Cognex - DS925B3D相机取像参数配置

简介：

三角反射原理：

测量范围：

线缆：

 

 

利用Cognex VisionPro从DS900系列传感器获取图像

本文档包含以下部分。

1. 通过VisionPro处理DS900的内容
2. 配置DS900采集
3. 参数设置方法
4. 附录A
5. 附录B
6. 加载现有应用程序

 

介绍从康耐士DS900激光位移传感器采集图像所需的步骤。

必要条件：

1. 视觉控制器或PC启动并使用Cognex VisionPro软件进行配置。
2. 正确连接DS900的任何电气元件（例如编码器）。

 

关于连接硬件的说明，请参阅“DS900系列位移传感器快速参考指南”（参见附录B）。

 

通过VisionPro处理DS900的内容———————————————————

1、配置DS900的IP地址

启动Cognex GigE Vision配置程序。 如果您的桌面上没有配置器，请参见附录B。 按照GigE Vision摄像机用户指南（参见附录B）中的说明配置设备的IP地址。

2、启动VisionPro®QuickBuild软件

通过双击VisionPro®QuickBuild图标启动QuickBuild。

3、将DS900传感器初始化为采集源

      A、在QuickBuild工作区中，找到并双击CogJob1下的图像源条目。

      B、在“图像源”对话框中，选择相机作为源。

      C、在“图像采集设备”下拉列表中，找到DS900设备，然后单击“初始化采集”。

4、配置采集设置

请继续阅读下面的“配置DS900采集”部分。

 

配置DS900采集———————————————————

本节将介绍采集配置界面各个选项卡中各种参数的设置。

 

设置标签

    曝光

   曝光值（以毫秒为单位）应根据扫描的材料进行设置。

   建议如下：

   表1：推荐的快门时间（近似）

目标材料	快门时间
白色纸/塑料	10 - 50μs
彩色塑料	50 - 100μs
金属表面	0.1 - 1ms
黑色塑料/橡胶	0.5 - 1ms

 

 

 

   超时

   如果启用，此设置（以毫秒为单位）应设置为大于以下三个因素的总和：

   1、采集请求和采集开始之间的最大时间（可能由于使用编码器时启动运动的延迟）;

   2、扫描部件所需的最大时间（由运动速度和扫描长度控制）; 和

   3、扫描完成后完成图像数据传输所需的最长时间。

选通和触发选项卡

1. 触发模式

    只有两种支持的模式是手动和自由运行。 DS900系列传感器不支持硬件触发。 自由运行模式可以使采集支持稍高的线速率。 设置Auto和Semi分别将系统设置为Free和Manual的等效状态。

图像属性选项卡

1. 区域

原点X和原点Y参数应始终设置为零。 Height参数可以根据扫描的产品长度而变化，但不应大于64000.适当的值可以通过以下公式估计：

 

采集线速率*产品长度/运动速度

1. 输出像素格式和ROI模式

使用两者的默认值（自动）。

校准选项卡

使用默认参数。

1. 主3D校准空间：Sensor3D，
2. 2D校准空间名称：Sensor2D，
3. 所选空间：已选中。

GigE标签

1. 功能访问

此部分可用于设置或查询各种GigE功能。强烈建议不要使用此部分设置GigE功能，因为这样做可能会导致不可预测的结果，甚至可能导致采集失去响应和无法恢复。但是，可以安全地查询GigE功能。要执行查询，只需在要素文本框中键入要素名称，然后按读取按钮。然后，该要素的值将返回到“值”文本框中。

1. 传输超时

此值类似于“设置”选项卡上的超时值，但不需要包括预获取时间。建议初始设置为20000毫秒。注意，如果命中超时，将返回以下获取错误消息：“获取失败异常。 （缓冲区检索失败（MISSING_PACKETS））“

