發布日期：2022-04-25 點擊率：41
關鍵詞：正運動技術,PLC,機器視覺
摘要：在《會PLC也能玩轉機器視覺（二）》的課程中，我們講述了ZPLC調用BASIC子程序完成機器視覺識別條形碼的功能。
本期課程我們將通過BLOB斑點定位的視覺功能，繼續和大家一起探討使用ZPLC語言實現機器視覺功能的方法。
一檢測原理
（一）BLOB斑點檢測
使用形態學方法（如二值化、膨脹、腐蝕等）將灰度圖像轉換成二值化圖像，轉換同時將檢測特征處理成BLOB斑點并將干擾因素處理成圖像背景，就可以準確地對檢測特征進行提取并進一步處理。
（二）BLOB斑點定位
當需要檢測的樣品具有固定形狀(如為圓環小零件)時，檢測到BLOB斑點區域后，可以根據區域的特性，獲取BLOB斑點區域的面積和中心位置XY，從而達到BLOB斑點定位的目的。同時還可以根據BLOB斑點區域擬合成最小外接矩形，并根據矩形寬高比過濾篩選掉不符合條件的BLOB斑點。
二軟件演示
（一）檢測要求
使用ZDevelop軟件的ZBASIC編程語言編寫程序，用于檢測以下路徑中圖片的樣品重心位置XY。再使用ZPLC編程語言調用BASIC程序的主任務，進行循環檢測識別。
（二）實例演示
1.打開ZDevelop軟件：新建項目→新建HMI文件→新建main.bas文件→新建global_variable.bas文件→新建Plc1.plc文件，用于編寫PLC執行程序→文件添加到項目。
2.設計HMI界面。
3.在global_variable.bas文件中添加全局變量。
'''''全局變量大部分使用數組結構'''''
''注：basic編程中很多函數會以TABLE（系統的數據結構）做為參數
''table 說明 table 說明
''2 亮區域的面積 6 連通區域的數量
''40~42 小圓斑點的面積和位置X,Y數據
'主任務狀態
'0 - 未初始化
'1 - 停止
'2 - 運行中
'3 - 正在停止
GLOBAL DIM main_task_state
main_task_state = 1
' 定義主任務id - 10
GLOBAL DIM main_task_id
main_task_id = 10
'定義全局圖像變量
GLOBAL ZVOBJECT grabImg,disImg ''采集圖像,顯示圖像
'檢測消耗時間
GLOBal DIM d_detect_time
'小圓的位置x/y結果
GLOBal DIM d_circle_rst(24)
'顯示打印的字符
GLOBAL ShowString(64)
'定義本地圖片索引
GLOBAL DIM d_index
'定義讀取圖片的路徑
GLOBAL DIM File_Name(100)
'運行HMI文件
RUN "Hmi.hmi",1
4.關聯HMI界面控件變量。
5.在main.bas文件中添加界面初始化函數，并在hmi系統設置中關聯初始化函數名。
end
'注：
'凡是要使用Region有關的算子在系統初始化時都要調用ZV_RESETCLIPSIZE(width, height)這個算子設置下圖像尺寸，以滿足相機分辨率，因為默認的是640*480尺寸
'HMI界面初始化函數
GLOBAL SUB hmi_init()
main_task_state = 1 '主任務停止運行
ZV_RESETCLIPSIZE(1280, 960)'初始化時依據圖像分辨率設置區域的裁剪尺寸，此處圖像分辨率為1280x960
ZV_LATCHSETSIZE(0, HMI_ConTROLSIZEX(10, 7), HMI_ConTROLSIZEY(10, 7)) '設置鎖存的大小
'初始化測量參數
d_index = 0
TABLE(6)=0 '將小圓數量初始化為0
for i=0 to 23
d_circle_rst(i)=0
next
ZV_SETSYSDBL("CamGetTimeout", 1000) '設置采集超時
ZV_LATCHCLEAR(0) '清空鎖存通道0
END SUB
6.在main.bas文件中添加HMI界面按下測試按鈕響應的函數，并關聯動作函數名。
'HMI界面按下測試按鈕時響應的函數
GLOBAL SUB btn_test()
TICKS=0
'循環讀取本地圖片
if(d_index=3) then
d_index=0
endif
File_Name="圓定位"+TOSTR(d_index,1,0)+".bmp" '.../flash/圓定位/目錄下的圖片所在的路徑名稱
ZV_IMGREAD(grabImg,File_Name,0)
ZV_LATCH(grabImg, 0)
TABLE(6)=0 '檢測前先將數據清0
d_detect_time=0
for i=0 to 23
d_circle_rst(i)=0
next
'定義變量，依次為白色像素連通區域，掩模區域，連通區域結果列表，小圓斑點區域
ZVOBJECT regionWhite, regionMask, re_connecte,circle_connect
ZV_REGENFULLIMG(grabImg,regionMask)
'根據低閾值和高閾值參數生成白色像素圖像regionWhite
ZV_RETHRESH(grabImg, regionMask, regionWhite, 128,255)
'對白色像素區域進行一次1*1的開運算
ZV_REOPENING(regionWhite,regionWhite,1,1)
'對白色像素區域進行一次1*1的閉運算
ZV_RECLOSING(regionWhite,regionWhite,1,1)
'計算BLOB面積
