一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法技术

本发明专利技术属于工业机器视觉设备互操作领域，具体涉及基于OPC UA技术对面向工业的机器视觉相机提供建模及解析方法。基于该机器视觉信息模型建模方法建模后的工业相机，可以让用户无需对工业相机编程，仅通过OPC UA客户端即可了解工业相机工作、性能参数，并调用对应的机器视觉功能。器视觉功能。器视觉功能。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法


[0001]本专利技术属于工业机器视觉设备互操作领域，具体涉及基于OPC UA技术对面向工业的机器视觉相机提供建模及解析方法，基于该方法，相机用户无需二次开发编程便可以调用工业相机对应功能。

技术介绍

[0002]近年来随着工业控制技术、人工智能技术等兴起，机器视觉作为重要的信息输入源也得到迅猛发展。目前市场上工业相机制造商众多，相机型号更是数不胜数。不同型号的相机具备不同的相机属性，如支持的图像分辨率、传感器类型等等，相机预留的通信接口也不一样。即使通信接口相同，数据报文格式也基本各不相同。工业相机制造商一般还会向用户提供相机编程库的下载地址，和编程手册。用户每使用一种相机就需要重新掌握这些相机信息，也需要再次掌握这些编程函数接口以及对应使用方法，并重新编写控制程序。这些无形中都大大增加了人力成本和时间成本。
[0003]近年来，工业智能集成，现场设备互联互通及语义化互操作成为需要解决的技术难题之一。语义化互操作就是让系统中设备在同一个语义环境下，底层设备自动互联互通，将功能向系统中更高层系统中自动整合。工程师们不再针对每一个设备分别适配、设置和编程，而是通过工业网络，设备之间可以自动发现和识别。通过在系统控制中心任务级配置，底层设备间可以自动互联互通互操作。
[0004]OPC UA是OPC基金会为解决工业现场复杂的工业总线及设备系统集成问题而推出的通信规范。OPC UA规范具有平台无关的特性，无论设备架构是ARM、X86还是单片机都可以支持OPC UA规范。OPC UA规范具备强大的数据描述能力，不仅支持完整的变量数据格式，例如整形、浮点数、布尔型、字符串型以及各种类型的数组等，还支持对象，也可以添加方法。不仅如此，OPC UA的开发套件还支持例如C、C++、JAVA等多种开发语言。因此，市面上绝大多数工业相机都可以将OPC UA协议栈集成到相机操作系统中。
[0005]OPC UA协议虽然提供了强大的数据建模能力，但是地址空间的信息模型建模需要自行规范。本专利技术基于面向工业的机器视觉通用属性及功能，规范基于OPC UA技术，制定工业机器视觉信息模型建模方法。基于本专利技术，工业相机向系统集成时，无需二次编程，上级设备可以直接调用相机功能。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于OPC UA的工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，基于面向工业的机器视觉通用属性及功能，规范基于OPC UA技术，制定工业机器视觉信息模型建模方法。基于本专利技术，工业相机向系统集成时，无需二次编程，上级设备可以直接调用相机功能。
[0007]基于本专利技术，工业相机实现OPC UA信息模型功能化封装后，可以由系统中其他设备语义化互操作。大幅度降低人力二次开发成本，并提高系统自动化程度和运行效率。
[0008]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0009]一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，包括以下步骤：
[0010]相机作为OPC UA服务器，建立与OPC UA客户端的连接；
[0011]基于构建树形结构，将工业机器视觉互操作信息模型的描述作为树形结构的根节点；将相机的基本信息以及通用功能信息作为树形结构的子节点；
[0012]根据相机的若干项基本信息和通用功能信息，将每一项基本信息和通用功能信息分别作为树形结构中基本信息子节点的叶子节点以及通用功能信息子节点的叶子节点，实现工业机器视觉互操作信息模型的构建；
[0013]当相机工作时，根据建立的工业机器视觉互操作信息模型，向OPC UA客户端提供相机自身的基本信息、通用功能信息和制造商自定义信息，进而配置相机的工作参数以及调用相机任务的服务。
[0014]还包括制造商自定义功能子节点，用于相机制造商自定义功能。
[0015]所述相机的基本信息和通用功能信息用于描述相机自身参数和应用场景。
[0016]所述相机的基本信息包括：制造商名称、设备型号、支持分辨率、像素深度、支持帧速率、动态范围、灵敏度、像元大小、传感器类型、操作系统、运行内存、电压范围、电源电压、彩色/黑白、温度范围、相机尺寸、相机质量、通信协议、支持认证、可识别形状、可识别颜色。
