VisionPro 定位与卡尺测量学习笔记

VisionPro 定位与卡尺测量学习笔记

一、VisionPro 坐标空间基础

1. 核心坐标空间标识

标识	空间名称	核心特征
·	图像当前空间	CogImage 中 SelectedSpaceName 对应的自定义 / 当前使用空间
#	像素空间	原点为图片左上角，坐标值为整数，纯像素坐标
@	根空间	默认基础空间，原点为图片左上角，坐标值为浮点型，精度更高
*	控件像素空间	仅用于显示控件，适配界面显示的像素坐标
自定义	Fixture 定位空间	基于工件定位创建的自定义坐标系，随工件旋转 / 平移联动

2. 核心逻辑

所有视觉工具的坐标计算均基于对应空间，测量、定位工具需统一坐标空间，否则结果偏移；Fixture 工具的核心作用是自定义适配工件的定位空间，解决工件位置 / 角度变化后的测量一致性问题。

二、CogFixtureTool（定位工具）

1. 核心作用

• 建立工件适配的定位坐标系，解决工件旋转、平移后的定位 / 测量偏移问题；

• 向坐标空间树添加自定义定位坐标系（需命名），输出带新坐标系的图像（像素与输入一致，仅坐标空间变更）；

• 后续卡尺、找圆、找边工具可基于该定位空间执行，自动跟随工件位置变化。

2. 使用前置条件

需先通过其他工具获取2D 转换关系 （核心是位姿 Pose，包含 X、Y 偏移量 + 旋转角度），最常用前置工具：CogPMAlignTool（PMA 模板匹配工具）。

3. 配置步骤

1. 添加工具 ：在 VisionPro 流程中添加 CogFixtureTool；

2. 设置图像源：链接待定位的输入图像（与 PMA 工具图像源一致）；

3. 建立工具连接 ：绑定 PMA 工具的输出结果 GetPose()（蓝色为工具输出，紫色为输入，该参数包含目标的 X、Y、角度等位姿信息）；

4. 配置定位空间：设置自定义坐标系名称（核心修改项，其余参数默认即可）；

5. 输出图像：选择输出图像的坐标空间为定位空间，供后续卡尺等工具调用。

4. 关键特性

• Fixture 坐标系随工件旋转 / 平移同步变化，实现 "工件动，坐标系动，测量基准不变"；

• 输出图像像素与输入完全一致，仅变更坐标映射关系，不改变图像本身。

三、Caliper 卡尺工具（游标卡尺）

1. 核心功能

• 检测图像中的单边缘 / 边缘对；

• 输出边缘位置、边缘对之间的距离（宽度、长度等尺寸），满足工件尺寸测量需求。

2. 核心原理

（1）投影（Projection）

• 将二维图像沿指定方向压缩为一维投影图像，减少数据量、降低计算量，同时保留 / 增强边缘灰度突变信息；

• 原理：沿平行于投影方向的光线，累加像素灰度值，生成一维灰度曲线。

（2）边缘筛选（Filter）

• 目的：消除图像噪音，突出真实边缘；

• 实现：通过滤波算子（如 [-1,0,1] 梯度算子）对一维投影图像卷积，计算灰度突变值，定位边缘峰值；

• 示例：-1*前像素 + 0*当前像素 + 1*后像素，峰值对应边缘位置。

（3）边缘检测

基于滤波后的一维曲线，根据对比度、极性、阈值筛选有效边缘，输出边缘位置与得分。

3. 配置步骤

1. 添加工具：链接 Fixture 输出的定位空间图像（保证坐标统一）；

2. 定义探测区域：绘制蓝色方框作为卡尺区域，需满足：

   • 完全包含目标测量边缘；

   • 边缘与投影方向平行（可旋转区域适配）；

   • 排除无关干扰特征；

   • 可倾斜适配工件角度；

3. 设置核心参数；

4. 运行工具，查看边缘 / 边缘对检测结果。

4. 关键参数详解

（1）基础检测参数

参数	作用	配置要点
极性（Polarity）	定义边缘灰度变化方向（黑→白 / 白→黑 / 任意）	匹配工件实际边缘的灰度突变方向，避免误检
对比度阈值	过滤低对比度无效边缘，仅保留灰度突变超过阈值的边缘	根据图像亮度、噪音调整，阈值过低易检噪音，过高漏检真实边缘
过滤一半像素	控制滤波算子的作用范围，优化边缘峰值强度	接近真实边缘像素尺寸时，峰值更明显；过大 / 过小会削弱峰值
最大结果数	设定最多检测的边缘数量	单边缘测量设为 1，多边缘 / 边缘对按需调整
边缘对	启用后检测成对边缘，直接输出边缘间距	用于宽度、厚度等尺寸测量，需设定预期距离范围

