机器视觉VsionPro液位检测

VisionPro 液位检测项目完整笔记

这是工业液位 / 液面高度检测 的标准方案：模板匹配定位 + 动态卡尺找液面 + 距离判定 OK/NG，适用于瓶装、杯装、试管类液位检测。

我把代码、工具、逻辑全部整理成可直接学习、复用的笔记，结构清晰、重点标注。

一、整体功能（一句话总结）

模板匹配（CogPMAlignTool） 定位瓶子 / 容器位置
动态移动卡尺（CogCaliperTool2） 到目标位置，精准找液面边缘点
画红色水平线标记液面位置
距离工具（CogDistanceSegmentLineTool） 计算液面高度
判定 OK/NG并在图像上显示绿色 / 红色标签
图形叠加显示，直观判断液位是否合格

二、使用工具清单（核心 4 个工具）

表格

工具名称	作用
CogPMAlignTool1	模板匹配：定位容器位置，解决产品偏移问题
CogCaliperTool1	辅助卡尺（脚本未使用，一般用于定位基准线）
CogCaliperTool2	主检测卡尺：动态找液面边缘
CogDistanceSegmentLineTool1	距离测量：计算液面到基准线的高度
CogIPOneImageTool1	图像预处理（灰度 / 滤波，提升检测稳定性）

三、代码逐段笔记（最核心）

1. 命名空间（固定引用）

复制代码

#region namespace imports
using System;
using System.Collections;
using System.Drawing;
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.ToolBlock;
using Cognex.VisionPro.PMAlign;    // 模板匹配
using Cognex.VisionPro.Caliper;    // 卡尺
using Cognex.VisionPro.Dimensioning;// 距离/尺寸工具
using Cognex.VisionPro.ImageProcessing; // 图像处理
#endregion

作用：导入 VisionPro 工具库，让脚本可以调用匹配、卡尺、距离工具。

2. 私有变量（脚本全局对象）

复制代码

#region Private Member Variables
  private CogToolBlock mToolBlock;  // 工具块主体（固定）
  CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection(); // 图形集合
#endregion

gc：用来统一存放所有要画的线、文字，最后一次性显示
比 List 更适合 VisionPro 图形管理

3. 主运行逻辑（最重要！逐行解析）

复制代码

// 1. 运行工具块里所有工具（预处理、匹配、卡尺等）
foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools)
    mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result);

// 2. 获取4个核心工具对象
CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool;
CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool;
CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool;

// 清空上一帧图形，避免重叠
gc.Clear();

// 3. 遍历匹配到的目标（支持多目标）
foreach (CogPMAlignResult item in pma.Results)
{
    // ======================
    // 动态移动卡尺到匹配位置
    // ======================
    c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX;
    c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY;
    c.Run(); // 卡尺重新运行找边缘

    // ======================
    // 画红色水平线标记液面
    // ======================
    CogLineSegment s = new CogLineSegment();
    s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX;  // 液面X
    s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY;  // 液面Y
    s.EndX   = c.Results.Edges[0].PositionX + 20; // 向右画20像素
    s.EndY   = c.Results.Edges[0].PositionY;
    s.Color  = CogColorConstants.Red;
    s.LineWidthInScreenPixels = 5; // 粗线，醒目

    gc.Add(s); // 加入图形集合

    // ======================
    // 距离测量 + OK/NG判定
    // ======================
    CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();

    dis.Segment = s;   // 把液面线段给距离工具
    dis.Run();         // 计算距离（液面到基准线）

    // 阈值：>15 → NG  ≤15 → OK
    if(dis.Distance > 15)
    {
        label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "NG");
        label.Color = CogColorConstants.Red;
    }
    else
    {
        label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK");
        label.Color = CogColorConstants.Green;
    }

    gc.Add(label); // 把OK/NG标签加入集合
}

return false;

