【正文】 品牌 羅技感光元件類型 COMS最大分辨率 1024*768（軟件增強(qiáng)）聚焦類型 持續(xù)聚焦型號(hào) C170 由攝像頭采集到的圖像由USB接口傳到LabVIEW上位機(jī)上完成數(shù)據(jù)的處理、人機(jī)交互等功能。 界面分為兩個(gè)界面，主界面用于測(cè)量過(guò)程的控制、圖像的顯示以及模式轉(zhuǎn)換。副界面用于測(cè)量結(jié)果的處理，包括顯示以及寫(xiě)入Access據(jù)庫(kù)。（a）控制面板（b）結(jié)果顯示面板 由于資金原因，因此實(shí)驗(yàn)裝置比價(jià)簡(jiǎn)陋，本文就以取材容易，而且特征較為明顯的美工刀片作為例子，代替機(jī)械零件，來(lái)驗(yàn)證本系統(tǒng)的功能完整性與可靠性。測(cè)量刀刃之間的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量的結(jié)果為： 。177。 mm都為合格。 刀片實(shí)際尺寸 本章通在不同角度光照，震動(dòng)，刀片在不同位置下分別測(cè)量1000個(gè)數(shù)據(jù)，分析研究各個(gè)因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而確定一套合理的測(cè)試流程以及分析比較系統(tǒng)的性能。 理想條件測(cè)量 所謂理想條件是：無(wú)震動(dòng)，光照等外界影響，而且系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)行流暢穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)始測(cè)量。結(jié)果（cm）個(gè)數(shù)（個(gè)）1000是否合格合格 結(jié)論：如上表所示，在此條件下測(cè)量的結(jié)果穩(wěn)定可靠，但是在此條件下進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，要求硬件支持，成本較高。 有專業(yè)的圖像采集裝置采集到的圖像與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作對(duì)比， 由專業(yè)的工業(yè)黑白相機(jī)以及背光光源采集的零件圖像，測(cè)得的刀片長(zhǎng)度結(jié)果。結(jié)果（cm）個(gè)數(shù)（個(gè)）1000是否合格合格 結(jié)論：該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法以及圖像采集部分的設(shè)計(jì)是正確可靠的。 理想條件不固定位置測(cè)量 所謂理想條件是：無(wú)震動(dòng)，光照等外界影響，而且系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)行流暢穩(wěn)定時(shí)，開(kāi)始測(cè)量。 不固定位置為在相機(jī)視野內(nèi)，不同旋轉(zhuǎn)角度，不同位置下測(cè)得的結(jié)果。結(jié)果（cm）個(gè)數(shù)（個(gè)）28161245231335是否合格合格合格合格合格合格 結(jié)論：由于采集的圖像存在畸變，所以相機(jī)視野內(nèi)不同位置測(cè)量的結(jié)果也會(huì)不同，由上表分析可知，位置影響測(cè)量結(jié)果較大。（1）垂直光照。 如圖上所示，在垂直強(qiáng)光照射下，刀片反光導(dǎo)致圖像模糊，使軟件不能正確識(shí)別被測(cè)物體。 結(jié)論：垂直強(qiáng)光照射下系統(tǒng)不能正常測(cè)量。（2） 同一位置低角度光照，結(jié)果（cm）個(gè)數(shù)（個(gè)）409573是否合格合格合格合格 結(jié)論：如上表所示，在此條件下合格率較高，但數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。由此可見(jiàn)光照對(duì)測(cè)量有一定影響，在硬件設(shè)計(jì)方面應(yīng)該增加幾塊擋光板來(lái)阻止各種角度光照的影響。無(wú)規(guī)則震動(dòng)影響下，結(jié)果（cm）個(gè)數(shù)（個(gè)）2249521188是否合格合格合格合格合格不合格 結(jié)論：如上表所示，在此條件下合格率為98%。由此可見(jiàn)無(wú)規(guī)則震動(dòng)改變了相機(jī)與工作平面之間的距離，應(yīng)為該設(shè)計(jì)測(cè)量精度不高，所以對(duì)測(cè)量結(jié)果影響不大，但消除震動(dòng)的影響，采用專業(yè)的光源和相機(jī)能獲得更高精度的測(cè)量結(jié)果。 本設(shè)計(jì)硬件主要由相機(jī)，光源構(gòu)成，所以不同方向的光照射會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。并且標(biāo)定固定的工作平面與相機(jī)的位置，因此震動(dòng)也會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差。 軟件方面，雖然本設(shè)計(jì)測(cè)量的刀片在相機(jī)視野的不同位置不同角度都能測(cè)量其長(zhǎng)度，但是有些位置測(cè)量的精度不高，影響測(cè)量效果。 