机器视觉VsionPro液位检测

VisionPro 液位检测项目完整笔记

这是工业液位 / 液面高度检测的标准方案：模板匹配定位 + 动态卡尺找液面 + 距离判定 OK/NG，适用于瓶装、杯装、试管类液位检测。

我把代码、工具、逻辑全部整理成可直接学习、复用的笔记，结构清晰、重点标注。

一、整体功能（一句话总结）

1. 模板匹配（CogPMAlignTool）定位瓶子 / 容器位置
2. 动态移动卡尺（CogCaliperTool2）到目标位置，精准找液面边缘点
3. 画红色水平线标记液面位置
4. 距离工具（CogDistanceSegmentLineTool）计算液面高度
5. 判定 OK/NG并在图像上显示绿色 / 红色标签
6. 图形叠加显示，直观判断液位是否合格

二、使用工具清单（核心 4 个工具）

表格

三、代码逐段笔记（最核心）

1. 命名空间（固定引用）

c#

#region namespace imports using System; using System.Collections; using System.Drawing; using Cognex.VisionPro; using Cognex.VisionPro.ToolBlock; using Cognex.VisionPro.PMAlign; // 模板匹配 using Cognex.VisionPro.Caliper; // 卡尺 using Cognex.VisionPro.Dimensioning;// 距离/尺寸工具 using Cognex.VisionPro.ImageProcessing; // 图像处理 #endregion

作用：导入 VisionPro 工具库，让脚本可以调用匹配、卡尺、距离工具。

2. 私有变量（脚本全局对象）

c#

#region Private Member Variables private CogToolBlock mToolBlock; // 工具块主体（固定） CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection(); // 图形集合 #endregion

• gc：用来统一存放所有要画的线、文字，最后一次性显示
• 比 List 更适合 VisionPro 图形管理

3. 主运行逻辑（最重要！逐行解析）

c#

// 1. 运行工具块里所有工具（预处理、匹配、卡尺等） foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools) mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result); // 2. 获取4个核心工具对象 CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool; CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool; CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool; // 清空上一帧图形，避免重叠 gc.Clear(); // 3. 遍历匹配到的目标（支持多目标） foreach (CogPMAlignResult item in pma.Results) { // ====================== // 动态移动卡尺到匹配位置 // ====================== c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX; c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY; c.Run(); // 卡尺重新运行找边缘 // ====================== // 画红色水平线标记液面 // ====================== CogLineSegment s = new CogLineSegment(); s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX; // 液面X s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY; // 液面Y s.EndX = c.Results.Edges[0].PositionX + 20; // 向右画20像素 s.EndY = c.Results.Edges[0].PositionY; s.Color = CogColorConstants.Red; s.LineWidthInScreenPixels = 5; // 粗线，醒目 gc.Add(s); // 加入图形集合 // ====================== // 距离测量 + OK/NG判定 // ====================== CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel(); dis.Segment = s; // 把液面线段给距离工具 dis.Run(); // 计算距离（液面到基准线） // 阈值：>15 → NG ≤15 → OK if(dis.Distance > 15) { label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "NG"); label.Color = CogColorConstants.Red; } else { label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK"); label.Color = CogColorConstants.Green; } gc.Add(label); // 把OK/NG标签加入集合 } return false;

核心逻辑总结

1. 模板定位 → 动态移动卡尺（解决产品偏移）
2. 卡尺找液面边缘点
3. 画红线标记液面
4. 距离工具算高度
5. 阈值判定 OK/NG
6. 图形存入集合等待显示

4. 图形叠加显示（最后一步）

c#

// 把所有线、标签画到输出图上 foreach(ICogGraphic g in gc) { mToolBlock.AddGraphicToRunRecord( g, lastRecord, "CogIPOneImageTool1.OutputImage", // 画在预处理后的图 "" ); }

四、工具配置关键要点（必记）

1. CogPMAlignTool1（模板匹配）

• 学习模板：瓶身 / 瓶口固定特征
• 作用：得到产品 XY 坐标，让卡尺跟着产品动

2. CogCaliperTool2（液面检测卡尺）

• 边缘极性：明→暗 或 暗→明（根据液面是亮还是暗）
• 搜索方向：垂直向下 / 向上扫过液面
• 对比阈值：调高，避免干扰

3. CogDistanceSegmentLineTool1（距离工具）

• 一条线是基准线（标准液位）
• 另一条是卡尺找到的液面线
• 输出：两条线之间的垂直距离

五、关键知识点（面试 / 项目必背）

1. 液位检测 = 模板定位 + 垂直卡尺找边缘
2. 动态卡尺：匹配结果 XY → 卡尺中心 XY → 重新 Run
3. 用CogLineSegment画线标记液面
4. 用DistanceSegmentLine测高度差
5. 图形统一存入CogGraphicCollection
6. OK/NG 根据距离阈值判断

六、常见调整参数

• 液面 OK 高度：if(dis.Distance > 15)里的15
• 红线长度：+20可改长改短
• 红线粗细：LineWidthInScreenPixels = 5
• 卡尺位置：根据匹配结果偏移微调 XY

七、完整流程图示

plaintext

图像采集 → 预处理(IPOne) → 模板匹配(PMAlign) → 动态移动卡尺(Caliper2) → 找液面边缘 → 画红线 → 距离计算 → OK/NG判定 → 图形叠加显示

