方案使用入门

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本节将从入门角度介绍如何轻松实现有序圆柱体轴棒上料,总体流程如下图所示。

neatly arranged cylindrical shafts getting started overall

机器人通信配置

机器人通信配置前,需先获取方案。请单击此处查看方案获取方法。
  1. 打开Mech-Vision软件。

  2. 在Mech-Vision欢迎页中单击从案例库新建,打开案例库。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started click creat from lib
  3. 进入案例库中的工件上料分类,然后单击底部获取更多资源,并在弹出的窗口中单击

    neatly arranged cylindrical shafts getting started get resource
  4. 获取案例资源后,选择有序圆柱体轴棒(带生产界面),然后在下方填写方案名称和路径,最后单击创建,开始下载有序圆柱体轴棒上料方案。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started create solution

    下载完成后,该方案会在Mech-Vision中自动打开。

在应用梅卡曼德视觉方案时,需要完成梅卡曼德视觉系统与机器人侧(机器人、PLC 或上位机)的通信对接。

有序圆柱体轴棒上料方案使用标准接口通信,具体操作可参考 标准接口通信配置

手眼标定

手眼标定是指建立相机坐标系与机器人坐标系对应关系的过程,将视觉系统确定的物体位姿转换为机器人坐标系下的位姿,从而引导机器人精准完成抓取任务。

可参考 机器人手眼标定操作指南 完成手眼标定。

每次安装相机后,或标定后相机与机器人的相对位置发生变化时,都需要重新进行手眼标定。

视觉工程配置

完成通信配置和手眼标定后,即可使用Mech-Vision进行视觉工程配置。

该方案中共包含两个视觉工程:

  • Vis_Shaft_Loading:主识别工程,用于识别并计算轴棒抓取点。

  • Vis_Auto-Generate_Matching_Model:点云模板制作工程,用于生成并保存轴棒点云模板和抓取点。

一般情况下,首先需运行“Vis_Auto-Generate_Matching_Model”工程,用于自动生成并保存轴棒点云模板。然后配置并运行“Vis_Shaft_Loading”工程,识别并计算轴棒抓取点。

主识别工程配置的流程如下图所示。

neatly arranged cylindrical shafts getting started vision overall

连接相机并采集图像

  1. 连接相机。

    打开Mech-Eye Viewer,找到待连接的相机,单击连接

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision click connect camera
  2. 设置参数组。

    单击右侧参数组处的下拉箭头,选择有序圆柱体轴棒上料典型参数组

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set param group

    Mech-Eye Viewer软件除了会显示默认的参数组,还会显示推荐使用的典型方案相关的参数组。

  3. 采集图像。

    相机连接成功且设置参数组后,即可开始采集轴棒图像。单击界面上方的 neatly arranged cylindrical shafts getting started vision click capture icon 按钮,进行单次图像采集,此时即可查看采集到的轴棒 2D 图像和点云,确保 2D 图像清晰,并确保轴棒点云无缺失、边缘清晰。合格的轴棒 2D 图像和点云分别如下图中左图、右图所示。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision image and cloud
  4. 在Mech-Vision中添加相机。

    单击从相机获取图像步骤,在界面右下角步骤参数中关闭虚拟模式,然后单击选择相机

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision select camera

    在弹出的窗口中单击某相机编号右侧的 neatly arranged cylindrical shafts getting started vision connect camera before icon 按钮,该按钮变为 neatly arranged cylindrical shafts getting started vision connect camera after icon 后,代表相机连接成功。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision connect camera

    相机连接成功后,单击选择参数组,选择对应的标定参数组,如下图所示。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision select param group

    以上设置完成后即可连接真实相机,其他参数保持默认即可,单击“从相机获取图像”步骤右侧的 neatly arranged cylindrical shafts getting started vision run step camera icon 按钮运行该步骤,如无报错即表示相机连接成功,并可正确采集图像。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision run step camera

分割单个轴棒

  1. 选中通过深度学习分割出单个工件掩模步骤组合,在步骤参数的ROI 设置处单击打开编辑器,打开设置目标区域窗口。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set dl roi
  2. 设置目标区域中设置 2D ROI,2D ROI 需覆盖最上层轴棒,可适当留有三分之一余量,如下图所示。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set dl roi result

使用3D匹配计算轴棒位姿

设置 3D 感兴趣区域(ROI)