[0017]所述工业机器视觉的通用功能包括：工作状态、分辨率设置、帧速率设置、机器视觉识别。
[0018]一种相机OPC UA服务器，包括：
[0019]服务连接模块，用于建立与OPC UA客户端的连接；
[0020]模型构建模块，用于基于构建树形结构，将工业机器视觉互操作信息模型的描述作为树形结构的根节点；将相机的基本信息、通用功能信息以及制造商自定义功能信息作为树形结构的子节点，将每一项基本信息和通用功能信息分别作为树形结构中基本信息子节点的叶子节点以及通用功能子节点的叶子节点，实现工业机器视觉互操作信息模型的构建。
[0021]一种OPC UA服务器，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法。
[0022]一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法。
[0023]一种OPC UA客户端，包括：
[0024]服务连接模块，用于建立与相机OPC UA服务器的连接；
[0025]模型解析模块，用于根据OPC UA服务端提供的基于建立的工业机器视觉互操作信息模型获取的相机自身基本信息、通用功能信息和制造商自定义信息，进而配置相机的工作参数以及调用相机任务。
[0026]一种OPC UA客户端，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现根据OPC UA服务端提供的基于建立的工业机器视觉互操作信息模型获取的相机自身基本信息、通用功能信息和制造商自定义信息，进而配置相机的工作参数以及调用相机任务。
[0027]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0028]1.提高系统自动化度、提高系统工作效率。基于本专利技术的机器视觉互操作信息模型，相机信息和功能可以被同系统中所有设备访问，使系统层级更加扁平化。基于该工业机器视觉互操作信息模型，机器人可以在网络互通后直接从对应节点调用相机功能，大大提高了系统智能化和自动化程度。
[0029]2.大幅降低二次开发成本。基于该工业机器视觉互操作信息模型，工业相机可以在不事先阅读操作手册和编程的情况下，直接与机器人等控制执行单元互联互通。工程师无需二次开发编程和设备适配，大大降低了二次开发成本。
[0030]3.工业相机制造商基于本专利技术构建OPC UA机器视觉信息模型后，所有具备OPC UA客户端能力的客户可直接使用本相机，使相机通用性更强，客户使用更方便，间接提高相机销量。
[0031]4.相机用户基于本专利技术可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，其特征在于，包括以下步骤：相机作为OPC UA服务器，建立与OPC UA客户端的连接；基于构建树形结构，将工业机器视觉互操作信息模型的描述作为树形结构的根节点；将相机的基本信息以及通用功能信息作为树形结构的子节点；根据相机的若干项基本信息和通用功能信息，将每一项基本信息和通用功能信息分别作为树形结构中基本信息子节点的叶子节点以及通用功能信息子节点的叶子节点，实现工业机器视觉互操作信息模型的构建；当相机工作时，根据建立的工业机器视觉互操作信息模型，向OPC UA客户端提供相机自身的基本信息、通用功能信息和制造商自定义信息，进而配置相机的工作参数以及调用相机任务的服务。2.根据权利要求1所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，其特征在于，还包括制造商自定义功能子节点，用于相机制造商自定义功能。3.根据权利要求1所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，其特征在于，所述相机的基本信息和通用功能信息用于描述相机自身参数和应用场景。4.根据权利要求1所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，其特征在于，所述相机的基本信息包括：制造商名称、设备型号、支持分辨率、像素深度、支持帧速率、动态范围、灵敏度、像元大小、传感器类型、操作系统、运行内存、电压范围、电源电压、彩色/黑白、温度范围、相机尺寸、相机质量、通信协议、支持认证、可识别形状、可识别颜色。5.根据权利要求1所述的一种工业机器视觉互操作信息模型构建及解析方法，其特征在于，所述工业机器视觉的通用功能包括：工作状态、分辨率设置、帧速率设置、机器视觉识别。6.一种相机OPC UA服务器,...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海斌，曾鹏，张华良，王福东，张涛，李庆鑫，赵冰洁，杨莹，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：