[发明专利]包含同步用户界面特征的机器视觉系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月15日提交的美国临时专利申请号61/560,278和2011年11月15日提交的美国专利申请号13/297,232的权益和优先权。

技术领域

本发明主要涉及机器视觉检测系统，并且更具体地涉及在这种系统中创建和编辑零件加工程序的方法。

背景技术

利用精密机器视觉检测系统(或简称“视觉系统”)可以获取被测对象的精确尺寸测量值并且可以检测各种其它对象特征。这样的系统可以包括计算机、摄像机和光学系统以及精密工件台，其可在多个方向移动以使得允许摄像机扫描被测工件的特征。一种在现有可买到的示例性现有技术系统是QUICK(快视)系列的基于PC的视觉系统和软件，从位于伊利诺伊州的奥罗拉的三丰美国公司(Mitutoyo America Corporation(MAC))可买到。例如，2003年1月出版的“QVPAK 3D CNC视觉测量机器用户指南”以及1996年9月出版的“QVPAK 3D CNC视觉测量机器操作指南”，主要描述了QUICK(快视)系列的视觉系统和软件的功能和操作，在此以引用方式将它们完全并入。这种产品，例如，以QV-302Pro模型为例，可使用显微镜型光学系统以提供不同放大率下的工件图像，并且可根据需要移动工件台以遍历超出任意单个视频图像限制的工件表面。给定这种系统期望的放大率，测量分辨率和物理尺寸限制，单个视频图像通常仅包含被观测或被检测的工件的一部分。

机器视觉检测系统一般采用自动视频检测。美国专利No.6,542,180教导了该自动视频检测的不同方面并且在此以引用方式将它们完全并入。如在该′180专利中教导的，自动视频检测计量仪通常具有编程能力，其允许用户对每个具体的工件配置定义自动检测事件序列。例如，这可通过基于文本的编程，或者通过记录模式，其通过存储与用户借助于图形化用户界面执行的检测操作序列相对应的机器控制指令序列，渐进地“学习”检测事件序列，或者通过结合这两种方法来实施。这种记录模式常常被称为“学习模式”或“训练模式”。一旦在“学习模式”中定义了该检测事件序列，在“运行模式”期间就要使用该序列自动获取(并且附加地分析或检测)工件图像。

可以手动地使用视频工具(或简称“工具”)或其它图形化用户界面特征以完成手动检测和/或机器控制操作(在“手动模式”下)。还可在学习模式期间记录它们的设置参数和操作，以便创建自动检测程序，或“零件加工程序”。视频工具可包括，例如，边缘/边界探测工具、自动聚焦工具、形状或图案匹配工具、尺寸测量工具等等。其它图形化用户界面特征可包括与数据分析、步骤和重复循环编程等等相关的对话框。例如，这种工具可常规地用于现有可买到的机器视觉检测系统中，比如前面介绍过的QUICK(快视)系列的视觉系统以及相关的软件。

包含特定检测事件序列(即如何获取每个图像和如何分析/检测每个获取的图像)的机器控制指令主要作为针对具体工件配置的“零件加工程序”或“工件加工程序”存储。例如，零件加工程序定义了如何获取每个图像，比如如何相对于工件定位摄像机，在何种光级、在何种放大级等等。而且，该零件加工程序定义了如何分析/检测获取的图像，例如，通过使用一个或多个诸如边缘/边界探测视频工具的视频工具。

与为机床或装配机器人等编辑程序相比，为机器视觉检测系统编辑零件加工程序是一项更复杂的任务。例如，机器视觉检测系统的零件加工程序包括控制运行和/或提供基于图像的测量结果的后面部分，该基于图像的测量结果至少部分取决于执行前面一部分程序确定的结果和/或至少部分取决于用来提供检测运行的必要图像的工件特定实例。而且，这种系统的学习模式用户界面(用于零件加工程序的创建和编辑)可能特别地复杂，需要同时显示实时图像窗口，视频工具条显示，零件加工程序表示窗口，结果输出窗口(简称结果窗口)，检测特征图形显示窗口，位置窗口，光照窗口，和测量工具显示，以便用户正确地评估他们程序行为的因果，以创建高质量的零件加工程序。在这样的编辑环境中，仅仅识别与零件加工程序指令相关联的所有结果位置也许是困难的。如果用户存储已部分完成的零件加工程序并且一段时间之后恢复(recall)该零件加工程序以改变或完成该编程，识别零件加工程序指令与在不同窗口中反映出的它们相关联效果之间的恰当关联可能会更加困难。机器视觉检测系统需要能够加强用户界面导航，快速程序质量评估，和总体零件加工程序的创建和编辑效率的编辑环境。

发明内容