通常，它需要被设置为比预期的最长获取所花费的时间更长的值。如果编码器停止一段时间，然后继续，则空闲时间必须包括在传输超时的估计中。

1. 数据包大小

设置此值在DS900采集的情况下不起作用，因为它由Cognex采集驱动程序内部控制。

1. 延迟级别

此值应保留其默认值3。

自定义属性选项卡

此选项卡用于设置其他选项卡中不可用的各种相机参数。 在DS900的情况下，有许多重要的参数需要使用此方法设置。 每个参数将在下面概述。 使用位于功能列表上方的添加新按钮（Acquisition Profile Plus演练DS 900 Acquisition addnewbutton）添加参数。 使用位于功能列表上方的删除按钮（Acquisition Profile Plus演练DS 900采集删除按钮）删除参数。 网格中参数的顺序决定了它们写入相机的顺序。 此顺序在大多数情况下无关紧要，但可能会在添加非默认参数时产生影响，这些参数可能会对设置产生影响。 下表列出了用于配置正确采集的参数。 可选参数如此标记。

1. 注意

请不要使用红色参数！

 

表2：DS900摄像机参数表

DS900类别
相机模式	范围（默认） 完成多行扫描后返回16位范围图像。 图像的大小反映了在“图像属性”选项卡中设置的参数。 强度 返回包含从单次采集返回的配置文件的1280x1024图片。 灰度范围 返回包含在范围模式中返回的图像的16位范围图像以及同一扫描的散射亮度图像。 后者可以与2D图像分析工具一起使用。 注意 有关实际示例，请参阅QuickBuild示例作业使用RangeWithGrey图像部分3D示例应用程序。
XScale	用于设置图像在X方向（水平）的缩放系数。 降低XScale会使数据填充更多的图像宽度。 它不会更改保留在提供的像素值（图像属性选项卡|宽度参数）的输出图像大小。
启用重新采样	当启用（默认）时，将对所采集的图像进行重采样以产生所需的X缩放。禁用时，图像将返回到获取的用户（1280像素宽，作为推荐设置）。由于默认值为true，所有范围图像都将重新采样。
运动输入	模拟编码器（默认）：使用内部定时器使传感器获取。 编码器：传感器将期望来自外部有线编码器的编码器脉冲。 手动：此模式保留以备将来使用。
每行的步数	此设置应用于控制编码器脉冲与所采集线路的比率。增加此值会降低传感器采集线的速率。默认值为4。
每周期距离	采集线之间的运动毫米数。这由编码器规格设置，根据StepsPerLine参数减小。对于正方形像素，此值必须与XScale参数值匹配。默认值为1.更改每个循环的距离不会更改范围图像的外观。此属性不以任何方式影响图像缩放。为了实现“正方形像素”，每像素的XScale必须匹配实际上在每像素的Y中获取的。更改此属性不会影响。
预期运动速度	这应该与运动级的物理速度匹配，以毫米每秒为单位。默认值为200。 注意 这仅适用于运动输入参数设置为模拟编码器。
忽略TooFast编码器	启用时，采集线路速率将限制为相机能够采集的速率。当使用外部编码器并且编码器驱动太快时，采集将有效地由基于时间的编码器控制。默认值为False，因此过快的编码器速率将被标记为错误。请注意，DS900上不能配置编码器方向，编码器分辨率和单通道编码器。如果禁用此参数，则采集将引发编码器超限错误（如果编码器脉冲速率超过最大采集帧速率）。启用此参数将导致遗漏的编码器脉冲被忽略。用于VisionPro 8.4的DS900系列不会生成缺少线。
测量领域	控制梯形扫描区域的哪个部分是从中返回的数据。请参阅测量字段查找表以确定需要设置的值。默认值为5。
阈	扫描轮廓上满足或超过阈值的像素用于产生距离图像。低于阈值的像素被视为缺失。范围为0 - 255.默认值为128。
阈值动态	允许传感器自动调整配置文件的阈值，以通过在配置文件的不同部分允许不同的阈值来实现改进的结果。默认值为OFF。
配置文件相机获取方向	当设置为激光到镜头时，将调整图像变换，并可选择垂直翻转图像以校正镜像。默认值为“镜头到激光”。
数据包间超时	C控制在超时之前驱动程序在数据包之间等待的时间间隔的最大值。由于DS9xx传感器在获取数据包时发送数据包，因此当使用物理编码器时，超过此间隔的任何停止或极限运动减慢都会导致采集失败。默认为1000 mSec。 自动更正像素行顺序 当为真（默认值），轮廓相机获取方向设置为激光到镜头时，获取的距离图像将垂直翻转以删除镜像。
激光模式	Strobed（默认） - 开始采集时（激光延迟中指定的延迟）打开激光，并在采集停止时关闭激光，即“仅在采集期间激光打开”。 手动 - 采集代码不控制激光，用户通过CP激光功率XML功能控制激光。这适用于出现异常长的激光延迟的情况 将需要设置以产生可靠的采集。 概要： 关闭延迟：激光模式= Strobed，Lase rDelay = 0 关闭选通，激光打开：激光模式=手动，CP激光功率=标准功率 关闭选通，激光关闭：激光模式=手动，CP激光功率=关
激光延迟	指定激光打开和开始采集之间的延迟时间（以秒为单位）。默认值为0.005（5 mSec）。如果延迟设置为大于1秒，则会发生采集错误。将激光延迟设置为0会导致无延迟。
相机功能类别| 算法控制
中位数	定义要应用于轮廓的中值滤波器的内核大小，以帮助平滑和降噪。 可能的值是禁用，3位数，中位数5，中位7的默认值是禁用。
平均	定义要应用于轮廓的平均滤波器的内核大小，以帮助平滑和降噪。 可能的值是禁用，平均3，平均5和平均7。 默认值是禁用。

