【正文】 品牌 羅技感光元件類型 COMS最大分辨率 1024*768（軟件增強）聚焦類型 持續(xù)聚焦型號 C170 由攝像頭采集到的圖像由USB接口傳到LabVIEW上位機上完成數(shù)據(jù)的處理、人機交互等功能。 界面分為兩個界面，主界面用于測量過程的控制、圖像的顯示以及模式轉(zhuǎn)換。副界面用于測量結(jié)果的處理，包括顯示以及寫入Access據(jù)庫。（a）控制面板（b）結(jié)果顯示面板 由于資金原因，因此實驗裝置比價簡陋，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，代替機械零件，來驗證本系統(tǒng)的功能完整性與可靠性。測量刀刃之間的長度，用游標卡尺測量的結(jié)果為： 。177。 mm都為合格。 刀片實際尺寸 本章通在不同角度光照，震動，刀片在不同位置下分別測量1000個數(shù)據(jù)，分析研究各個因素對測量結(jié)果的影響，從而確定一套合理的測試流程以及分析比較系統(tǒng)的性能。 理想條件測量 所謂理想條件是：無震動，光照等外界影響，而且系統(tǒng)運行一段時間，運行流暢穩(wěn)定時，開始測量。結(jié)果（cm）個數(shù)（個）1000是否合格合格 結(jié)論：如上表所示，在此條件下測量的結(jié)果穩(wěn)定可靠，但是在此條件下進行自動化測量，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驗平臺作對比， 由專業(yè)的工業(yè)黑白相機以及背光光源采集的零件圖像，測得的刀片長度結(jié)果。結(jié)果（cm）個數(shù)（個）1000是否合格合格 結(jié)論：該實驗說明本測量系統(tǒng)的測量方法以及圖像采集部分的設計是正確可靠的。 理想條件不固定位置測量 所謂理想條件是：無震動，光照等外界影響，而且系統(tǒng)運行一段時間，運行流暢穩(wěn)定時，開始測量。 不固定位置為在相機視野內(nèi)，不同旋轉(zhuǎn)角度，不同位置下測得的結(jié)果。結(jié)果（cm）個數(shù)（個）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，所以相機視野內(nèi)不同位置測量的結(jié)果也會不同，由上表分析可知，位置影響測量結(jié)果較大。（1）垂直光照。 如圖上所示，在垂直強光照射下，刀片反光導致圖像模糊，使軟件不能正確識別被測物體。 結(jié)論：垂直強光照射下系統(tǒng)不能正常測量。（2） 同一位置低角度光照，結(jié)果（cm）個數(shù)（個）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。由此可見光照對測量有一定影響，在硬件設計方面應該增加幾塊擋光板來阻止各種角度光照的影響。無規(guī)則震動影響下，結(jié)果（cm）個數(shù)（個）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%。由此可見無規(guī)則震動改變了相機與工作平面之間的距離，應為該設計測量精度不高，所以對測量結(jié)果影響不大，但消除震動的影響，采用專業(yè)的光源和相機能獲得更高精度的測量結(jié)果。 本設計硬件主要由相機，光源構(gòu)成，所以不同方向的光照射會對其產(chǎn)生一定的影響。并且標定固定的工作平面與相機的位置，因此震動也會給測量帶來誤差。 軟件方面，雖然本設計測量的刀片在相機視野的不同位置不同角度都能測量其長度，但是有些位置測量的精度不高，影響測量效果。 經(jīng)過分析實驗數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論：（1） 該檢測系統(tǒng)方案正確可靠，無論是測圖像采集方案還是算法設計方面，都是正確的。（2） 系統(tǒng)的抗震動，低角度光照干擾能力比較好。（3） 在實際應用中，采用專業(yè)相機，專業(yè)光源以及其他專業(yè)設備，其測量效果更好，性能更加穩(wěn)定。 本章主要通過幾個實驗來驗證外界因素對本系統(tǒng)帶來的影響，描述了不同影響對測量結(jié)果的干擾的程度。還對本系統(tǒng)的誤差來源做了詳細的分析，對以后實際應用提供了參考?？偨Y(jié)與展望 基于圖像處理的零件尺寸檢測技術(shù)具有非接觸、在線實時、速度快、精度合適、現(xiàn)場抗干擾能力強等優(yōu)點，能實現(xiàn)機械產(chǎn)品的零廢品生產(chǎn)的目標，適應了現(xiàn)代制造業(yè)的進步和發(fā)展要求，在實際中顯示出了廣闊的應用前景。本文結(jié)合機器視覺技術(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)檢測作為研究對象，適應大批量生產(chǎn)和檢測的需要，尤其是在消費電子行業(yè)和包裝，能極大的克服傳統(tǒng)的隨機抽樣的人工檢測的弊端，開展面向尺寸檢測的機器視覺系統(tǒng)的研究工作，現(xiàn)將本文的主要研究工作進行總結(jié)并提出進一步研究的設想。 （1）闡述了機器視覺檢測技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應用狀況和開展視覺檢測的重要性。介紹了基于虛擬儀器的機器視覺技術(shù)的基本理論，在對機器視覺技術(shù)的概念與原理做了論述。對基于虛擬儀器的機器視覺系統(tǒng)的主流開發(fā)平臺LabVIEW和圖像處理工具包IMAQVision在功能及特點等方面做了介紹。 （2）在介紹機器視覺檢測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎上，選擇適用于本文的相機以及光源構(gòu)建了整個系統(tǒng)的硬件平臺。 （3）論述了機器視覺檢測中的數(shù)字圖象處理技術(shù)，重點討論了在本文研究的尺寸視覺檢測系統(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，圖像的邊緣檢測技術(shù)等。 （4）鏡頭的畸變對于機器視覺測量系統(tǒng)的測量精度有著一定影響。本文研究了帶畸變的相機標定方法，利用IMAQ函數(shù)庫中的函數(shù)對系統(tǒng)進行了標定，取得了良好效果。 （5）編寫了軟件程序，對系統(tǒng)進行了實驗，分析了實驗結(jié)果。 從以上研究工作中可以看出，以計算機圖象處理技術(shù)為手段的基于虛擬儀器的機器視覺技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)的產(chǎn)品檢測和質(zhì)量控制中有著廣闊的應用前景。雖然本文提出了一些方法，并實現(xiàn)了簡單零件某些形位尺寸的測量，但仍存在很多問題，主要有： （1）測量系統(tǒng)是通過對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一步提高，以適應生產(chǎn)實際的需要。 （2）本系統(tǒng)只是說明了一個快速構(gòu)建測量系統(tǒng)的方法。所以本文所設計測量系統(tǒng)精度比較低，在實際應用中需要改進。 （3）本系統(tǒng)只是對零件的部分尺寸并且只限于平面尺寸進行了測量，因此測量范圍需要擴展。 在本文的研究基礎上還可開展進一步的研究，完善本套機器視覺系統(tǒng)的功能，提升機器視覺檢測的研究和應用水平。下一步的研究可以從以下幾個方面進行： （1）可以使用自動調(diào)焦的方法來實現(xiàn)工件的被測量特征在距離鏡頭不同尺寸的情況下的自動測量。 （2）可以使用自動工作臺，對工件進行移動來使測量的特征盡量處于鏡頭中心處，保證測量精度的同時擴大測量尺寸范圍。 （3）可以深入研究機器視覺檢測的算法，建立完善的機器視覺創(chuàng)建流程，提高機器視覺系統(tǒng)的軟件性能。參考文獻[1] 吳曉波，楊永琴．圖像測量技術(shù)的新應用[J]．光學精密工程．1998，6(3)：10．15．[2] 田曉娟．基于圖像識別的零件幾何量檢測[D]．西安工業(yè)大學．2009．05．04．[3] 苗世迪．基于計算機視覺的機械零件尺寸測量研究[D]．哈爾濱理工大學，2006．03．[4] 趙永濤．基于CCD的機械零件尺寸測量研究[D]．西安工業(yè)大學，2010．06．[5] 輿水大和．江濤．機器視覺的研究動向．紅外．1996，03：8．10 [6] FranciLahajnar,Rok Bernard，Machine visionsystemforinspectingelctric plates．ComputerinIndustry,2002，47：113122[7] 馬道文．基于計算機視覺的活塞環(huán)閉口間隙測量系統(tǒng)研究．合肥工業(yè)大學碩士論文．2003：60．61 [8] 廖強，周憶等．機器視覺在精密測量中的應用．重慶大學學報(自然科學版)．2002，25：14[9] 馬金奎等．機器視覺測試系統(tǒng)．工具技術(shù)．2004，38：129．132[10]雷?。谔摂M儀器技術(shù)的機器視覺系統(tǒng)研究．西北工業(yè)大學出版社，2001[11] and :Theory and Applications Dordrecht,Holland,Reidel,1987[12] Marr : A putationgal investigation into the human representation and processing of visual information .San Francisco: and Company ,1982[13] and .Introduction to Optimization Theory,Englewood Cliffs,NJ,PrenticeHall,1973[14]馬金奎等．機器視覺測試系統(tǒng)．工具技術(shù)．2004，38：129．132[15] 鄭南寧．計算機視覺與模式識別．北京：國防工業(yè)出版社，1998．3[16] ，2012[17],[18]://．ni．/[19][20]附錄A：Main程序前后面板附錄B：Long程序前后面板附錄C：實驗裝置附錄D：零件長度檢測系統(tǒng)使用步驟 任何系統(tǒng)都必須在正確的使用步驟才能得到正確的測量結(jié)果，本章介紹如何正確使用該設計獲得刀片刀刃之間的長度。 將USB攝像頭連接電腦，安裝驅(qū)動程序，將光源與攝像頭放在平整無強烈光照的地方，打開背光光源。 打開Main函數(shù)，將打開兩個界面，將被測零件放在攝像頭下方的測量平面上。點擊運行按鈕，開始測量。 加載UDL文件路徑，連接數(shù)據(jù)庫，若等變綠說明連接成功。輸入要創(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，選擇測量模式，有單側(cè)測量和連續(xù)測量，兩種模式。點擊紀錄開始按鈕開始紀錄數(shù)據(jù)。 輸入要查看的數(shù)據(jù)表名稱，點擊查看按鈕，讀取紀錄的數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)還可以實時觀測測量的結(jié)果和當前正在檢測的零件圖像。 在Main界面，點擊停止按鈕，結(jié)束測量。致謝 本文是在黎水平老師悉心指導下完成的。從論文選題到項目的最終完成，特別是當論文遇到困難時，導師總是給予我耐心指導和不懈的支持。黎老師嚴肅認真的科學態(tài)度，嚴謹求實的治學精神和精益求精的工作作風，都深深激勵著我，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寢室的同學對我的許多幫助和指導!在日常學習和論文的撰寫過程中，他們給了我很多的幫助。在此，向他們表示誠摯的謝意! 特別感謝我的家人對我的支持和鼓勵! 感謝指導幫助過我的所有老師、同學及朋友！75