核心逻辑总结

模板定位 → 动态移动卡尺（解决产品偏移）
卡尺找液面边缘点
画红线标记液面
距离工具算高度
阈值判定 OK/NG
图形存入集合等待显示

4. 图形叠加显示（最后一步）

复制代码

// 把所有线、标签画到输出图上
foreach(ICogGraphic g in gc)
{
    mToolBlock.AddGraphicToRunRecord(
        g, 
        lastRecord,
        "CogIPOneImageTool1.OutputImage", // 画在预处理后的图
        ""
    );
}

四、工具配置关键要点（必记）

1. CogPMAlignTool1（模板匹配）

学习模板：瓶身 / 瓶口固定特征
作用：得到产品 XY 坐标，让卡尺跟着产品动

2. CogCaliperTool2（液面检测卡尺）

边缘极性：明→暗或暗→明（根据液面是亮还是暗）
搜索方向：垂直向下 / 向上扫过液面
对比阈值：调高，避免干扰

3. CogDistanceSegmentLineTool1（距离工具）

一条线是基准线（标准液位）
另一条是卡尺找到的液面线
输出：两条线之间的垂直距离

五、关键知识点（面试 / 项目必背）

液位检测 = 模板定位 + 垂直卡尺找边缘
动态卡尺：匹配结果 XY → 卡尺中心 XY → 重新 Run
用 CogLineSegment 画线标记液面
用 DistanceSegmentLine 测高度差
图形统一存入 CogGraphicCollection
OK/NG 根据距离阈值判断

六、常见调整参数

液面 OK 高度：if(dis.Distance > 15) 里的 15
红线长度：+20 可改长改短
红线粗细：LineWidthInScreenPixels = 5
卡尺位置：根据匹配结果偏移微调 XY

七、完整流程图示

plaintext

复制代码

图像采集 → 预处理(IPOne) → 模板匹配(PMAlign)
→ 动态移动卡尺(Caliper2) → 找液面边缘
→ 画红线 → 距离计算 → OK/NG判定 → 图形叠加显示

总结

这是最标准、最稳定、工业最常用的 VisionPro 液位检测方案：

鲁棒性强（模板匹配抗偏移）
精度高（卡尺亚像素边缘）
直观（红线 + OK/NG 标签）
可扩展多目标、多容器

工具：

参数：

CogCaliperTool1

CogCaliperTool2

脚本：

命名空间：

#region namespace imports

using System;

using System.Collections;

using System.Drawing;

using System.IO;

using System.Windows.Forms;

using Cognex.VisionPro;

using Cognex.VisionPro.ToolBlock;

using Cognex.VisionPro3D;

using Cognex.VisionPro.ImageProcessing;

using Cognex.VisionPro.PMAlign;

using Cognex.VisionPro.Caliper;

using Cognex.VisionPro.Dimensioning;

#endregion

第一部分：

#region Private Member Variables

private Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock mToolBlock;

CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection();

#endregion

第二部分：

// Run each tool using the RunTool function

foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools)

mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result);

CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool;

CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool;

CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool;

gc.Clear();

foreach ( CogPMAlignResult item in pma.Results)

{

c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX;

c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY;

c.Run();

CogLineSegment s = new CogLineSegment();

s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX;

s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY;

s.EndX = c.Results.Edges[0].PositionX + 20;

s.EndY = c.Results.Edges[0].PositionY;

s.Color = CogColorConstants.Red;

s.LineWidthInScreenPixels = 5;

gc.Add(s);

CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();

dis.Segment = s;

dis.Run();

if( dis.Distance > 15 )

{

//NG

label.SetXYText( s.StartX, s.StartY, "NG");

label.Color = CogColorConstants.Red;

}

else

{

//OK

label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK");

label.Color = CogColorConstants.Green;

}

gc.Add(label);

}

return false;

第三部分：

foreach( ICogGraphic g in gc)

{

mToolBlock.AddGraphicToRunRecord(g,lastRecord,"CogIPOneImageTool1.OutputImage","");

