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機器視覺系統應用實訓平臺

一、硬件參數
1、機臺配套
（1）硬件核心由四軸運動平臺（XYZθ）與可方便拆卸的機器視覺組件兩大部分組成。
（2）設備要求結構緊湊，高集成度，占地面積≤620mm×650mm（不包括顯示器伸出占用面積），平臺行程：XY軸各不小于200mm，Z軸不小于50mm，θ軸可旋轉至任意角度，移動平臺XYZ軸具備回原點功能。
（3）平臺的運動精度高，XY軸的電機采用閉環控制方式，Z軸的電機需要帶剎車，XYZ重復精度優于±0.01mm，θ軸采用中空旋轉電機，重復精度≤±0.05°。
（4）平臺能夠快速裝配多種類型的相機，包含面陣相機、線陣相機、雙目3D相機、線激光3D相機等；也能夠快速裝配平臺配套的多種類型的光源，包含多角度的環形光源、同軸光源和背光源等，安裝支架需具備刻度標識。
（5）平臺可采用PLC進行運動控制，可支持任意曲線插補，支持擴展。
（6）設備提供的相機安裝位不少于3個，支持多種相機安裝方式，包括Z軸安裝，支架安裝等，相機具有側視、斜視和俯視等多種安裝方式；
（7）Z軸可安裝多種配件，包括可拆卸的旋轉軸（旋轉軸末端可以配套吸盤），可拆卸相機和光源以及其他可拆卸的執行裝置。
（8）所有實驗需要的調節及輸入輸出接口均布置在平臺上層方便操作的面板上，包含雙色報警燈、真空開關接口、光源控制、旋轉軸電機信號、相機供電、USB3.0及GigE相機輸出、通用IO等。同時配套按鈕盒，能夠進行設備上電、急停以及XY軸的四向搖桿手動控制；
（9）收納柜或收納箱需要按物品形狀一一對應設計，放置區需要粘貼對應的物品的編號或名稱，并確保與機臺對應。
（10）電控柜功能分區，包含透明窗口的電氣柜、工控機柜、鍵鼠抽屜、收納抽屜。
2、相機配置
（1）相機總數不少于4臺，包含至少3臺2D相機和1臺3D相機，相機接口包含USB3.0和GigE兩種類型；2D相機包括彩色相機、高分辨率黑白相機以及高幀率黑白相機
（2）高幀率黑白相機的分辨率不低于1280x960像素，采用全局快門黑白CMOS芯片，芯片尺寸不小于1/2.7”,幀率不低于90fps，采用USB3.0接口，兼容USB 3 VISION 協議和GenlCam標準；
（3）高分辨率黑白相機的分辨率不低于2448x2048像素，采用全局快門黑白CMOS芯片，芯片尺寸不小于2/3”,幀率不低于20fps，采用GigE接口，兼容GigE VISION 協議和GenlCam標準；支撐POE供電，DC6V-26V寬壓供電；
（4）彩色相機的分辨率不低于2500x1940像素，采用滾動快門彩色CMOS芯片，芯片尺寸不小于1/2.5”,幀率不低于20fps，采用GigE接口，兼容GigE VISION 協議和GenlCam標準；支撐POE供電，DC6V-26V寬壓供電；
3、鏡頭配置
（1）配置不少于3個不同焦距的定焦鏡頭，焦距包含12mm，25mm和35mm，支持500萬像素，支持2/3”成像圈；
（2）配置不少于1個遠心鏡頭，放大倍率不大于0.3X；
（3）配套一組接圈，包含1mm、2mm、5mm、10mm、20mm、40mm規格，并配套與鏡頭匹配的紅色和藍色窄帶濾光鏡各一片，配套鏡頭清潔布。
4、光源配置
