入门教程：轮廓测量仪（一体式）

本章将引导你完成从开箱检查到使用Mech-Eye Viewer获取数据的一系列操作。

1. 开箱检查

  1. 收到包装后，请确认包装完好无破损。

  2. 找到包装内的《包装清单》，并参照该清单检查物品和配件，确认物品和配件无缺失或损坏。

以下列表仅供参考，请以包装内的《包装清单》为准。

轮廓测量仪

camera lnx 8080

配件袋

accessory bag

使用说明书

user manual

导轨电源

din rail power supply

DC 电源 & I/O 线

dc power and io cable

网线

ethernet cable

2. 确认接口及指示灯

请对照以下图片及表格，确认轮廓测量仪上各接口及指示灯的功能。

图示仅供参考，请以实物为准。
diagram overview 1
序号 名称 功能

①

激光发射器

激光发射中

②

感光单元

接收目标表面反射的激光线

③

LASER ON指示灯

熄灭：激光未发射

常亮：激光发射
diagram overview 2
序号 名称 功能

④

散热口

通过内置风扇散热

⑤

POWER指示灯

熄灭：未接通电源

绿灯常亮：电压正常

黄灯常亮：电压异常

⑥

电源&I/O接口

power and io port

1

+V (24V DC)

2

+V (24V DC)

3

-V (0V DC)

4

-V (0V DC)

