VPLC711硬件介紹

VPLC711是正運動推出的一款基于x86平臺和Windows操作系統(tǒng)的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，具備強大的運算能力和靈活性。它具有出色的實時性能和多路高速硬件輸入與多路高速PSO輸出，能夠精準控制多軸同步運動，并與外部設(shè)備實現(xiàn)多協(xié)議的高速通信。

VPLC711支持多種硬件接口和通信協(xié)議，方便與其他設(shè)備的連接和集成。除此之外，VPLC711還具備視覺處理功能，能夠?qū)崟r處理圖像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)視覺檢測、測量和定位等應(yīng)用。

VPLC711內(nèi)置Windows運動控制實時內(nèi)核MotionRT7，形成一種開放式IPC形態(tài)實時軟控制器/軟PLC，為用戶提供靈活集成的運動控制+視覺一體化解決方案。

VPLC711硬件參數(shù)

1.采用x86高性能CPU，EtherCAT可支持1ms 64軸同步運行；

2.板載RS232，RS485，EtherNet*5，EtherCAT，USB3.0*4硬件接口；

3.板載20DI，其中4個高速色標鎖存，2組高速單端編碼器；

4.板載20DO，其中4個高速單端脈沖軸，4組高速PWM；

5.支持DVI-D，HDMI顯示，支持雙網(wǎng)口不同IP設(shè)置。

想要了解更多關(guān)于VPLC711的詳情介紹，可以點擊 “ x86平臺實時Windows機器視覺EtherCAT運動控制器VPLC711 ” 查看。

C#語言進行Delta并聯(lián)機械手的開發(fā)之運動庫和視覺庫的添加

1.在VS2010菜單“文件”→“新建”→“項目”，啟動創(chuàng)建項目向?qū)А?/p>

2.選擇開發(fā)語言為“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗體應(yīng)用程序。

3.找到廠家提供的光盤資料里面的C#函數(shù)庫，路徑如下（32位庫為例）。

1）進入廠商提供的光盤資料找到“04PC函數(shù)”文件夾，并點擊進入。

2）選擇“函數(shù)庫2.1”文件夾。

3）選擇“Windows平臺”文件夾。

4）根據(jù)需要選擇對應(yīng)的函數(shù)庫，這里選擇32位庫。

5）解壓C#壓縮包,里面有C#對應(yīng)的函數(shù)庫。

6）函數(shù)庫具體路徑如下。

4. 將廠商提供的C#庫文件以及相關(guān)文件復(fù)制到新建的項目中（注意這里面的PC函數(shù)庫默認提供的是運動庫，如果使用視覺功能還需要獲取視覺庫，視覺庫可以找廠商的相關(guān)銷售或技術(shù)人員獲?。?。

1） 將Zmcaux.cs（運動庫）和Zvision.cs（視覺庫）文件復(fù)制到新建的項目里面中。

2） 將zauxdll.dll、zmotion.dll和zvision.dll文件放入bin\debug文件夾中。

5. 用vs打開新建的項目文件，在右邊的解決方案資源管理器中點擊顯示所有文件，然后鼠標右擊Zmcaux.cs與 Zvision.cs文件，點擊包括在項目中。

6. 雙擊Form1.cs里面的Form1，出現(xiàn)代碼編輯界面，在文件開頭寫入using cszmcaux，using ZVision并聲明控制器句柄g_handle 。

PC函數(shù)介紹

1.PC函數(shù)手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下。

2.鏈接控制器，獲取鏈接句柄。

3. 相機掃描接口說明 。

4.相機采集圖像。

5.用圖像創(chuàng)建模板。

6.形狀匹配并輸出輪廓狀態(tài)。

C#例程建設(shè)之視覺相機標定與形狀匹配

1.視覺配置文件的下載

因為正運動的視覺算法是在控制器里面執(zhí)行的，所以上位機開發(fā)前需要先在控制器里面定義好視覺處理的相關(guān)變量。

正運動控制器里面的視覺變量統(tǒng)一使用ZVOBJECT來修飾，我們可以新建一個.bas的文件，然后輸入“GLOBAL ZVOBJECT ZVOBJ(1000)”進行視覺變量數(shù)組的定義，保存后通過上位機接口在上位機系統(tǒng)初始化的時候把這個.bas文件下載到控制器即可。