ZV_REAREA(regionWhite, 2) '計算regionWhite亮區域的面積，存放到table（2）中
if(TABLE(2)>0) then '如果獲取到的白色像素數量大于0
ZV_REConNECT(regionWhite,re_connecte) '計算區域的連通區域，存放到re_connecte列表中
zv_refilter(re_connecte,0,11000,12000,0)'對區域列表中的區域進行過濾，保留面積在11000到12000的區域，面積不在此范圍的區域將被過濾掉
zv_refilter(re_connecte,20,0.9,1.1,0)'對區域列表中的連通區域進行過濾，保留最小外接矩形高寬比在0.9 到 1.1 的區域
ZV_RESORT(re_connecte,1,1) '對區域列表中的區域按照重心X的數據進行升序排序
ZV_LISTCOUNT(re_connecte,6) '獲取列表中的連通區域的數量，存放到table（6）中
endif
ZV_GRAYTORGB(grabImg,disImg)'將灰度圖轉換到RGB圖像，用于繪制檢測結果圖像
ZV_REGION(disImg, regionMask, 0, ZV_COLOR(0,0,0))'在disImg中繪制黑色的regionMask區域
ZV_REGION(disImg, regionWhite, 0, ZV_COLOR(255,255,255))'在disImg中繪制白色的regionWhite區域
for i=0 to TABLE(6)-1 '循環獲取小圓斑點的位置XY信息生成圓測量器，檢測圓心位置
ZV_LISTGET(re_connecte,circle_connect,i) '獲取列表中序號為i的元素，即依次獲取列表中小圓斑點的連通區域
ZV_REGION(disImg,circle_connect,0,ZV_COLOR(255,255,0))'繪制斑點區域
ZV_REAREACENTER(circle_connect,40) '計算斑點區域的面積與中心位置，將位置放入TABLE(40)中
ZV_MARKER(disImg,TABLE(41),TABLE(42),0,50,zv_color(0,255,0)) '在圖像img中繪制十字
ShowString=TOSTR(i,1,0) '將BLOB的數量轉換成字符串變量
ZV_TEXT(disImg,ShowString,TABLE(41),TABLE(42),50,ZV_COLOR(0,0,255)) '顯示結果文本
d_circle_rst(i*2+0)=TABLE(41)'將測量圓的結果賦值給圓心變量，顯示到界面中
d_circle_rst(i*2+1)=TABLE(42)
next
ZV_LATCH(disImg, 0) '在鎖存通道0中顯示結果圖像
d_index=d_index+1
d_detect_time=ABS(TICKS)'計算檢測消耗時間
END SUB
7.在main.bas文件中添加HMI界面按下運行按鈕響應的函數，并關聯動作函數名。
'HMI界面按下運行按鈕時響應的函數
GLOBAL SUB btn_run()
if(2 = main_task_state) then '如果主任務處于運行狀態，打印提示信息并退出函數
?"已經開啟連續運行任務，請勿重復操作！"
return
endif
if (1 = main_task_state) then '如果主任務處于停止狀態
if (0 = PROC_STATUS(main_task_id)) then '如果任務未開啟
main_task_state = 2 '主任務狀態設置為2，表示正在執行連續任務
RUNTASK main_task_id, main_task '開啟主任務
endif
endif
END SUB
''主任務實現函數
'main_task:
' while(1)
' if (3 = main_task_state) then '如果主任務狀態處于3即按下停止按鈕時
' main_task_state = 1 '將主任務狀態置為1
' exit while '退出循環
' endif
'
' '重復執行采集和檢測函數
' btn_test()
'
' wend
'END
8.在main.bas文件中添加HMI界面按下停止按鈕響應的函數，并關聯動作函數名。
'HMI界面按下停止按鈕時響應的函數
GLOBAL SUB btn_stop()
if (2 = main_task_state) then '如果主任務狀態處于3即正在連續執行任務時
main_task_state = 3 '將主任務狀態置為3，退出循環
endif
END SUB
9.在main.bas文件中注釋連續運行執行的主任務的函數部分，在Plc1.plc文件中添加ZPLC調用主任務執行函數子程序的代碼。
仿真演示效果1
仿真演示效果2
仿真演示效果3
本次，正運動技術會PLC也能玩轉機器視覺（三） BLOB斑點定位，就分享到這里。
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正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才，在堅持自主創新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發展最快的企業之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。
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