（1）包含環形光源不少于3個，其中1個直射環形光源，發光面外徑不小于80mm，內徑不小于40mm，采用RGB LED燈珠，同時光源配有外螺紋，能夠直徑擰在配套的定焦鏡頭上；1個45度發光環形光源，發光面外徑不小于120mm，內徑不小于80mm，LED顏色為綠色；1個20度的低角度環形光源，發光面外徑不小于155mm，內徑不小于120mm，LED顏色為藍色。以上三個環形光源可以組合成一個AOI光源。
（2）包含RGB同軸照明光源一個，發光面積不小于60x60mm。
（3）包含白色平行背光源一個，采用底部貼片LED，光源均勻度高于90%，發光面積≥169x145mm；
（4）光源的亮度可以手動調節，也可以軟件編程控制。
5、工控機要求
（1）采用一線品牌高性能機器視覺專用工控機，處理器性能不低于i5 四核CPU、內存≥8G，SSD硬盤≥120G；
（2）自帶不少于4個千兆網口，支持POE；
（3）自帶不少于4個USB3.0口；
（4）自帶PCI或PCIe的擴展槽，能夠安裝運動控制卡或其他擴展卡。
6、其他硬件要求
（1）平臺配套視覺和治具的收納箱各一套。
（2）提供不少于2種類型的圖像標定板。
（4）配套快換板、萬用表、直尺、螺絲刀、六角扳手、螺絲盒等常用工具。
二、軟件參數
（1）設備配套的軟件提供圖形化編程和代碼編程兩種編程模式，圖形化編程要求通俗易懂，采用拖拽式流程框圖定義流程；代碼編程提供基于VB.net\C#或python多種語言的例程；開放編程數據接口。
（2）支持多項目同步運行，支持多用戶模式，軟件可以在獨立的筆記本運行，網絡端用戶可以獲取對應IP地址機臺上的圖片。
（3）機器視覺編程軟件至少包含常用圖像處理、運動控制和外部通訊工具，包括3D標定、3D定位、3D測量、AOI檢測、紅外相機檢測、深度學習、傳送帶跟蹤計數等多種高級算子，提供API，支持二次開發；
（4）2D相機的處理軟件工具至少包含有無/正反檢測、顏色/位置判斷、定位、尺寸測量、ID識別、字符識別、缺陷檢測等工具；（需提供軟件功能、工具界面截圖，現場提供缺陷檢測案例演示視頻）
（5）3D相機的處理軟件工具支持多種不同類型3D相機（包含TOF、線激光、雙目結構光、掃描振鏡等），軟件工具包含：3D標定、3D定位、3D測量等，可實現三維測量和三維點云計算并配套相應的教學程序
（6）軟件除了支持常見品牌的2D相機和3D相機之外，也具有外部接口，支持常見品牌的PLC、運動控制卡和工業機器人，也支持常見的激光振鏡控制。
（7）軟件包括圖形化編程軟件和客戶端編程軟件，可以實現不同計算機之間的數據傳遞與接收。
（8）軟件應具備以下工具：服務器客戶端通訊工具、串口工具、PLC讀寫工具、機器人控制工具、信號源工具、圖像源工具、相機工具、保存圖片工具、仿射變換工具、斑點分析工具、找圓工具、找線工具、邊緣點查找工具、形狀匹配工具、灰度匹配工具、圓卡尺工具、夾角工具、邊緣卡尺工具、線交點工具、線間距工具、點間距工具、矩形卡尺工具、點線距離工具、坐標轉換工具、標定工具、圖像轉換工具、通道分離工具、顏色提取工具、圖像剪切工具、圖像處理工具、閾值化工具、輪廓提取工具、二維碼識別工具、字符識別工具、條碼檢測工具、缺陷檢測工具、位移計算工具、坐標計算工具、對位平臺工具、累加工具、分類工具、保存表格工具、格式轉換工具、列表工具、邏輯運算工具、字符串截取工具、用戶變量工具等。
（9）軟件支持單相機及多相機對位，支持XYθ、XYY、UVW、SCARA等多種平臺類型。

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