纬斜检测中普通图像采集卡在LabVIEW下的应用

纬斜检测中普通图像采集卡在LabVIEW下的应用张峰东华大学机械工程学院(上海200051)Email: braveagle@摘 要：利用图像处理的方法对织物纬斜进行检测，与传统的光电检测方法相比具有很大的优越性。

同时，美国国家仪器公司的虚拟仪器技术和图像处理工具包进行图像处理有强大的功能。

美国国家仪器公司在推出LabVIEW语言的同时，也推出了一系列的数据采集卡，但实际应用中往往会用到第三方厂家生产的数据采集卡，在这种情况下就需要使用LabVIEW 提供的外部程序接口。

本文以SDK2000 图像采集卡为例，介绍具体的实现过程。

关键词：纬斜检测 虚拟仪器 LabVIEW 动态链接库1 引言目前在国内外，纬斜的检测方法主要以光电检测为主。

系统由光电传感器、前置放大电路、微处理器、调节器和执行机构组成[1]。

一般的布幅采用4对或6对光电传感器，宽的布幅采用8对光电传感器，布幅越宽，传感器的数目越多，但是传感器的数目增加会大大增加系统的复杂性。

无论传感器数目的多少都是对纬纱上有限点的检测，采用图像处理的方法就可以对纬纱上尽可能多的点进行检测，从而得到更详实的数据。

[2]LabVIEW是基于图形化编程语言G的开发环境[3]，包括丰富的用于数据采集,分析,表达和数据存储的库函数，含有传统的编程开发工具，可以设置断点，可以让程序动画式运行以观察程序的运行细节，还可以单步运行，这些均使程序的调试和开发更为简化。

其中的图像处理工具包(IMAQ)具有强大的图像处理功能，在它的基础上开发的虚拟仪器具有快捷、高效的特点，但是必须先安装NI公司配套的图像采集卡，比较典型的有IMAQ 1408、IMAQ 1424等。

LabVIEW通过自带的仪器驱动程序与配套的图像采集卡进行通讯，仪器驱动程序是控制可编程仪器的VI库。

LabVIEW仪器驱动程序可以使用户不必学习各种仪器的低级编程协议，从而简化了仪器的控制，缩短了测试开发时间。

然而LabVIEW配套的图像采集卡成本较高，如果采用一般的图像采集卡，就必须自己配制驱动程序。

本文以天敏公司的SDK2000 图像采集卡为例，介绍具体的实现过程。

2 图像采集卡的驱动在LabVIEW中可以有两种方法调用外部函数，一种称为CIN(Code Interface Nodes)，但必须事先安装AAP(Advanced Analysis Package),此软件包必须另行购买，对于未购买此软件包的用户，则只能采用另外一种方法，调用DLL(Dynamic Link Library)，也就所谓的动态连接库。

首先，在Block Diagram中调用Advanced模块中的Call Library Function(CLF)函数(如图1所示)，右键点击此函数，选中“Configure…”选项后，将弹出配制对话框(如图2所示)。

在此对话框中，第一个参数Library Name or Path，填入需要调用的动态连接库的名字。

第二个参数Function Name，是连接库中要调用的函数名称。

第三个参数Calling Convernations 是函数中参数传递方式的选择，选择默认值就可以了。

接下来的4个选项Parameter，Type，Data Type，Pass分别是参数名称、参数类型、数据类型转换、参数传递方式。

其中需要注意的是Data Type(数据类型转换)选项，在不同的编译平台下，数据类型的定义名称是不一样的，为了将数据类型一一对应，在LabVIEW中必须将数据类型名称定义进行转换。

最后一个需要注意的参数选项是线程安全选择，如果编译生成的DLL是线程安全的(即能同时为其它程序调用)则选择Reentrant选项,否则选择Run In UI Thread。

[4]3 软件编程 图1 Call Library Function 函数图2 DLL配置对话框SDK2000图像采集卡提供的Visual C++ IDE程序开发包包含了外部程序调用的共享函数库，但是有些函数不能直接用CLF节点进行调用。