（2）结果相关参数

• 计分（Score）：

  • 单边缘：默认按边缘对比度计分，对比度越高得分越接近 1；

  • 边缘对：按 "实测距离与预期距离的匹配度 + 对比度" 综合计分；

  • 计分公式：分数 = 对比度 / X0（X0 为计分基准值，默认 255，可修改，如设为 75 时，得分更接近 1）；

• 位置（Position）：沿搜索方向，相对于输入区域中心的一维测量坐标，基于当前坐标空间输出；

• 筛选尺寸：匹配滤波算子尺寸与边缘实际宽度，尺寸适配则边缘峰值更强，检测更稳定。

5. 结果输出

• 结果表格按得分从高到低排序，优先展示高可信度边缘；

• 核心输出：边缘位置坐标、边缘对间距（尺寸）、检测得分、边缘极性等。

四、结果标注工具：CogCreateGraphicLabelTool

1. 核心作用

在图像上添加文本、坐标、尺寸等注释，直观展示卡尺测量结果（如宽度、边缘位置）。

2. 关键配置

（1）输入类型

• InputGraphicLabelText：文本输入，直接填写固定注释；

• InputBoolean：布尔值输入，标注状态类信息；

• InputDouble：浮点型输入，绑定卡尺输出的尺寸、坐标数值；

• InputToolResultConstsnt：绑定其他工具（卡尺、Fixture）的结果常量。

（2）格式化输出

通过 Formatted 参数实现数值格式化，如：

• {D:F2}：十进制数值，保留 2 位小数（适配尺寸测量，如宽度 10.25mm）；

• 支持自定义文本 + 数值组合，如 宽度：{D:F2} mm。

五、工具联动与实操流程

1. 标准测量流程（Fixture + PMA + Caliper + Label）

1. 图像输入：加载工件图像，统一图像源；

2. 模板匹配（PMA） ：定位工件基准，输出位姿 GetPose()；

3. 空间定位（Fixture）：绑定 PMA 位姿，创建自定义定位坐标系，输出定位空间图像；

4. 尺寸测量（Caliper）：链接 Fixture 输出图像，绘制探测区域，配置参数，检测边缘 / 边缘对，输出尺寸；

5. 结果标注（Label）：绑定卡尺尺寸结果，格式化后在图像上显示测量值；

6. 结果输出：导出坐标、尺寸数据，或保存标注后图像。

2. 关键注意事项

• 坐标空间统一：所有工具必须基于 Fixture 定位空间，避免因工件偏移导致测量错误；

• 区域适配：卡尺区域需严格贴合测量边缘，排除干扰，投影方向与边缘平行；

• 参数调优：对比度阈值、筛选尺寸、计分基准值（X0）需根据实际图像调试，保证检测稳定性；

• 结果校验：优先查看高得分边缘，低得分结果需排查参数或区域设置问题。

六、常见问题与解决

1. 卡尺检测不到边缘

   • 原因：对比度阈值过高、区域未包含边缘、投影方向与边缘不平行、噪音干扰；

   • 解决：降低阈值、调整区域、旋转区域对齐边缘、优化筛选尺寸。

2. 测量结果偏移

   • 原因：未使用 Fixture 定位空间、坐标空间不统一、PMA 匹配失败；

   • 解决：绑定 Fixture 输出图像、检查 PMA 位姿输出、重新校准定位坐标系。

3. 边缘计分过低

   • 原因：对比度低、X0 基准值设置不合理、筛选尺寸不匹配；

   • 解决：调整 X0 数值、优化筛选尺寸、提升图像亮度 / 对比度。