//下載相關(guān)腳本到控制器，進行視覺變量的定義
string BasPath = "";
BasPath = string.Format(@"{0}", Application.StartupPath) + @"\Icon\視覺變量定義.bas";
//.bas文件下載到控制器
zmcaux.ZAux_BasDown(g_Handle,BasPath,0);

2.相機標定

1）相機標定操作步驟

2）相關(guān)功能代碼

/************************************************************************************
'任務(wù)編號：無
'函數(shù)功能：視覺提取標定板上實心圓的像素坐標,獲取標定板圓心的像素坐標的矩陣
'Input：無
'Output：無 
'返回值：無             
**************************************************************************************/
private void GetPictureMark()
{
    float[] temp_thresh = new float[2];
    int Err = 0;
    //提取圓心圖像坐標,得到像素坐標矩陣Inppts
    Err = Zvision.ZV_CALGETSCAPTS(form.g_Handle, grabimg, inppts, Convert.ToUInt32(C_CalibThresh.Text), Convert.ToUInt32(C_CalibPolar.Text), Convert.ToUInt32(C_CalibMinArea.Text), Convert.ToUInt32(C_CalibMaxArea.Text));
    int[] inppts_info = { 0, 0, 0 };
    //獲取矩陣行數(shù)和列數(shù)，行數(shù)表示識別到實心圓的個數(shù)
    Err = Zvision.ZV_MATINFO(form.g_Handle, inppts, inppts_info);
    int row, col;
    row = (int)inppts_info[0];
    col = (int)inppts_info[1];
    //視覺識別到9個實心圓和標定板的實心圓數(shù)目一致
    if (row == 9)
    {
        Err = Zvision.ZV_GRAYTORGB(form.g_Handle, grabimg, calibshowimg);
        //inppts排好序輸出排好序的像素坐標矩陣ppts
        Err = Zvision.ZV_CALGETPTSMAP(form.g_Handle, inppts, ppts, wpts, Convert.ToSingle(C_CalibDis.Text));
        Err = Zvision.ZV_MATINFO(form.g_Handle, ppts, inppts_info);
        row = (int)inppts_info[0];
        col = (int)inppts_info[1];
        if (row >= 9)
        {
            uint i;
            DataGridView1.Rows.Clear();
            for (i = 0; i < row; i++)
            {
                //像素坐標在WinFrom的UI界面是顯示出來
                string[] tempstr = new string[4];
                float[] outvalue = { 0, 0 };
                Zvision.ZV_MATGETROW(form.g_Handle, wpts, i, 2, outvalue);
                tempstr[2] = "0";
                tempstr[3] = "0";
                Zvision.ZV_MATGETROW(form.g_Handle, ppts, i, 2, outvalue);
                tempstr[0] = outvalue[0].ToString();
                tempstr[1] = outvalue[1].ToString();
                DataGridView1.Rows.Add(tempstr);
                //在原圖是畫出識別到的實心圓，并標記，然后在Ui界面上顯示出圖像
                Zvision.ZV_MARKER(form.g_Handle, calibshowimg, outvalue[0], outvalue[1], 0, 40, 0, 255, 0);