  1. 选中点云预处理步骤组合,在步骤参数中,单击打开编辑器,打开设置 3D ROI窗口。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision click set 3d roi
  2. 设置 3D ROI窗口中点云显示区域拖动默认生成的 3D ROI 到合适的位置,需保证绿色方框包含整个料筐并留有一定的余量,且框内不包含其他干扰点云,如下图所示。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set 3d roi result

制作并选择轴棒点云模板

下载有序圆柱体轴棒上料方案后,可直接在3D匹配步骤组合的模型选择参数下拉栏中选择已经制作好的轴棒点云模板。如需重新制作并选择点云模板,可参考下文进行操作。

  1. 制作点云模板和抓取点。

    运行Vis_Auto-Generate_Matching_Model工程,自动制作轴棒点云模板和抓取点。

  2. 查看Vis_Auto-Generate_Matching_Model工程文件夹中model文件夹。

    运行工程后,制作好的轴棒点云模板(.ply 文件)和抓取点(.json 文件)将自动保存至model文件夹。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision make model
  3. 使用“匹配模板与抓取点编辑器”添加模板与抓取点。

    1. Vis_Shaft_Loading工程下单击匹配模板与抓取点编辑器,然后单击添加模型,选择重新制作好的点云模板。

    2. 单击 neatly arranged cylindrical shafts getting started vision import pose 按钮,选择新的抓取点文件,为点云模板添加抓取点。

  4. 选中使用3D匹配定位工件步骤组合,在步骤参数中的模型选择参数下拉栏中选择制作好的轴棒点云模板。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set model

料筐识别

选中料筐识别步骤组合,将实际的料筐名称和料筐高度填入步骤参数中的料筐名称料筐高度参数处,单位为米(m)。

neatly arranged cylindrical shafts getting started vision set bin hight

调整轴棒位姿

该步骤组合用于将轴棒位姿从相机坐标系转换至机器人坐标系,位姿朝向调整、位姿排序,以及过滤不合格的位姿。无需对该步骤组合进行参数设置。

输出轴棒位姿

输出步骤用于输出轴棒和料筐的位姿等,单击数据流即可查看相关数据。

neatly arranged cylindrical shafts getting started vision output pose

至此,即完成了入门阶段的视觉工程配置。

抓取

完成视觉工程配置后,即可使用Mech-Viz进行路径规划,然后编写机器人程序,用于轴棒抓取。

路径规划

路径规划的流程如下图所示。

neatly arranged cylindrical shafts getting started viz overall

有序圆柱体轴棒上料方案使用标准接口通信方式进行路径规划,如需了解主控通信方式下的路径规划,请下载 Viz_Shaft_Picking.zip

配置场景物体

设置场景物体的目的是还原真实现场场景,以此来辅助用户规划机器人运动路径。具体操作方法可参考 配置场景物体

配置末端工具

配置末端工具的目的是在三维仿真空间中能够显示末端工具的模型,并用于碰撞检测。具体操作方法可参考 配置末端工具

调整工作流程

工作流程指的是在Mech-Viz中以流程图形式搭建的机器人运动控制程序。场景物体和末端工具配置完成后,即可对工作流程进行调整。

在入门阶段,只需对工作流程中的抓取前料筐上方固定点抓取后料筐上方固定点步骤进行调整,无需对其他步骤进行参数设置。

调整“抓取前料筐上方固定点”
  1. 在工作流程中选中抓取前料筐上方固定点步骤,在右侧将目标类型设置为工具

    neatly arranged cylindrical shafts getting started viz select tool before pick
  2. 根据实际情况输入抓取前机器人到达在料筐上方时的工具位姿。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started viz set tool pose before pick
调整“抓取后料筐上方固定点”
  1. 在工作流程中选中抓取后料筐上方固定点步骤,在右侧将目标类型设置为工具

    neatly arranged cylindrical shafts getting started viz select tool after pick
  2. 根据实际情况输入抓取后机器人到达在料筐上方时的工具位姿。

    neatly arranged cylindrical shafts getting started viz set tool pose after pick

仿真

单击工具栏中的仿真按钮,即可对搭建完成的Mech-Viz工程进行仿真。

neatly arranged cylindrical shafts getting started viz simulation

机器人程序编写

如果仿真运行效果满足预期,即可编写标准接口程序。

机器人端的程序编写可参考 标准接口通信 章节的抓取样例程序和接口程序指令说明。

至此,即完成了入门阶段的轴棒抓取。

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