 

警告

更改任何自定义参数后，请务必点击不同的参数，以便修改的行失去焦点，以使更改生效！ 单击其他选项卡还可设置属性。

 

参数设置方法————————————————————————————————

1、查看配置文件：转到自定义属性选项卡，将相机模式属性设置为强度。开始实时视频，将图像适合显示，然后提高/降低相机，直到在图像的中间部分看到目标部分的条纹/轮廓。关闭实况视频窗口并将属性设置回范围。

 

注意

用于强度模式的测量场是测量场0，这不是测距模式采集的默认值。

 

2、转到自定义属性选项卡，并将测量域属性设置为0.这使得能够处理整个测量梯形中的数据。

 

3、将运动输入设置保持在默认的模拟编码器状态，并获取距离图像。观察数据是否丢失。如果数据丢失，可能是由于曝光过低和/或阈值设置过高。对于许多应用，0.5的曝光是适当的。此外，将阈值从默认值128减小到64或更低是不寻常的。可以在“自定义属性”选项卡上调整阈值。更改曝光或阈值并重新采集，直到获得良好的图像。

 

4、缩小测量范围以获得更高的扫描速率。如果扫描的配置文件只显示在工作部分的特定段中，则可以使用下面的附录A在自定义属性中设置非零测量字段值。获取您的零件的图像并优化您的测量场。 （即使您将使用物理编码器，仍可使用模拟编码器）。确保零件的所有部分都可见。有关DS900单元工作部分的尺寸，请参阅“DS900快速参考指南”。

 

5、定义距离图像的Y坐标空间。采集线速率和生成的Y坐标轴取决于以下参数：每周期距离，每线步长和预期运动速度。仅当使用模拟编码器时，“预期运动速度”属性才适用。 （如果使用物理编码器，采集速度取决于移动部件的速度。）当您使用非默认设置开始采集时，可能会遇到超时条件。您应该在此设置阶段设置足够大的超时，您应该稍后完善。有关详细信息，请参阅步骤8。

A、如果您使用物理编码器，请按照以下步骤操作：

1. 将运动输入设置为编码器。在这种情况下，将忽略预期运动速度值。
2. 确定所选测量字段支持的最大线路速率。请参阅下面的附录A.
3. 设置每周期距离值，这是编码器的属性。它表示编码器的一个完整正交波形（周期）的距离。距离单位为毫米。
4. 现在，您需要确定您的设置的每线工作步骤值。每行的步长是编码器步速和摄像机线速度之间的一个除数，它允许将物理运动的速度与摄像机支持的线速度相匹配。这些值的关系由以下等式控制：

   

线速率=运动速度/（每周期距离*每线步长/ 4）

 

1.  选择每行的步数值（如果可以，则为阶段运动速度），以保持线速率低于最大支持线速率。
2. 每行更小的步长将允许更好的Y分辨率，但可能超过最大相机线速率，并导致编码器超限。
3. 可选：如果您的编码器设置可能产生抖动或其频率不恒定，则可以避免由于编码器超限而导致的丢弃采集（如果将Ignore Encoder Overrun属性设置为true）。在这种情况下，如果由于时间超限条件而跳过行，则范围图像可能包含相对于物理Y维度的失真。

