会PLC也能玩转机器视觉（三）

• 关键词：正运动技术,PLC,机器视觉
• 摘要：在《会PLC也能玩转机器视觉（二）》的课程中，我们讲述了ZPLC调用BASIC子程序完成机器视觉识别条形码的功能。

本期课程我们将通过BLOB斑点定位的视觉功能，继续和大家一起探讨使用ZPLC语言实现机器视觉功能的方法。

一检测原理

（一）BLOB斑点检测

使用形态学方法（如二值化、膨胀、腐蚀等）将灰度图像转换成二值化图像，转换同时将检测特征处理成BLOB斑点并将干扰因素处理成图像背景，就可以准确地对检测特征进行提取并进一步处理。

（二）BLOB斑点定位

当需要检测的样品具有固定形状(如为圆环小零件)时，检测到BLOB斑点区域后，可以根据区域的特性，获取BLOB斑点区域的面积和中心位置XY，从而达到BLOB斑点定位的目的。同时还可以根据BLOB斑点区域拟合成最小外接矩形，并根据矩形宽高比过滤筛选掉不符合条件的BLOB斑点。

二软件演示

（一）检测要求

使用ZDevelop软件的ZBASIC编程语言编写程序，用于检测以下路径中图片的样品重心位置XY。再使用ZPLC编程语言调用BASIC程序的主任务，进行循环检测识别。

（二）实例演示

1.打开ZDevelop软件：新建项目→新建HMI文件→新建main.bas文件→新建global_variable.bas文件→新建Plc1.plc文件，用于编写PLC执行程序→文件添加到项目。

2.设计HMI界面。

3.在global_variable.bas文件中添加全局变量。

'''''全局变量大部分使用数组结构'''''

''注：basic编程中很多函数会以TABLE（系统的数据结构）做为参数

''table        说明                 table         说明

''2       亮区域的面积            6       连通区域的数量            

''40~42  小圆斑点的面积和位置X,Y数据        

'主任务状态

'0 - 未初始化

'1 - 停止

'2 - 运行中

'3 - 正在停止

GLOBAL DIM main_task_state

main_task_state = 1

' 定义主任务id - 10

GLOBAL DIM main_task_id

main_task_id = 10

'定义全局图像变量

GLOBAL ZVOBJECT grabImg,disImg ''采集图像,显示图像

'检测消耗时间

GLOBal DIM d_detect_time

'小圆的位置x/y结果

GLOBal DIM d_circle_rst(24)

'显示打印的字符

GLOBAL ShowString(64)

'定义本地图片索引

GLOBAL DIM d_index

'定义读取图片的路径

GLOBAL DIM File_Name(100)   

'运行HMI文件

RUN "Hmi.hmi",1

4.关联HMI界面控件变量。

5.在main.bas文件中添加界面初始化函数，并在hmi系统设置中关联初始化函数名。

end

'注：

'凡是要使用Region有关的算子在系统初始化时都要调用ZV_RESETCLIPSIZE(width, height)这个算子设置下图像尺寸，以满足相机分辨率，因为默认的是640*480尺寸

'HMI界面初始化函数

GLOBAL SUB hmi_init()

    main_task_state = 1          '主任务停止运行

    ZV_RESETCLIPSIZE(1280, 960)'初始化时依据图像分辨率设置区域的裁剪尺寸，此处图像分辨率为1280x960

    ZV_LATCHSETSIZE(0, HMI_CONTROLSIZEX(10, 7), HMI_CONTROLSIZEY(10, 7)) '设置锁存的大小

      '初始化测量参数

    d_index      = 0

    TABLE(6)=0   '将小圆数量初始化为0

    for i=0 to 23

        d_circle_rst(i)=0

    next 

    ZV_SETSYSDBL("CamGetTimeout", 1000) '设置采集超时

    ZV_LATCHCLEAR(0)           '清空锁存通道0

END SUB

6.在main.bas文件中添加HMI界面按下测试按钮响应的函数，并关联动作函数名。

'HMI界面按下测试按钮时响应的函数

GLOBAL SUB btn_test() 

    TICKS=0

    '循环读取本地图片

    if(d_index=3) then 

        d_index=0

    endif

    File_Name="\圆定位\"+TOSTR(d_index,1,0)+".bmp"   '.../flash/圆定位/目录下的图片所在的路径名称

    ZV_IMGREAD(grabImg,File_Name,0)

    ZV_LATCH(grabImg, 0) 

    TABLE(6)=0   '检测前先将数据清0

    d_detect_time=0

    for i=0 to 23

        d_circle_rst(i)=0

    next

    '定义变量，依次为白色像素连通区域，掩模区域，连通区域结果列表，小圆斑点区域

    ZVOBJECT regionWhite, regionMask, re_connecte,circle_connect

    ZV_REGENFULLIMG(grabImg,regionMask)