                Zvision.ZV_TEXT(form.g_Handle, calibshowimg, i.ToString(), outvalue[0] - 20, outvalue[1] - 20, 40, 0, 255, 0);
                Zvision.ZV_LATCHCLEAR(form.g_Handle, 0);
                Zvision.ZV_LATCHSETSIZE(form.g_Handle, 0, Convert.ToUInt32(pictureBox5.Width), Convert.ToUInt32(pictureBox5.Height));                    pictureBox5.Image = Zvision.ZV_LATCH(form.g_Handle, calibshowimg, 0);
            }
        }
        else
        {
            MessageBox.Show("提取mark點失敗!", "提示");
        }
    }
    else
    {
        MessageBox.Show("提取mark點失敗!", "提示");
    }
}
/************************************************************************************
'任務(wù)編號：無
'函數(shù)功能：相機標定
'Input：無
'Output：無 
'返回值：無
'備注：計算像素坐標和世界坐標的轉(zhuǎn)換關(guān)系
'備注：標定板圓心的世界坐標可以通過示教的方式獲取            
**************************************************************************************/
private void CamCalib()
{
    //矩陣行和式
    uint row, col;
    row = 9;
    col = 2;
    //從Ui界面上獲取世界坐標的矩陣數(shù)據(jù)
    float[] wPontsValue = new float[row * col];
    for (int i = 0; i < row; i++)
    {
        for (int j = 0; j < col; j++)
        {
            wPontsValue[col * i + j] = float.Parse(DataGridView1.Rows[i].Cells[j + 2].Value.ToString());
        }
    }
    //重新生成世界坐標矩陣
    Zvision.ZV_MATGENDATA(form.g_Handle, wpts, row, col, wPontsValue);
    //圖像坐標矩陣數(shù)據(jù)
    float[] pPontsValue = new float[row * col];
    for (int i = 0; i < row; i++)
    {
        for (int j = 0; j < col; j++)
        {
            pPontsValue[col * i + j] = float.Parse(DataGridView1.Rows[i].Cells[j].Value.ToString());
        }
    }
    //重新生成圖像坐標矩陣
    Zvision.ZV_MATGENDATA(form.g_Handle, ppts, row, col, pPontsValue);
    float[] outimginfo = { 0, 0, 0, 0, 0 };
    //獲取圖像信息
    Zvision.ZV_IMGINFO(form.g_Handle, grabimg, outimginfo);
    //進行相機標定
    Zvision.ZV_CALCAM(form.g_Handle, ppts, wpts, ZmotionCalPara, (ushort)outimginfo[0], (ushort)outimginfo[1], (uint)Convert.ToInt32(C_CalibType.Text));
    float[] outcaliberror = { 0, 0, 0 };
    //獲取標定誤差
    Zvision.ZV_CALERROR(form.g_Handle, ZmotionCalPara, ppts, wpts, outcaliberror);
    //平均誤差小于0.5內(nèi)算是優(yōu)，0.5--1為良，1--1.5為一般，1.5以上建議重新標定
    if (outcaliberror[0] >= 1.5)
    {
        MessageBox.Show("標定平均誤差過大請重新標定");
    }
    else
    {
        //保存標定參數(shù)
        Zvision.ZV_CALWRITE(form.g_Handle, ZmotionCalPara, form.CalFileDir);
    }
}