5

Encoder_A+

6

Encoder_A-

7

Encoder_B+

8

Encoder_B-

9

Encoder_Z+

10

Encoder_Z-

11

Trigger_IN

12

Trigger_COM

⑦

ETH网口

eth port

1

Ethernet MX1+

2

Ethernet MX1-

3

Ethernet MX2+

4

Ethernet MX2-

5

Ethernet MX3+

6

Ethernet MX3-

7

Ethernet MX4+

8

Ethernet MX4-

⑧

LINK指示灯

熄灭：网络未连接

闪烁：数据传输中

长亮：无数据传输

3. 安装轮廓测量仪

3.1. 安装注意事项

  1. 目标物体形状复杂时，测量范围可能会产生死角。如需扫描形状复杂的物体，请参考安装注意事项确认是否会产生死角。

  2. 确认安装位置是否可能遮挡感光单元接收线激光。

    incorrect mounting 8080a

    correct mounting 8080a

    错误

    正确

  3. 激光反射到墙面上后，会变为杂散光。确认杂散光对测量是否有影响，再进行安装。

    reflected laser light

  4. 请根据轮廓测量仪的基准距离安装。

3.2. 安装方式

安装轮廓测量仪时，请根据各型号技术参数中的尺寸信息，自行准备合适规格的螺钉、螺母与扳手。

3.2.1. 方式一

如下图所示，放置4颗螺钉，使用扳手按顺序先预紧，再按顺序拧紧螺钉。

mounting method 1

icon warning 警告

请勿遮挡散热口，否则可能导致轮廓测量仪内部温度上升，发生故障。

3.2.2. 方式二

如下图所示，放置3颗螺钉，再使用扳手拧紧螺母。

mounting method 2

4. 连接线缆

请按照以下步骤，连接轮廓测量仪的网线和电源线。

  • 连接时，请最后接通电源。接通电源后，POWER指示灯绿色常亮；如指示灯非绿色常亮，请联系技术支持。

  • 拧紧螺母时，推荐扭矩为0.7N·m。

  • 当轮廓测量仪安装在移动装置上时，连接轮廓测量仪的DC电源&I/O线与网线需妥善固定，防止拉扯而损坏线缆或插头。

4.1. 网线

如下图所示，将网线的航插（M12-A）插入轮廓测量仪的ETH网口，RJ45接头插入电脑的网口中。

4.2. DC电源&I/O线

如下图所示，将DC电源&I/O线的航插插入轮廓测量仪的电源&I/O接口。

connect profiler and ipc

连接线缆航插与对应接口：

  1. 将航插的凸起对准对应接口的豁口插入。

  2. 拧紧紧固螺母。拧紧后，约有2mm间隙。

insert connector to port

4.3. 连接导轨电源

connect din rail power supply

导轨电源连接时，电线需接入对应的输入/输出端子，如上图所示。

  • AC 电源线共有三股电线，分别为：L、N、PE（pe mark）。

  • DC 电源 & I/O 线包含 5 根 DC 电源线，用于连接导轨电源，分别为：+V、+V、-V、-V、PE（pe mark）。

icon warning 警告

  • 导轨电源需放在配电箱中使用。

  • 导轨电源或连接导轨电源的导轨应可靠接地。如多台导轨电源安装在同一导轨时，各导轨电源应保持一定间距。

  • PE线的裸露部分（去绝缘层部分）需尽可能短。

5. 下载并安装Mech-Eye SDK

你可以从梅卡曼德在线社区下载Mech-Eye SDK安装文件。

双击exe格式的安装文件即可安装Mech-Eye SDK。

6. 设置IP地址

连接轮廓测量仪前，需确保以下两个IP地址唯一，且在同一网段。

  • 轮廓测量仪IP地址

  • 与轮廓测量仪相连的电脑网口的IP地址

设置IP地址：

轮廓测量仪出厂时的默认IP设置如下：

DHCP

禁用

IP地址

192.168.23.203

子网掩码

255.255.255.0

网关

0.0.0.0

7. 连接轮廓测量仪

打开Mech-Eye Viewer，选择待连接的轮廓测量仪，单击连接。

connected view

8. 获取数据并调节参数

轮廓测量仪通过一行行扫描获取数据，每行数据通过提取生成轮廓线。最后拼接多行轮廓线以生成强度图、深度图和点云。

调节轮廓测量仪的参数时，需先调节轮廓线的相关参数，以获取理想的轮廓线，再调节图像和点云的相关参数。

Mech-Eye Viewer提供两种模式：

  • 轮廓模式：调节轮廓线相关的参数，以获取理想的轮廓线。

  • 扫描模式：调节图像和点云相关的参数，以获取理想的图像与点云数据。

8.1. 示例场景

以下内容基于示例场景编写：

  • 轮廓测量仪由编码器触发扫描。

  • 运动平台为单向运动。

  • 目标物体为金属块，尺寸约为80 × 35 × 8mm。

8.2. 获取原始图像

在相机查看器界面中，单击single cap，采集一次原始图像。

单击continuous cap，轮廓测量仪将以固定时间间隔连续采集原始图像，再次单击停止采集。

单击采集按钮下方的数据类型，即可在原始图像与轮廓线之间进行切换。

  • 原始图像用于调节激光线的亮度。

  • 轮廓线用于查看所提取的轮廓线的深度值是否符合实际。

capture and data type

8.3. 调节原始图像

原始图像每列像素中提取一个点，即为提取点；提取点组成的线即为轮廓线。

为获取符合要求的轮廓线，需先获取原始图像并提升其质量。请在软件最右侧的参数区中调节相关参数，以提升原始图像的质量。

8.3.1. 判断原始图像质量

每次采集原始图像后，都需判断原始图像中的激光线是否符合要求，可参考下表进行判断。如原始图像质量不符合要求，请查看下文并调节参数。

过暗

exposure time 40

合适

exposure time 200

过曝

exposure time 1500
理想提取点的灰度值在200~255之间。在原始图像的右下角，可查看所选像素的灰度值。如原始图像右下角不可查看灰度值，请选择视图  图像信息框，勾选后即可查看。