    '根据低阈值和高阈值参数生成白色像素图像regionWhite

      ZV_RETHRESH(grabImg, regionMask, regionWhite, 128,255)

    '对白色像素区域进行一次1*1的开运算

    ZV_REOPENING(regionWhite,regionWhite,1,1)

    '对白色像素区域进行一次1*1的闭运算

    ZV_RECLOSING(regionWhite,regionWhite,1,1)

    '计算BLOB面积

    ZV_REAREA(regionWhite, 2)              '计算regionWhite亮区域的面积，存放到table（2）中  

    if(TABLE(2)>0) then '如果获取到的白色像素数量大于0                 

         ZV_RECONNECT(regionWhite,re_connecte) '计算区域的连通区域，存放到re_connecte列表中

         zv_refilter(re_connecte,0,11000,12000,0)'对区域列表中的区域进行过滤，保留面积在11000到12000的区域，面积不在此范围的区域将被过滤掉

         zv_refilter(re_connecte,20,0.9,1.1,0)'对区域列表中的连通区域进行过滤，保留最小外接矩形高宽比在0.9 到 1.1 的区域

         ZV_RESORT(re_connecte,1,1)   '对区域列表中的区域按照重心X的数据进行升序排序

         ZV_LISTCOUNT(re_connecte,6) '获取列表中的连通区域的数量，存放到table（6）中 

    endif

    ZV_GRAYTORGB(grabImg,disImg)'将灰度图转换到RGB图像，用于绘制检测结果图像

    ZV_REGION(disImg, regionMask, 0, ZV_COLOR(0,0,0))'在disImg中绘制黑色的regionMask区域

    ZV_REGION(disImg, regionWhite, 0, ZV_COLOR(255,255,255))'在disImg中绘制白色的regionWhite区域

    for i=0 to TABLE(6)-1     '循环获取小圆斑点的位置XY信息生成圆测量器，检测圆心位置

        ZV_LISTGET(re_connecte,circle_connect,i)   '获取列表中序号为i的元素，即依次获取列表中小圆斑点的连通区域

        ZV_REGION(disImg,circle_connect,0,ZV_COLOR(255,255,0))'绘制斑点区域

        ZV_REAREACENTER(circle_connect,40)  '计算斑点区域的面积与中心位置，将位置放入TABLE(40)中

        ZV_MARKER(disImg,TABLE(41),TABLE(42),0,50,zv_color(0,255,0))   '在图像img中绘制十字

        ShowString=TOSTR(i,1,0)   '将BLOB的数量转换成字符串变量

        ZV_TEXT(disImg,ShowString,TABLE(41),TABLE(42),50,ZV_COLOR(0,0,255)) '显示结果文本

        d_circle_rst(i*2+0)=TABLE(41)'将测量圆的结果赋值给圆心变量，显示到界面中

        d_circle_rst(i*2+1)=TABLE(42)

    next

    ZV_LATCH(disImg, 0)     '在锁存通道0中显示结果图像

    d_index=d_index+1

    d_detect_time=ABS(TICKS)'计算检测消耗时间

END SUB

7.在main.bas文件中添加HMI界面按下运行按钮响应的函数，并关联动作函数名。

'HMI界面按下运行按钮时响应的函数

GLOBAL SUB btn_run()

     if(2 = main_task_state) then           '如果主任务处于运行状态，打印提示信息并退出函数

          ?"已经开启连续运行任务，请勿重复操作！"

     return 

     endif

    if (1 = main_task_state) then          '如果主任务处于停止状态

        if (0 = PROC_STATUS(main_task_id)) then '如果任务未开启

            main_task_state = 2            '主任务状态设置为2，表示正在执行连续任务

            RUNTASK  main_task_id, main_task  '开启主任务

        endif

    endif

END SUB

''主任务实现函数

'main_task:

'  while(1)

'    if (3 = main_task_state) then      '如果主任务状态处于3即按下停止按钮时

  '      main_task_state = 1             '将主任务状态置为1

  '      exit while                     '退出循环

'    endif

'    

'    '重复执行采集和检测函数

'    btn_test()

'    

'  wend

'END

8.在main.bas文件中添加HMI界面按下停止按钮响应的函数，并关联动作函数名。

'HMI界面按下停止按钮时响应的函数

GLOBAL SUB btn_stop()

    if (2 = main_task_state) then   '如果主任务状态处于3即正在连续执行任务时

         main_task_state = 3        '将主任务状态置为3，退出循环

    endif

END SUB

9.在main.bas文件中注释连续运行执行的主任务的函数部分，在Plc1.plc文件中添加ZPLC调用主任务执行函数子程序的代码。

仿真演示效果1

仿真演示效果2

仿真演示效果3

本次，正运动技术会PLC也能玩转机器视觉（三） BLOB斑点定位，就分享到这里。

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