3）形狀匹配后根據(jù)標定系數(shù)可獲得匹配到目標點的實際世界坐標。

3.形狀匹配

1）形狀匹配操作步驟

2）相關(guān)功能代碼

/************************************************************************************
'任務(wù)編號：無
'函數(shù)功能：通過相機采集圖像
'Input：無
'Output：無 
'返回值：無             
**************************************************************************************/
public Image CameAcquisition()
{
    float Temp = 0;
    Image ImageBuff = null;
    Zvision.CAM_COUNT(form.g_Handle, ref Cam_Num);
    //選擇相機
    Zvision.CAM_SEL(form.g_Handle, 0);
    //采集一張圖像
    Zvision.CAM_TRIGGER(form.g_Handle);
    //更新皮帶位置
    zauxBrr = zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(form.g_Handle, form.ConveyorAxisId, ref Temp);
    form.BeltMpos = Temp;
    //從相機緩存取里面獲取剛剛采集的圖像
    Zvision.CAM_GET(form.g_Handle, grabimg, 0);
    //RGB轉(zhuǎn)灰度
    Zvision.ZV_RGBTOGRAY(form.g_Handle, grabimg, grabimg);
    //鎖存數(shù)據(jù)清空
    Zvision.ZV_LATCHCLEAR(form.g_Handle, 0);
    //設(shè)置鎖存的大小為圖片顯示控件的大小
    Zvision.ZV_LATCHSETSIZE(form.g_Handle, 0, Convert.ToUInt32(ImgShow1.Width), Convert.ToUInt32(ImgShow1.Height));  
    //獲取鎖存中的圖像
    ImgShow1.Image = Zvision.ZV_LATCH(form.g_Handle, grabimg, 0);
    //導出獲取到的圖像信息
    return ImgShow1.Image;
}
/************************************************************************************
'任務(wù)編號：無
'函數(shù)功能：創(chuàng)建形狀模版
'Input：無
'Output：無 
'返回值：無             
**************************************************************************************/
private void CreateTemplate()
{
    //通過圖像創(chuàng)建模板
    Zvision.ZV_SHAPECREATERE(form.g_Handle, SubImg, mod_re, shape_mod, Convert.ToInt32(modStartAngle.Text), Convert.ToInt32(modEndAngle.Text), Convert.ToInt32(modMinScale.Text), Convert.ToInt32(modMaxScale.Text), Convert.ToUInt32(modThresh.Text), Convert.ToUInt32(modNum_Level.Text), Convert.ToUInt32(modPt_Reduce.Text), Convert.ToInt32(modAngle_Step.Text), Convert.ToInt32(modScale_Step.Text), 20);
    //獲取模板輪廓
    Zvision.ZV_SHAPECONTOURS(form.g_Handle, shape_mod, modconlist, 0);
    //灰度轉(zhuǎn)rgb
    Zvision.ZV_GRAYTORGB(form.g_Handle, cutimg, modimg);
    float[] getimginfo = { 0, 0, 0, 0, 0 };
    //圖像信息
    Zvision.ZV_IMGINFO(form.g_Handle, modimg, getimginfo);
    //剛性變換
    Zvision.ZV_GETRIGIDVECTOR(form.g_Handle, mod_matrigid, 0, 0, 0, getimginfo[0] / 2, getimginfo[1] / 2, 0);
    //仿射變換
    Zvision.ZV_CONTAFFINE(form.g_Handle, modconlist, mod_matrigid, tsmodconlist);
    //繪制輪廓到圖像上
    Zvision.ZV_CONTLIST(form.g_Handle, modimg, tsmodconlist, 0, 255, 0, 1);
    //清空控制器的鎖存緩沖區(qū)
    Zvision.ZV_LATCHCLEAR(form.g_Handle, 1);
    //設(shè)置鎖存緩沖區(qū)大小,設(shè)置鎖存通道大小和顯示控件picgbox控件一樣大
    Zvision.ZV_LATCHSETSIZE(form.g_Handle, 1, Convert.ToUInt32(pictureBox2.Width), Convert.ToUInt32(pictureBox2.Height));                                                                                                            //顯示圖像
    pictureBox2.Image = Zvision.ZV_LATCH(form.g_Handle, modimg,1); //截取圖像顯示到ui上
    pictureBox3.Image = pictureBox2.Image;
    //清空控制器的鎖存緩沖區(qū)
    Zvision.ZV_LATCHCLEAR(form.g_Handle, 1);
    //設(shè)置鎖存緩沖區(qū)大小
    Zvision.ZV_LATCHSETSIZE(form.g_Handle, 1, Convert.ToUInt32(pictureBox4.Width), Convert.ToUInt32(pictureBox4.Height));    //設(shè)置鎖存通道大小和picgbox控件一樣大
                                                                                                                      //顯示圖像
    pictureBox4.Image = Zvision.ZV_LATCH(form.g_Handle, modimg, 1);//截取圖像顯示到Ui上
}
/************************************************************************************
'任務(wù)編號：無
'函數(shù)功能：形狀匹配，在圖像是查找模板
'Input：無
'Output：無 