总结

这是最标准、最稳定、工业最常用的 VisionPro 液位检测方案：

• 鲁棒性强（模板匹配抗偏移）
• 精度高（卡尺亚像素边缘）
• 直观（红线 + OK/NG 标签）
• 可扩展多目标、多容器

工具：

参数：

CogCaliperTool1

CogCaliperTool2

脚本：

命名空间：

#region namespace imports

using System;

using System.Collections;

using System.Drawing;

using System.IO;

using System.Windows.Forms;

using Cognex.VisionPro;

using Cognex.VisionPro.ToolBlock;

using Cognex.VisionPro3D;

using Cognex.VisionPro.ImageProcessing;

using Cognex.VisionPro.PMAlign;

using Cognex.VisionPro.Caliper;

using Cognex.VisionPro.Dimensioning;

#endregion

第一部分：

#region Private Member Variables

private Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock mToolBlock;

CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection();

#endregion

第二部分：

// Run each tool using the RunTool function

foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools)

mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result);

CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool;

CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool;

CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool;

gc.Clear();

foreach ( CogPMAlignResult item in pma.Results)

{

c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX;

c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY;

c.Run();

CogLineSegment s = new CogLineSegment();

s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX;

s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY;

s.EndX = c.Results.Edges[0].PositionX + 20;

s.EndY = c.Results.Edges[0].PositionY;

s.Color = CogColorConstants.Red;

s.LineWidthInScreenPixels = 5;

gc.Add(s);

CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel();

dis.Segment = s;

dis.Run();

if( dis.Distance > 15 )

{

//NG

label.SetXYText( s.StartX, s.StartY, "NG");

label.Color = CogColorConstants.Red;

}

else

{

//OK

label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK");

label.Color = CogColorConstants.Green;

}

gc.Add(label);

}

return false;

第三部分：

foreach( ICogGraphic g in gc)

{

mToolBlock.AddGraphicToRunRecord(g,lastRecord,"CogIPOneImageTool1.OutputImage","");

}

完整代码：

#region namespace imports using System; using System.Collections; using System.Drawing; using System.IO; using System.Windows.Forms; using Cognex.VisionPro; using Cognex.VisionPro.ToolBlock; using Cognex.VisionPro3D; using Cognex.VisionPro.ImageProcessing; using Cognex.VisionPro.PMAlign; using Cognex.VisionPro.Caliper; using Cognex.VisionPro.Dimensioning; #endregion public class CogToolBlockAdvancedScript : CogToolBlockAdvancedScriptBase { #region Private Member Variables private Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock mToolBlock; CogGraphicCollection gc = new CogGraphicCollection(); #endregion /// <summary> /// Called when the parent tool is run. /// Add code here to customize or replace the normal run behavior. /// </summary> /// <param name="message">Sets the Message in the tool's RunStatus.</param> /// <param name="result">Sets the Result in the tool's RunStatus</param> /// <returns>True if the tool should run normally, /// False if GroupRun customizes run behavior</returns> public override bool GroupRun(ref string message, ref CogToolResultConstants result) { // To let the execution stop in this script when a debugger is attached, uncomment the following lines. // #if DEBUG // if (System.Diagnostics.Debugger.IsAttached) System.Diagnostics.Debugger.Break(); // #endif // Run each tool using the RunTool function foreach(ICogTool tool in mToolBlock.Tools) mToolBlock.RunTool(tool, ref message, ref result); CogPMAlignTool pma = mToolBlock.Tools["CogPMAlignTool1"] as CogPMAlignTool; CogCaliperTool c = mToolBlock.Tools["CogCaliperTool2"] as CogCaliperTool; CogDistanceSegmentLineTool dis = mToolBlock.Tools["CogDistanceSegmentLineTool1"] as CogDistanceSegmentLineTool; gc.Clear(); foreach ( CogPMAlignResult item in pma.Results) { c.Region.CenterX = item.GetPose().TranslationX; c.Region.CenterY = item.GetPose().TranslationY; c.Run(); CogLineSegment s = new CogLineSegment(); s.StartX = c.Results.Edges[0].PositionX; s.StartY = c.Results.Edges[0].PositionY; s.EndX = c.Results.Edges[0].PositionX + 20; s.EndY = c.Results.Edges[0].PositionY; s.Color = CogColorConstants.Red; s.LineWidthInScreenPixels = 5; gc.Add(s); CogGraphicLabel label = new CogGraphicLabel(); dis.Segment = s; dis.Run(); if( dis.Distance > 15 ) { //NG label.SetXYText( s.StartX, s.StartY, "NG"); label.Color = CogColorConstants.Red; } else { //OK label.SetXYText(s.StartX, s.StartY, "OK"); label.Color = CogColorConstants.Green; } gc.Add(label); } return false; } #region When the Current Run Record is Created /// <summary> /// Called when the current record may have changed and is being reconstructed /// </summary> /// <param name="currentRecord"> /// The new currentRecord is available to be initialized or customized.</param> public override void ModifyCurrentRunRecord(Cognex.VisionPro.ICogRecord currentRecord) { } #endregion #region When the Last Run Record is Created /// <summary> /// Called when the last run record may have changed and is being reconstructed /// </summary> /// <param name="lastRecord"> /// The new last run record is available to be initialized or customized.</param> public override void ModifyLastRunRecord(Cognex.VisionPro.ICogRecord lastRecord) { foreach( ICogGraphic g in gc) { mToolBlock.AddGraphicToRunRecord( g, lastRecord, "CogIPOneImageTool1.OutputImage",""); } } #endregion #region When the Script is Initialized /// <summary> /// Perform any initialization required by your script here /// </summary> /// <param name="host">The host tool</param> public override void Initialize(Cognex.VisionPro.ToolGroup.CogToolGroup host) { // DO NOT REMOVE - Call the base class implementation first - DO NOT REMOVE base.Initialize(host); // Store a local copy of the script host this.mToolBlock = ((Cognex.VisionPro.ToolBlock.CogToolBlock)(host)); } #endregion }