 

B、如果使用模拟编码器，请按照以下步骤操作：

1. 将运动输入设置为模拟编码器。
2. 确定所选测量字段支持的最大线路速率。请参阅下面的附录A.
3. 设置Expected Motion Speed属性以匹配零件运动的速度。单位为mm / sec。
4. 将每行的步长设置为4.这允许您仅使用“每周期距离”属性来调整线速率。
5. 使用以下公式设置每周期距离，以获得距离图像的最佳Y分辨率。
6.  

每周期距离=预期运动速度/（最大线速率）

 

1. 定义范围图像的X坐标空间。 XScale是像素的大小（以毫米为单位）。这意味着当照相机处理固定宽度的毫米范围数据时，XScale值确定在其上呈现该数据的X方向上的像素数。要确保像素的宽度与指定的XScale完全匹配，请始终保持Enable Resampling属性为true。要在传感器2D和传感器3D坐标空间中实现正方形像素，XScale和YScale应匹配。 YScale是一个计算属性，它已经通过在上一步中设置的参数在此时确定。 YScale可以计算为：

 

YScale =每周期距离*每行的步长/ 4

 

设置XScale以匹配计算的YScale以获取正方形像素。或者，您可以选择不同的XScale，以更好地利用图像的像素宽度，并减少丢失的像素。 XScale不影响处理速度和编码器超限条件。作为指导，有效的XScale通常在0.05和0.01之间。其他值也可以工作，但会导致图像不必要的欠采样或过采样。

 

7、将ROI高度值调整为对于范围图像足够大，以覆盖部件的所需部分。您可能需要按照下一步中所述调整各种超时。您可以在“图像属性”选项卡中执行此操作。

 

8、设置正确的超时值。调整以下超时：

A、“设置”选项卡上的超时是总获取时间，其包括在获取第一行之前的任何时间。

B、可以在GigE选项卡上设置传输超时是图像传输的时间限制。它不包括获取第一行之前的时间。例如，如果以10mm / sec的速率采集100mm图像，则采集应花费10秒，并且传送超时应该设置为稍长，例如12000毫秒。

C、数据包超时可以在自定义属性选项卡上设置。它是采集线之间的超时，因此您应将其设置为大于采集线之间的最长潜在周期，以避免在运动时间暂停期间的网络超时。

获取图像的时间估计为：

 

采集时间=（图像高度*每个周期的距离*每行的步长）/运动速度

 

（运动速度是使用模拟编码器时的预期运动速度属性。）

 

注意

因为DS900系列不缓冲，设备可以采取几乎任意大的图像。 此功能的限制是：

1. 可用的系统内存
2. GigE相关超时的持续时间
3. ROI高度不能高于64,000行

 

1. 尽可能减小ROI宽度，使其仅比被成像的部分稍宽。 您可以在“图像属性”选项卡上执行此操作。

注意

用于配置DS900系列传感器的示例应用程序已包括在以下位置：％PROGRAMFILES％\ Cognex \ VisionPro \ samples3d \ Programming \ DS900Acquisition \ C＃

 

附录A——————————————————————————————————

下表显示了可以设置的各种测量字段。 仅在阴影区域内收集和分析数据。 更小的测量场允许更高的数据处理速度，因此也具有更高的线速率。

表3：测量字段查找表

 

 

附录B——————————————————————————————————

根据您安装的操作系统，查找和访问本文档中引用的程序和文档所需的步骤将有所不同。

1. 对于Windows 7文档：开始→所有程序→Cognex→VisionPro→文档→硬件手册
2. 对于Windows 7实用程序：开始→所有程序→Cognex→VisionPro→实用程序
3. 对于Windows 8：Windows键→菜单键→所有应用程序

 

加载现有应用程序——————————————————————————————

请注意，您无法加载现有应用程序，其中存在以下情况：

 

1. 该应用程序使用在帧抓取列表中未列出的3D传感器。
2. 3D传感器的数量小于系统当前使用的安全位所允许的数量