基于臺達PVS 的農業機械零件2D 測量技術

孫艷茹 ，逄崇雁 ，蓋琪琳

（1.哈爾濱華德學院機器人工程學院，黑龍江 哈爾濱 150025；2.哈爾濱華德學院電子與信息工程學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

底層是由HALCON 的強大算法庫組成[1]，因此PVS 具有頂級的穩定性和超高的性能，并且能夠為用戶提供簡單便捷的用戶界面（GUI）。PVS軟件擁有豐富的功能模塊，涵蓋包括1D/2D讀碼、OCR /OCV、濾波、Blob分析、機器人導航、測量、顏色等。

本文針對農業機械零件采用2D測量技術中的角度測量和面積檢測等技術進行模擬操作演示，在批量生產農業機械零件過程中，用機器視覺發揮檢測作用，這對農業自動化應用有著重要意義[2]。

1 基于PVS的相機連接方式方法

PVS 軟件成功安裝，Basler pylon 驅動成功安裝，其中，使用者選CAMER USER，相機類型選GIGE。

如圖1所示，為相機static IP相關參數設置界面。

圖1 相機static IP 設置

1.1 相機IP設定

1）先連接相機，再設定相機：打開pylon IP configuration設置相機static IP：IP 設定為192.168.2.1；子網掩碼為255.255.255.0。

2）將電腦IP設置成和相機在同一網段的。

1.2 相機配置

1）右鍵Hardwareconfiguration，以管理員身份運行。影像輸入頻道相機配置選Basler（gige-USB3）。數字IO 選camera。其他默認。

2）進入PVSsoft。選擇賬戶，輸入密碼。系統設置查看器數量1。 系統設置立即停止設為1。

3）相機設成硬件觸發。

1.3 許可證文件

將視覺許可證文件按照路徑放到對應的文件夾。把.dat 文件放到Halcon 的license 文件夾中，具體路徑是默認安裝C:Program FilesMVTecHALCON-13.0license。

2 農業機械零件的角度測量技術

在農業自動化生產過程中，各個零件組成一個裝置或設備，對零件的角度測量尤為重要，通過該技術可以得到想要的零件、適合生產過程需要的零件角度，可提高效率，節約人工成本，降低人為因素產生的誤差[3-4]。

1）角度工具測量由2 個矩形探頭構成的2 條直線的角度。直線1和直線2分別定義兩條直線，使用探頭來進行直線檢測。

2）找線的方法是設置好的參數來探測一條直線。拾取程序中的直線。

3）設置角度是基于X軸還是Y軸的。設置角度方向是順時針還是逆時針。對檢測結果還需要設置容差。

步驟如下：①登入PVS 界面后，選擇用戶，輸入密碼，進入“配置模式界面”；②相機拍攝或選擇圖片后，選擇檢測中的“角度”，對兩條線分別操作；③依情況設置角度；④依情況設置角度方向；⑤設置容差；⑥對程序進行測試；⑦輸入文本進行標注；⑧運行程序顯示文本信息；⑨可單步運行查看每個步驟結果；⑩對程序進行保存。角度測量結果如圖2所示。

圖2 角度測量技術

3 農業機械零件的面積檢測技術

在農業自動化生產過程中，面積檢測技術同理。

1）面積工具用來檢測給定閾值下的圖像面積。

2）閾值：設置要提取的面積的灰度區間。

3）容差：對檢測結果設置容差。

步驟：①加載圖片后，選擇“檢測面積”；②依情況選擇形狀進行劃分區域；③設置要提取的面積的灰度區間；④檢測給定閾值下的圖像面積；步驟5～10同角度測量技術。面積檢測結果如圖3所示。

圖3 面積檢測技術

4 農業機械零件的距離檢測技術

距離檢測技術同理。

1）距離命令是用矩形或圓形探頭測量2 點間距離，或點到線間的距離。

2）拾取：拾取程序中的點、線。

3）數組：拾取一個點數組。

4）容差：對檢測結果設置容差。

步驟：①加載圖片后，選擇“邊緣檢測”的“點”圖標；②依情況分別選擇兩個點；③選擇檢測距離，檢測類型為“點到點”；④檢測點到點的距離；5～10 步驟同角度測量技術。距離檢測結果如圖4所示。

5 軟件流程

針對農業機械零件2D 測量技術給出整體流程，如圖5所示。

圖4 距離檢測技術

圖5 系統整體流程圖

6 結語

隨著勞動力成本越來越高，長期留住員工是企業面臨的一大挑戰，也很難找到很好的替代員工。當軟件復雜的時候，嘗試軟件調試也是非常困難的。一旦程序員離職，沒有人能夠輕易接手，導致需要重新編寫程序。PVS 平臺旨在解決軟件的通用性難題，以模塊化的工具來幫助用戶解決問題。本文針對農業機械零件對2D測量技術闡述PVS軟件的機器視覺技術給農業自動化生產帶來的便捷和價值。