}

完整代码：

cs 复制代码

#region namespace imports
using System;
using System.Collections;
using System.Drawing;
using System.IO;
using System.Windows.Forms;
using Cognex.VisionPro;
using Cognex.VisionPro.ToolBlock;
using Cognex.VisionPro3D;
using Cognex.VisionPro.ImageProcessing;
using Cognex.VisionPro.PMAlign;
using Cognex.VisionPro.Caliper;
using Cognex.VisionPro.Dimensioning;


#endregion

public class CogToolBlockAdvancedScript : CogToolBlockAdvancedScriptBase
{
  #region Private Member Variables
  private Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock mToolBlock;
  
  CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection();
  
  
  
  
  #endregion

  /// <summary>
  /// Called when the parent tool is run.
  /// Add code here to customize or replace the normal run behavior.
  /// </summary>
  /// <param name="message">Sets the Message in the tool's RunStatus.</param>
  /// <param name="result">Sets the Result in the tool's RunStatus</param>
  /// <returns>True if the tool should run normally,
  ///          False if GroupRun customizes run behavior</returns>
  public override bool GroupRun(ref string message, ref CogToolResultConstants result)
  {
    // To let the execution stop in this script when a debugger is attached, uncomment the following lines.
    // #if DEBUG
    // if (System.Diagnostics.Debugger.IsAttached) System.Diagnostics.Debugger.Break();
    // #endif


    // Run each tool using the RunTool function
    foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools)
      mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result);
    
    CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool;
    CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool;
    CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool;
    
    
    
    gc.Clear();
    foreach ( CogPMAlignResult item in pma.Results)
    {
      c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX;
      c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY;
      c.Run();
      
      CogLineSegment s = new CogLineSegment();
      s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX;
      s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY;
      s.EndX = c.Results.Edges[0].PositionX + 20;
      s.EndY = c.Results.Edges[0].PositionY;
      s.Color = CogColorConstants.Red;
      s.LineWidthInScreenPixels = 5;
      
      gc.Add(s);
      
      
      CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();
      
      dis.Segment = s;
      dis.Run();
      if( dis.Distance > 15 )
      {
         //NG
        label.SetXYText( s.StartX, s.StartY, "NG");
        label.Color = CogColorConstants.Red;
      }
      else
      {
         //OK
        label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK");
        label.Color = CogColorConstants.Green;
      }
      gc.Add(label);
      
    }
    

    return false;
  }

  #region When the Current Run Record is Created
  /// <summary>
  /// Called when the current record may have changed and is being reconstructed
  /// </summary>
  /// <param name="currentRecord">
  /// The new currentRecord is available to be initialized or customized.</param>
  public override void ModifyCurrentRunRecord(Cognex.VisionPro.ICogRecord currentRecord)
  {
  }
  #endregion

  #region When the Last Run Record is Created
  /// <summary>
  /// Called when the last run record may have changed and is being reconstructed
  /// </summary>
  /// <param name="lastRecord">
  /// The new last run record is available to be initialized or customized.</param>
  public override void ModifyLastRunRecord(Cognex.VisionPro.ICogRecord lastRecord)
  {
    
    foreach( ICogGraphic g in gc)
    {
      mToolBlock.AddGraphicToRunRecord( g, lastRecord, "CogIPOneImageTool1.OutputImage","");
    }
    
    
    
  }
  #endregion

  #region When the Script is Initialized
  /// <summary>
  /// Perform any initialization required by your script here
  /// </summary>
  /// <param name="host">The host tool</param>
  public override void Initialize(Cognex.VisionPro.ToolGroup.CogToolGroup host)
  {
    // DO NOT REMOVE - Call the base class implementation first - DO NOT REMOVE
    base.Initialize(host);


    // Store a local copy of the script host
    this.mToolBlock = ((Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock)(host));
  }
  #endregion

}