【正文】 坐標的式，模式確定物體在相機視野內(nèi)旋轉(zhuǎn)，移動是否能被檢測到 ，如圖 。 武漢理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 零件圖像特征的匹配方法 要實現(xiàn)連續(xù)高效的測量，本文提出進行兩次特征匹配，第一次為檢測零件是否全部進入相機的視野范圍，若沒進入或者未完全進入視野，則一直循環(huán)檢測特征 ，若檢測到特征，則進入下一次特征檢測，此次特征檢測已知零件進入視野，所以選取零件的一部分為檢測模板，在此模板的基礎(chǔ)上建立相對坐標系，以實現(xiàn)測量范圍的精確匹配。從圖中可以看到出現(xiàn)了明顯的筒形畸變 ，通過 LabVIEW 軟件的標定 ，很好的修正了畸變給圖像帶來的影響。 若標定模版 未 完全覆蓋視場， 則需要 手動劃定出標定模版的范圍 ， 只有 當 模版覆蓋的區(qū)域可以保證測量精度。 LabVIEW 通過利用 Canny 濾波器可以提取出標定模板中每個黑色圓點的邊緣，再利用邊緣進行圓擬合，得到每個黑色圓點精確的圓心位置，保證了坐標的精度 ，標定模板圖像圖 。 所以 必須對 采集的零件圖像 進行標定以消除 畸變 誤差。 本文由于為了平滑邊緣，去除毛刺對測量結(jié)果的影響采用高斯濾波。但是相應的 圖像的細節(jié)部分會有所以損失。 本文的平滑濾波方法以及零件圖像濾波前后對比圖如 圖 、圖 所示。 平滑概述 在統(tǒng)計學和圖像處理中，通過建立近似函數(shù)嘗試抓住數(shù)據(jù)中的主要模式，去除噪音、結(jié)構(gòu)細節(jié)或瞬時現(xiàn)象，來平滑一個數(shù)據(jù)集。噪聲和干擾使得原本均勻連續(xù)變化的圖像灰度分布發(fā)生突變，造成一些虛假或不完整的零件圖像的邊緣或輪廓，使圖像的總體質(zhì)量變差，這樣 既 影響圖像的視覺效果， 又 影響待測零件邊緣幾何參數(shù)的獲取。 圖 抽取顏色平面函數(shù)設(shè)置 彩色圖像經(jīng)顏色平面抽取，可以得到灰度圖像。 武漢理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 讀取圖像程序 圖 采集到的圖像 零件圖像的預處理方法 由于攝像頭采集的圖像為彩色圖像，但是 大部分的測試測量都是使用的灰度圖像。 圖 釋放 USB 攝像頭 VI 釋放 USB 攝像頭資源，為下一次采集做準備。 圖 創(chuàng)建圖像數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 因為圖像文件非常大，如果直接傳輸?shù)脑挿浅：臅r，因此需要創(chuàng)建一個圖像緩沖區(qū)來提高系統(tǒng)運行速度，提高效率。 （ 2） 調(diào)用 IMAQ USB 完成 USB 攝像頭的初始化工作，如圖 。 要想成功讀取采集到的零件圖像必安裝好驅(qū)動程序，可在 NI MAX 中產(chǎn)看是否安裝成功，如圖 。經(jīng)過實際驗證，該方案是切實可行的，實現(xiàn)了設(shè)計要求，達到預期效果。此工具是實驗室進行快速視覺效果驗證的理想工具，也是生產(chǎn)線實現(xiàn)簡易測試的 理想 測試平臺。它將 400 多種功能集成到 LabVIEW 和 Measurement Studio(LabWindows/CVI,Visual C++及 Visual Basic)開發(fā)環(huán)境中。 IMAQ Vision 是一個功能強大的函數(shù)庫，提供了在 LabVIEW 平臺上開發(fā) 機器視覺系統(tǒng) 所需要的各種子程序，例如圖像采集、系統(tǒng)校準、圖像處理、幾何量測量等。 圖 本設(shè)計機器視覺系統(tǒng) 光源 被測物體 相機 PC 機 運動控制 武漢理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 首先采用背照式光源將被測物體的特征突出，同時也是減少環(huán)境中雜光對系統(tǒng)的影響，通過運動與控制裝置將被測物體調(diào)整好姿態(tài)送入相機視野內(nèi)，是物體相對靜止，便于后續(xù)測量，然后攝像機將采集到的圖像傳到 PC 機中經(jīng)行測量。 運動控制機構(gòu)：控制檢測系統(tǒng)的機械運動部分，保證檢測過程中運動平穩(wěn)有效。在進行高度圖像采集 時，需要注意采集卡的采樣頻率是否滿足要求。在對圖像灰度有更精確要求時，可使用 10 位、 12 位、 16 位等來表示圖像的灰度；彩色 圖像：可由 RGB(或者 YUv)3 種色彩組合而成。 圖像采集卡的技術(shù)參數(shù)主要有以下幾個： （ 1）圖像傳輸格式：圖像采集卡需要支持系統(tǒng)中相機所采用的輸出信號格式。因此，這一任務通常使用圖像采集卡來完成。 在實際工業(yè)應用中，應根據(jù)相機的選擇，整體系統(tǒng)方案來選擇合適的工業(yè)鏡頭。鏡頭光圈的大小一般用 F 數(shù)來表示。 （ 3）分辨率：分辨率描述的是光學系統(tǒng)能夠分辨的最小物體的距離一般用成對的黑白相叫線來標定鏡頭的分辨率，即：每毫米多少線對 (1plmm)。 鏡頭選擇 鏡頭選擇要根據(jù)相機的傳感器尺寸、支座接口形式以及被測量的零件尺寸等進行綜合考慮。 