8.3.2. 提升原始图像质量

金属块为单一材质的物体，因此拍摄设置下的曝光模式选择Timed。此时，调节曝光时间即可调节原始图像中激光线的亮度。

  1. 采集图像，查看原始图像中激光线的亮度。

  2. 根据激光线亮度，调节曝光时间。

    • 如激光线过暗，请将曝光时间调大。

    • 如激光线过曝，请将曝光时间调小。

  3. 重复步骤1和2，直至激光线亮度符合要求。

如被拍摄物体包含多种材质或多种颜色，可使用HDR曝光模式。更多信息请参考曝光模式。

8.3.3. 判断轮廓线质量

轮廓线清晰，无缺失，且深度与实际相符合。

合适

depth chart map good

不合适

depth chart map bad

单击采集按钮下方的轮廓线，可查看轮廓线。

如轮廓线不理想，请继续调节原始图像中激光线的亮度。

8.3.4. 提升轮廓测量仪采集速度

设置Z向感兴趣区域可以减少需要处理的数据量，有效提升轮廓测量仪的采集速度。

Z向感兴趣区域位于原始图像的中心。如下图所示，黑色区域代表感兴趣区域。

1 1/2 1/4

full image height

2 image height

4 image height

调节Z向感兴趣区域：

  1. 将拍摄设置下的Z向感兴趣区域设置为1/4。

  2. 单击single cap，再单击采集按钮下方的原始图像，查看原始图像。

    • 如数据丢失，请增加Z向感兴趣区域的范围；

    • 如激光线在原始图像中所占的比例仍旧较小，可继续减小感兴趣区域的范围。

  • 设置该参数时，需确保不丢失数据。

  • 如激光线不在原始图像的中间位置，可微调轮廓测量仪的实际高度。待激光线在原始图像的中间位置后，再调节Z向感兴趣区域，最大程度地减少Z方向的感兴趣区域。
被拍摄物体颜色类型多样或材质复杂，易产生多重反射时，需调节更多参数。参见轮廓模式下参数说明。

8.4. 获取图像/点云

轮廓模式获取的轮廓线是生成强度图、深度图或点云的前提。请再次确认轮廓线能满足需求后，再开始获取强度图、深度图或点云。

在相机查看器界面中，单击扫描模式按钮切换至扫描模式。单击single cap，轮廓测量仪根据设置的扫描行数采集，并生成一张图像。采集完成后停止。

单击continuous cap进行连续采集。根据设置的扫描行数采集，生成一张图像；然后再重新开始采集图像。再次单击该按钮，当前图像采集完成后停止采集。

单击采集按钮下方的数据类型，即可在强度图、深度图与点云之间进行切换。

capture and data type scan

更多关于采集数据和数据类型的信息，详见采集与查看数据。

8.5. 调节图像/点云

8.5.1. 判断数据质量

强度图、深度图和点云中，目标物体对应的数据完整。可参考下图判断数据质量。

强度图

深度图

点云

intensity image

depth map

point cloud

8.5.2. 调节参数

在由编码器触发扫描，且运动平台为顺时针单向运动的场景下，至少需调节以下参数。

  1. 轮廓测量仪与编码器一起使用时，请将触发模式下的行扫描触发源设置为编码器。

  2. 设置编码器相关参数。

    1. 由于运动平台顺时针单向运动，因此将编码器触发模式设置为PositionUp，触发方向设置为Channel A Leading。

    2. 触发信号计数模式使用默认值1×。

    3. 触发间隔使用6。

      触发间隔影响获取图像/点云的长宽比，此场景不考虑长宽比。如需保证图像/点云的长宽比与实际物体一致，请参考如何调节Y轴分辨率。

  3. 设置扫描行数，直至可扫描到完整金属块。以下示例仅供参考。

    1. 将扫描行数设置为2000，单击single cap，查看当前行数下的强度图。如下图所示，扫描到的金属块不完整。

      line 2000

    2. 由于扫描到的金属块不完整，需重新设置扫描行数。根据实际扫描到的金属块长度进行估算，将扫描行数设置为6000，并重新采集。如下图所示，扫描到的金属块完整。

      line 6000
被拍摄物体颜色类型多样或材质复杂，易产生多重反射时，需调节更多参数。参见扫描模式下参数说明。

9. 使用数据

通过Mech-Eye Viewer获取的强度图、深度图和点云，可直接保存至本地，也可使用Mech-Vision或第三方机器视觉软件进行后续的处理和计算。

  • 保存数据：单击数据采集区的 save，设置保存路径，勾选需要保存的数据类型，再单击保存。

  • 在Mech-Vision中使用数据：请参考 视觉系统教程，学习搭建包含Mech-Vision在内的整套视觉系统。

  • 在第三方机器视觉软件中使用数据：通过Mech-Eye API或GenICam接口，可将轮廓测量仪获取的数据传输至第三方软件。