一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统及方法，采取了将Halcon视觉处理模块集成于基于Labview机器人控制流程中的方式，可以利用Halcon软件中大量的视觉算法包，可直接调用Halcon内部的大量算子进行处理，手眼标定的图像处理效率高；在Labview中有一套基于机器人控制的Labview Robotics算法开发工具，利用Labview的这些功能可以很大程度上降低工业机器人自动化的复杂程度；能够既利用Halcon在视觉处理方面和Labview在机器人控制方面各自的强大功能。

A Halcon visual processing system and method integrated with Labview robot control

The invention discloses a robot control integrated in Labview Halcon vision processing system and method, take the Halcon visual processing module is integrated in the control process of Labview robot based on vision algorithm can use a Halcon software package, can be directly used a large number of operators Halcon internal processing, hand eye calibration image the processing efficiency is high; in the Labview has a set of robot development tools Labview Robotics algorithm based on these functions with Labview can greatly reduce the complexity of industrial robot automation; can use Halcon and Labview in the visual processing in robot control, their powerful function.

【技术实现步骤摘要】
一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统及方法
本专利技术涉及图像处理领域，具体涉及到一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统及方法，具体而言即涉及如何将基于Halcon的视觉处理模块集成于基于Labview的工业机器人的控制流程。
技术介绍
近年来，一方面机器视觉作为人工智能的一个分支正在快速发展，在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉。同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。另一方面随着工业机器人技术的发展，越来越多复杂的机器人架构开始投入使用，要高效合理地对机器人进行控制，就提出了很高的要求，而在Labview中有一套基于机器人控制的LabviewRobotics算法开发工具，利用Labview的这些功能可以很大程度上降低工业机器人自动化的复杂程度。虽然采用Labview可以降低工业机器人自动化的复杂程度，但是要想给机器人赋予视觉功能，并建立起机器人手眼间的联系，需要利用机器视觉上的各种视觉标定方式，而目前的技术实现中标定出来的结果难以在Labview中直接使用，无法嵌入整个机器人控制流程中，实际使用很不方便。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，提高工业自动化水平，一方面利用Labview搭建工业机器人的控制流程，降低工业机器人的自动化复杂程度；另一方面利用视觉处理方面的主流软件平台Halcon进行视觉上的高效处理，为了能够利用两个平台各自在视觉处理方面和机器人控制方面的优势，本专利技术采取的技术方案是将Halcon视觉处理模块集成于基于Labview机器人控制流程中。为实现上述目的，本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统，包括：Labview平台，基于Labview的机器人控制流程主模块，Halcon视觉处理平台及其平台上的视觉处理模块；所述Labview平台提供多个种类的接口进行调用Halcon，在Labview平台中搭建程序框架，作为机器人控制流程的框架，并也作为后续作为待被集成的基于Halcon的视觉模块的框架；将标定所需的所有文件所存储的地址设为输入变量，摄像机在机器人基坐标系下的位姿设为输出变量。一种通过上述Halcon视觉处理系统进行Halcon视觉处理的方法，包括如下步骤：步骤S1：在Labview中搭建程序框架，其中包括：设置显示窗口、导入外部接口并输入Halcon外部函数文件路径、导入外部函数以及输入参数、Halcon标定结果输出；步骤S2：导入用于将Halcon集成于Labview机器人控制流程的接口信息；步骤S3：完成Halcon视觉处理模块在Labview机器人控制流程中的集成。上述技术方案中，步骤S3具体包括如下步骤：S301：首先通过在Halcon中编写图像读入程序读取拍摄的图像，然后通过在Halcon中编写读取标定板信息程序获取标定板的描述文件，通过Halcon获取摄像机的初始内参。