在實際工業(yè)應用中， 通常采用 CCD 攝像機作為的圖像傳感器。 典型的 CCD/相機由光學鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅(qū)動器、模擬數(shù)字信號處理電路組成。 這些像素的電壓被以灰度值的形式輸出，所有像素放在一起就形成了圖 像， 發(fā)送給計算機。 本系統(tǒng)采用背光照明光源，光源均勻的從被檢測物體的背面，可以獲得高清晰的輪廓，突出 物體外形檢測、尺寸檢測等等，如圖 所示。 武漢理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 光源選擇 光源是成像系統(tǒng)生成圖像的關(guān)鍵模塊，光源的質(zhì)量會直接關(guān)系到拍攝圖像的畫質(zhì)和清晰度，一個好的光源采集的圖像能夠使測量精度更加精確，并且很有可能簡化系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計，提高圖像檢測精度 。 圖 典型的機器視覺系統(tǒng) 基于 PC 機的機器視覺系統(tǒng)一般由圖像采集、圖像分析處理、結(jié)果輸出與執(zhí)行幾個部分組成。 武漢理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2 章 基于圖像的 零件長度 檢測系統(tǒng)總體 設(shè)計 零件長 度 檢測系統(tǒng) 設(shè)計要求 在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中測量零件的尺寸，要求測量系統(tǒng)必須要具備高速、高精度、穩(wěn)定、安全、可移植等特點，應能滿足現(xiàn)代工業(yè)快速測量需求。 （ 3） 研究 基于 LabVIEW 的標定方法 ， 可以很有效的消除圖像中線性與非線性的畸變，操作簡單，測量精度高， 利用標定獲得的內(nèi)參數(shù)校正采集到的圖像的畸變，提高測量效果。從理論上對 圖像處理 尺寸檢測進行研究，設(shè)計適合課題要求、與硬件設(shè)備配套使用的視覺檢測程序。課題的目標是利用圖像處理在工業(yè)檢測中的優(yōu)勢對工業(yè)產(chǎn)品中基本的直線和圓形特征進行檢測。 基于虛擬儀器的視覺測量系統(tǒng)融合了最新的傳感器、電子測量和計算機等技術(shù)，使得視覺檢測設(shè)備具有前所未有的速度、靈活性、測量精度和資源的可重用性。因此，虛擬儀器是儀器發(fā)展史上的一場重要革命，代表著儀器發(fā)展的最新方向，并且是信息技術(shù)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域，對科學技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展將產(chǎn)生巨大的作用，也必將成為儀器發(fā)展的方向和趨勢。在虛擬儀器系統(tǒng)設(shè)計中，硬件系統(tǒng)僅僅是為了解決信號的輸入輸出，軟件系統(tǒng)才是整個儀器的關(guān)鍵，基于軟件系統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)可以大大節(jié)省開發(fā)和維護費用。輸出結(jié)果以多種形式展示，而后利用計算機強大的軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析和處理，從而完成各種測試功能的一種計算機儀器系統(tǒng)。 3 微米。同樣采用 795*595 象素數(shù)的 CCD傳感器，根據(jù)活塞環(huán)本身幾何參數(shù)的特點推導出了活塞環(huán)各個參數(shù)之間的關(guān)系。需要根據(jù)具體項目的特點選擇合適的采集系統(tǒng)以及軟件平臺。文獻將工業(yè)中應用的圖像處理控制系統(tǒng)分為四個類別：尺寸質(zhì)量、表面質(zhì)量、裝配結(jié)構(gòu)和操作質(zhì)量。隨著圖像測量技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域的應用，運用圖像處理技術(shù)對機械零件尺寸進行檢測，是機械工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)檢測的發(fā)展的必然趨勢之一。 (3)在機械加工和生產(chǎn)的過程中通常會使用到許多復雜結(jié)構(gòu)的零件 (如齒輪、螺紋、凸輪等），圖像檢測技術(shù)對于此類形狀復雜、參數(shù)繁多的機械零件，只需要一幅或多幅圖像就可以獲得精確的輪廓信息，然后采用與零件參數(shù)相適應的軟件檢測算法就可以很快的得到檢測結(jié)果。圖像測量技術(shù)具有非接觸、動態(tài)測量范圍大的特點，對于微小機械零件的測量 (例如毫米級的軸承、細鋼絲直徑等 )，只要通過調(diào)節(jié)攝像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，即可方便的實現(xiàn)毫米量級、微米量級甚至納米量級的參數(shù)測量。這種方法具有非接觸、動態(tài)測量范圍大、高精度測量速度、在線監(jiān)測、信息量豐富等優(yōu)點，在諸多領(lǐng)域得到發(fā)展迅速。