經(jīng)過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論：（1） 該檢測(cè)系統(tǒng)方案正確可靠，無(wú)論是測(cè)圖像采集方案還是算法設(shè)計(jì)方面，都是正確的。（2） 系統(tǒng)的抗震動(dòng)，低角度光照干擾能力比較好。（3） 在實(shí)際應(yīng)用中，采用專業(yè)相機(jī)，專業(yè)光源以及其他專業(yè)設(shè)備，其測(cè)量效果更好，性能更加穩(wěn)定。 本章主要通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證外界因素對(duì)本系統(tǒng)帶來(lái)的影響，描述了不同影響對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾的程度。還對(duì)本系統(tǒng)的誤差來(lái)源做了詳細(xì)的分析，對(duì)以后實(shí)際應(yīng)用提供了參考?？偨Y(jié)與展望 基于圖像處理的零件尺寸檢測(cè)技術(shù)具有非接觸、在線實(shí)時(shí)、速度快、精度合適、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的零廢品生產(chǎn)的目標(biāo)，適應(yīng)了現(xiàn)代制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展要求，在實(shí)際中顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和圖象處理技術(shù)，以現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中常用的零件的基本尺寸參數(shù)檢測(cè)作為研究對(duì)象，適應(yīng)大批量生產(chǎn)和檢測(cè)的需要，尤其是在消費(fèi)電子行業(yè)和包裝，能極大的克服傳統(tǒng)的隨機(jī)抽樣的人工檢測(cè)的弊端，開(kāi)展面向尺寸檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的研究工作，現(xiàn)將本文的主要研究工作進(jìn)行總結(jié)并提出進(jìn)一步研究的設(shè)想。 （1）闡述了機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用狀況和開(kāi)展視覺(jué)檢測(cè)的重要性。介紹了基于虛擬儀器的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的基本理論，在對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的概念與原理做了論述。對(duì)基于虛擬儀器的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主流開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW和圖像處理工具包IMAQVision在功能及特點(diǎn)等方面做了介紹。 （2）在介紹機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，選擇適用于本文的相機(jī)以及光源構(gòu)建了整個(gè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。 （3）論述了機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)中的數(shù)字圖象處理技術(shù)，重點(diǎn)討論了在本文研究的尺寸視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中所涉及到的圖象處理技術(shù)和算法，包括彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，圖像的濾波，圖像的邊緣檢測(cè)技術(shù)等。 （4）鏡頭的畸變對(duì)于機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度有著一定影響。本文研究了帶畸變的相機(jī)標(biāo)定方法，利用IMAQ函數(shù)庫(kù)中的函數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，取得了良好效果。 （5）編寫(xiě)了軟件程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 從以上研究工作中可以看出，以計(jì)算機(jī)圖象處理技術(shù)為手段的基于虛擬儀器的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量控制中有著廣闊的應(yīng)用前景。雖然本文提出了一些方法，并實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單零件某些形位尺寸的測(cè)量，但仍存在很多問(wèn)題，主要有： （1）測(cè)量系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)零件圖像的處理得到其尺寸，而圖像的獲取受外界很多因素的干擾。所以本系統(tǒng)還需在抗干擾能力上進(jìn)一步提高，以適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的需要。 （2）本系統(tǒng)只是說(shuō)明了一個(gè)快速構(gòu)建測(cè)量系統(tǒng)的方法。所以本文所設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)精度比較低，在實(shí)際應(yīng)用中需要改進(jìn)。 （3）本系統(tǒng)只是對(duì)零件的部分尺寸并且只限于平面尺寸進(jìn)行了測(cè)量，因此測(cè)量范圍需要擴(kuò)展。 在本文的研究基礎(chǔ)上還可開(kāi)展進(jìn)一步的研究，完善本套機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的功能，提升機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的研究和應(yīng)用水平。下一步的研究可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： （1）可以使用自動(dòng)調(diào)焦的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的被測(cè)量特征在距離鏡頭不同尺寸的情況下的自動(dòng)測(cè)量。 （2）可以使用自動(dòng)工作臺(tái)，對(duì)工件進(jìn)行移動(dòng)來(lái)使測(cè)量的特征盡量處于鏡頭中心處，保證測(cè)量精度的同時(shí)擴(kuò)大測(cè)量尺寸范圍。 （3）可以深入研究機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)的算法，建立完善的機(jī)器視覺(jué)創(chuàng)建流程，提高機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的軟件性能。參考文獻(xiàn)[1] 吳曉波，楊永琴．圖像測(cè)量技術(shù)的新應(yīng)用[J]．光學(xué)精密工程．1998，6(3)：10．15．[2] 田曉娟．基于圖像識(shí)別的零件幾何量檢測(cè)[D]．西安工業(yè)大學(xué)．2009．05．04．[3] 苗世迪．基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的機(jī)械零件尺寸測(cè)量研究[D]．哈爾濱理工大學(xué)，2006．03．[4] 趙永濤．基于CCD的機(jī)械零件尺寸測(cè)量研究[D]．西安工業(yè)大學(xué)，2010．06．[5] 輿水大和．江濤．機(jī)器視覺(jué)的研究動(dòng)向．紅外．1996，03：8．10 [6] FranciLahajnar,Rok Bernard，Machine visionsystemforinspectingelctric plates．ComputerinIndustry,2002，47：113122[7] 馬道文．基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的活塞環(huán)閉口間隙測(cè)量系統(tǒng)研究．合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文．2003：60．61 [8] 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打開(kāi)Main函數(shù)，將打開(kāi)兩個(gè)界面，將被測(cè)零件放在攝像頭下方的測(cè)量平面上。點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，開(kāi)始測(cè)量。 加載UDL文件路徑，連接數(shù)據(jù)庫(kù)，若等變綠說(shuō)明連接成功。輸入要?jiǎng)?chuàng)建表名稱，創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。、創(chuàng)建、刪除 等待系統(tǒng)穩(wěn)定后，選擇測(cè)量模式，有單側(cè)測(cè)量和連續(xù)測(cè)量，兩種模式。點(diǎn)擊紀(jì)錄開(kāi)始按鈕開(kāi)始紀(jì)錄數(shù)據(jù)。 輸入要查看的數(shù)據(jù)表名稱，點(diǎn)擊查看按鈕，讀取紀(jì)錄的數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)觀測(cè)測(cè)量的結(jié)果和當(dāng)前正在檢測(cè)的零件圖像。 在Main界面，點(diǎn)擊停止按鈕，結(jié)束測(cè)量。致謝 本文是在黎水平老師悉心指導(dǎo)下完成的。從論文選題到項(xiàng)目的最終完成，特別是當(dāng)論文遇到困難時(shí)，導(dǎo)師總是給予我耐心指導(dǎo)和不懈的支持。黎老師嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng)，都深深激勵(lì)著我，感染著我。在此特向黎老師致以衷心的感謝和崇高的敬意! 感謝205寢室的同學(xué)對(duì)我的許多幫助和指導(dǎo)!在日常學(xué)習(xí)和論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，他們給了我很多的幫助。在此，向他們表示誠(chéng)摯的謝意! 特別感謝我的家人對(duì)我的支持和鼓勵(lì)! 感謝指導(dǎo)幫助過(guò)我的所有老師、同學(xué)及朋友！75