S302：然后通过Halcon内置程序创建一个Halcon标定的数据模型，通过Halcon中的一系列设定程序来设定摄像机的类型，初始参数，定义标定目标同时设立数据。S303：进入循环，对每一幅图像通过一系列Halcon图像处理程序提取特征点的数据，之后导入并记录工具每一幅图对应的工具坐标系在机器人基坐标系下的位姿。304：进入手眼标定过程，手眼标定过程完成后，对数据进行分析，处理完毕后导出需要的摄像机参数以及各坐标系间的空间转换关系。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术将基于Halcon的视觉处理模块集成于Labview的工业机器人的控制流程，方便实际使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术的一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统整体框架示意图；图2是本专利技术的Halcon视觉处理算法流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术涉及机器人手眼标定中的基于Halcon的图像处理算法编写，手眼标定的图像处理，基于Labview的机器人控制程序框架搭建以及最重要的是将Halcon视觉处理集成于基于Labview机器人控制流程中的方式创新。图1为本专利技术的一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统整体框架示意图，如图1所示，本专利技术的一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统，包括：Labview平台，基于Labview的机器人控制流程主模块，Halcon视觉处理平台及其平台上的视觉处理模块；所述Labview平台提供多个种类的接口进行调用Halcon，在Labview平台中搭建程序框架，作为机器人控制流程的框架，并也作为后续作为待被集成的基于Halcon的视觉模块的框架；将标定所需的所有文件所存储的地址设为输入变量，摄像机在机器人基坐标系下的位姿设为输出变量。本专利技术借助以下各个平台以及模块实现。一种通过Halcon视觉处理系统进行Halcon视觉处理的方法，包括如下步骤：步骤S1：在Labview中搭建程序框架，其中包括：设置显示窗口、导入外部接口并输入Halcon外部函数文件路径、导入外部函数以及输入参数、Halcon标定结果输出；步骤S2：导入用于将Halcon集成于Labview机器人控制流程的接口信息；步骤S3：完成Halcon视觉处理模块在Labview机器人控制流程中的集成。Labview中提供了数种集成Halcon的接口进行调用Halcon，首先将之前实现的Halcon手眼标定算法修改成数种可行的Labview集成Halcon的接口形式之一，具体通过Halcon中创建新过程等方法实现。在形成修改成可集成于Labview接口形式的过程中，要设置好函数的输入与输出变量。本专利技术中将标定所需的所有文件所存储的地址设为输入变量，摄像机在机器人基坐标系下的位姿设为输出变量。Labview中要实现的是将上述用于集成Halcon的接口实现为Labview中的可实现类，这种功能的实现可通过在Labview中导入用于集成Halcon的接口后加入控件然后搭建程序框架运行实现。图2是本专利技术的Halcon视觉处理算法流程图，如图2所示，步骤S3具体包括如下步骤：S301：首先通过在Halcon中编写图像读入程序读取拍摄的图像，然后通过在Halcon中编写读取标定板信息程序获取标定板的描述文件，通过Halcon获取摄像机的初始内参。S302：然后通过Halcon内置程序创建一个Halcon标定的数据模型，通过Halcon中的一系列设定程序来设定摄像机的类型，初始参数，定义标定目标同时设立数据。S303：进入循环，对每一幅图像通过一系列Hal本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统，其特征在于，包括：Labview平台，基于Labview的机器人控制流程主模块，Halcon视觉处理平台及其平台上的视觉处理模块；所述Labview平台提供多个种类的接口进行调用Halcon，在Labview平台中搭建程序框架，作为机器人控制流程的框架，并也作为后续作为待被集成的基于Halcon的视觉模块的框架；将标定所需的所有文件所存储的地址设为输入变量，摄像机在机器人基坐标系下的位姿设为输出变量。

【技术特征摘要】
1.一种集成于Labview机器人控制的Halcon视觉处理系统，其特征在于，包括：Labview平台，基于Labview的机器人控制流程主模块，Halcon视觉处理平台及其平台上的视觉处理模块；所述Labview平台提供多个种类的接口进行调用Halcon，在Labview平台中搭建程序框架，作为机器人控制流程的框架，并也作为后续作为待被集成的基于Halcon的视觉模块的框架；将标定所需的所有文件所存储的地址设为输入变量，摄像机在机器人基坐标系下的位姿设为输出变量。2.一种通过权利要求1所述Halcon视觉处理系统进行Halcon视觉处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在Labview中搭建程序框架，其中包括：设置显示窗口、导入外部接口并输入Halcon外部函数文件路径、导入外部函数以及输入参数、Halcon标定结果输出；步骤S2：导入用于将Halcon集成于Labv...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗磊，程青松，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31