhite,d_deal_value(0),d_deal_value(0))
ZV_RECLOSING(regionWhite,regionWhite,d_deal_value(1),d_deal_value(1))
autoThresh = TABLE(500)
'? 'autoThresh = ' autoThresh
endif
'计算BLOB面积
if d_detect_param(3) = 1 then '极性为白
ZV_REAREA(regionWhite, 500) '计算regionWhite亮区域的面积
d_rlt_area = TABLE(500) '将获取的像素面积赋值给d_rlt_area变量
ZV_RECONNECT(regionWhite,re_connecte) '计算区域的连通区域
zv_refilter(re_connecte,0,60000,90000,0) '对区域列表中的区域进行过滤,保留面积在 60000 到 90000 的区域,面积不在此范围的区域将被过滤掉
ZV_LISTCOUNT(re_connecte,100) '获取列表中的连通区域的数量
?'产品个数'TABLE(100)
else '极性为黑
ZV_REDIFF (regionMask, regionWhite, regionBlack)
ZV_REAREA(regionBlack, 500)
d_rlt_area = TABLE(500)
ZV_RECONNECT(regionBlack,re_connecte) '计算区域的连通区域
zv_refilter(re_connecte,0,60000,90000,0) '对区域列表中的区域进行过滤,保留面积在 60000 到 90000 的区域,面积不在此范围的区域将被过滤掉
ZV_LISTCOUNT(re_connecte,100) '获取列表中的连通区域的数量
?'产品个数'TABLE(100)
endif
'对结果进行判断
if d_rlt_area > d_detect_param(4) and d_rlt_area < d_detect_param(5) then '面积结果在设定的面积上下限范围内时
d_rlt_state = 1
else
d_rlt_state = 0
endif
'是否反向的判断
if d_detect_param(6) then
d_rlt_state = 1 - d_rlt_state
endif
'绘制效果图
Dim width, height
ZV_IMGINFO (grabImg, 500)
width = TABLE(500)
height = TABLE(501)
ZV_GRAYTORGB(grabImg,disImg)
ShowString=TOSTR(TABLE(100),1,0) '将BLOB的数量转换成字符串变量
ZV_TEXT(disImg,'零件统计个数:'ShowString,10,80,80,ZV_COLOR(0,0,0)) '显示结果文本
ZV_REGION(disImg, regionMask, 0, ZV_COLOR(0,0,0)) '在disImg中绘制黑色的regionMask区域
ZV_REGION(disImg, regionWhite, 0, ZV_COLOR(255,255,255)) '在disImg中绘制白色的regionWhite区域
ZV_LATCH(disImg, 0)
end sub
在main.bas文件中添加【运行】按钮响应的函数并关联动作函数。
'HMI界面按下运行按钮时响应的函数
GLOBAL SUB btn_run()
if(2 = main_task_state) then
?'已经开启连续运行任务,请勿重复操作!'
return
endif
if (1 = main_task_state) then
if (0 = PROC_STATUS(main_task_id)) then
main_task_state = 2
RUNTASK main_task_id, main_task
endif
endif
end sub
main_task:
while(1)
if (3 = main_task_state) then
main_task_state = 1
exit while
endif
'执行采集和检测函数
CAM_SETPARAM('TriggerSoftware', 0)
CAM_GET(grabImg, 0)
btn_test()
wend
END
在main.bas文件中添加【停止】按钮响应的函数并关联动作函数。
'HMI界面按下停止按钮时响应的函数
GLOBAL SUB btn_stop()
if (2 = main_task_state) then
main_task_state = 3
endif
end sub
存在 零件统计个数:1
不存在 零件统计个数:0