'返回值：無             
**************************************************************************************/
public Image ShapeFind()
{
    //結(jié)果數(shù)組清空
    for (int m = 0; m < 10; m++)
    {
        for (int n = 0; n < 5; n++)
        {
            form.VisionRst[m, n] = 0;
        }
    }
    //形狀模板匹配
    Zvision.ZV_SHAPEFIND(form.g_Handle, shape_mod, grabimg, find_outlist, Convert.ToInt32(findminscore.Text), Convert.ToUInt32(findnum.Text), Convert.ToInt32(findmindis.Text), Convert.ToInt32(findthresh.Text), Convert.ToUInt32(findaccuracy.Text), Convert.ToInt32(findspeed.Text), Convert.ToUInt32(findpolar.Text));
    int[] mat_info = { 0, 0, 0 };
    //輸出信息
    Zvision.ZV_MATINFO(form.g_Handle, find_outlist, mat_info);
    //生成繪制彩圖
    Zvision.ZV_GRAYTORGB(form.g_Handle, grabimg, show_img);
    //匹配到目標了
    if ((int)mat_info[0] > 0)
    {
        for (uint i = 0; i < (int)mat_info[0]; i++)
        {
            float[] rst_value = { 0, 0, 0, 0, 0 };
            Zvision.ZV_MATGETROW(form.g_Handle, find_outlist, i, 5, rst_value);
            rstScore.Text = rst_value[0].ToString();
            rstPixX.Text = rst_value[1].ToString();
            rstPixY.Text = rst_value[2].ToString();
            rstAngle.Text = rst_value[3].ToString();
            rstScale.Text = rst_value[4].ToString();
            //分數(shù)篩選
            if (rst_value[0] >= form.VisionScore)
            {
                //輸出結(jié)果
                for (int k = 0; k < 5; k++)
                {
                    form.VisionRst[i, k] = rst_value[k];
                }
                float[] outworldpos = { 0, 0 };
                //像素轉(zhuǎn)世界坐標
                Zvision.ZV_CALTRANSW(form.g_Handle, ZmotionCalPara, rst_value[1], rst_value[2], outworldpos);
                rstWorldX.Text = outworldpos[0].ToString();
                rstWorldY.Text = outworldpos[1].ToString();
                //輸出世界坐標
                for (int k = 1; k < 3; k++)
                {
                    form.VisionRst[i, k] = outworldpos[k - 1];
                }
                //顯示匹配結(jié)果
                string RstWorldStr;
                RstWorldStr = "OK_坐標（" + rstWorldX.Text + "," + rstWorldY.Text + ")";
                Zvision.ZV_TEXT(form.g_Handle, show_img, RstWorldStr, rst_value[1], rst_value[2], 50, 0, 255, 0);
                //計算剛性變換矩陣
                Zvision.ZV_GETRIGIDVECTOR(form.g_Handle, find_matrigid, 0, 0, 0, rst_value[1], rst_value[2], rst_value[3]);
                //輪廓序列仿射變換
                Zvision.ZV_CONTAFFINE(form.g_Handle, modconlist, find_matrigid, tsmodconlist2);
                //繪制輪廓數(shù)列
                Zvision.ZV_CONTLIST(form.g_Handle, show_img, tsmodconlist2, 0, 255, 0, 1);
                Zvision.ZV_TEXT(form.g_Handle, show_img, i.ToString(), rst_value[1], rst_value[2], 40, 255, 0, 0);
            }
        }
    }
    else
    {
        //顯示匹配結(jié)果
        string RstWorldStr;
        RstWorldStr = "NG";
        Zvision.ZV_TEXT(form.g_Handle, show_img, RstWorldStr, 20, 120, 100, 0, 255, 0);
    }
    //清空緩沖區(qū)顯示圖片
    Zvision.ZV_LATCHCLEAR(form.g_Handle, 0);
    Zvision.ZV_LATCHSETSIZE(form.g_Handle, 0, Convert.ToUInt32(ImgShow1.Width), Convert.ToUInt32(ImgShow1.Height));    //設(shè)置鎖存通道大小和picgbox控件一樣大
    ImgShow1.Image = Zvision.ZV_LATCH(form.g_Handle, show_img, 0);//截取圖像顯示到圖像上
    return ImgShow1.Image;
}

本次，正運動技術(shù)C#之Delta并聯(lián)機械手的視覺相機標定與形狀匹配，就分享到這里。

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正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)少有、完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。