傳統(tǒng)的機械零件尺寸檢測工具主要有游標卡尺、量規(guī)、萬能工具顯微鏡、輪廓儀等。 關(guān)鍵詞： 虛擬儀器 ；零件長度檢測；圖像處理； V Abstract The high precision measurement of geometry and size of mechanical parts has always been an important part of industrial production and scientific research,which has a direct effect on production efficiency and quality． With the development and progress of modern industry, the traditional means of measurement can not fully meet the high requirements of the high accuracy and speed measurement of mechanical parts any more in modem industrial production. As the measurement which is based on image processing is known for it’s fast, high precision and flexibility, it has been further studied and widely applied all over the world． This paper shows how to generate safe and efficient automatic measurement system and the subsequent data processing method with the LabVIEW as it’s platform and the camera ,and camera lens ,back light source and the image acquisition card as it’s image acquisition device . The main research contents are as follows: (1) Build image processing system based on the test object. Such as light source, camera, the choice of software platform. (2) The processing of the image acquisition , so as to make the measurement characteristicsit obvious. Such as use median filter, convolution calibration and Calibration to preprocess the image . (3) Using LabVIEW’s visual tools to realise most of the function,and generate the initial code, then plete the every system functions on the basis of it . Such as increase the function to processe data which is tested and saved it to the access database . (4) To test the system’s function and reliability by means of building the experiment platform . Such as use illumination, or vibration to test the reliability of the system . This paper firstly introduces the development of the measurement technology based on image all over the put forward my own design scheme of software and hardware system and do the research on processing method to machine part image to get the length information .And finally test the integrity,reliability and stability of the system fuction by doing experiments. Key Words： LabVIEW。如增加測數(shù)據(jù)的處理及保存到 Access 數(shù)據(jù)庫功能。如光源、相機、鏡頭、軟件平臺等的選擇?；趫D像處理的檢測技術(shù)以其快速、精確、柔性高等特點在國外得到了深入研究和廣泛應用，在國內(nèi)也越來越受到重視。 ：任務書、開題報告、外文