主要有两个原因：库函数的参数类型与LabVIEW不兼容；图形化语言对于一些底层化操作不易实现。

SDK2000图像采集卡提供的库函数含有LabVIEW 不支持的数据类型，并且很多函数涉及到一些底层操作，如文件读取和内存管理。

为了正确调用函数并返回有效数据，解决这两个问题是关键。

SDK2000 提供的共享函数库使用了很多LabVIEW 不支持的参数类型，如RECT、VIDEOSTREAMINFO 等。

为了正确调用这些函数，必须用CIN 节点或者重写函数库的方法对这些函数进行重新封装。

同时，由于SDK2000提供的函数众多，为了在LabVIEW中调用方便，可以把许多函数的功能通过重写DLL在一个函数中实现。

接下来，需要进行DLL的重写工作，编译环境使用Visual C++ 6.0 Enterprise Edition。

这里仅以初始化函数为例，说明重写函数库的编写过程，其中用到了SDK2000共享函数库中的多个共享函数，如DSStream_EnumVideoCaptureDev、DSStream_IsConnected、DSStream_ConnectDevice等。

3.1 编写DLL链接库在VC 中使用MFC Application(dll)建立一个名字为Initialize的工程，然后在Initialize.cpp中键入以下代码：void CInitializeApp::Initialize(){ HRESULT hr;id,iCardNumbe;intbIsConnected = TRUE;BOOLcharszDeviceName[MAX_DEVICE_NUM][MAX_DEVICE_NAME_LEN];charsz10Moons[] = {"10Moons"};const//寻找可用的卡，剔除非10Moons卡hr = DSStream_EnumVideoCaptureDev(szDeviceName, &iCardNumber);if(FAILED(hr)){ AfxMessageBox("枚举失败", MB_OK, 0);return;}id<iCardNumber; id++)for(id=0;{ szDeviceName[id][7] = '\0';hr = DSStream_IsConnected(id, &bIsConnected);if(FAILED(hr)){ bIsConnected = TRUE;break;}if(_stricmp(szDeviceName[id], sz10Moons) != 0){ bIsConnected = TRUE;continue;}if(!bIsConnected)break;}//无可用的卡if(bIsConnected || id>=iCardNumber){ AfxMessageBox("无可用的卡", MB_OK, 0);return;}//连接卡：默认使用 Preview 模式bOverlay = FALSE;BOOLconsthr = DSStream_ConnectDevice(id, bOverlay);if(FAILED(hr)){ AfxMessageBox("连接视频卡失败!", MB_OK, 0);return;}}3.2 编写过程的几点说明：z为了能够使用SDK2000提供的共享函数，必须根据DSStream.DLL 使用说明对VC6.0的环境进行配置：1.将SDK安装目录下的Inc 和 Lib 目录路径分别加入VC++工程设置的“C/C++- Preprocressor – Additional include directories”和“Link – Input –Additional library path”中。

2.将 Lib\DSStream.lib 文件加入工程设置的“Link – General – Object/librarymodule”中。

3.将 Inc\DSStream.h 文件加入工程，并 #include “DSStream.h”。

4.将 Exe\DSStream.dll 文件拷入系统目录或其他系统能找到的目录中。

z为了正确使用LabVIEW 中的数据类型，必须在MySDK2000.cpp 中手工加上#include “extcode.h”的声明。

头文件”extcode.h”中定义了CIN 和外部子程序所用到的基本数据类型和许多函数等，用以解决某些常量和数据类型与系统头文件的冲突。

[5] [6]3.3 在LabVIEW中调用动态链接库配置CLF节点的各项参数(见图2)。

第一个选项为函数库文件名和路径，选择刚才编译的文件Initialize.dll；第二个选项为函数名，选择Initialize；第三项设置返回和传递参数。

4 结论本文在利用图像法检测织物纬斜的研究中遇到了普通图像采集卡在LabVIEW中的应用这个问题，并且通过LabVIEW中的CLF节点和重写SDK2000的共享函数库对这个问题作出了较好的解决。

实践证明通过重写动态链接库的方法，第三方DAQ 设备可以更协调地使用于LabVIEW 开发环境中。

参考文献[1]荆 涛. 染整设备机电一体化[M]. 中国纺织出版社. 1997：204[2]张 峰. 基于图像处理的织物纬斜检测系统研究[J]. 北京: 中国科技论文在线，2005[3]杨乐平，李海涛等. LabVIEW 程序设计与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2001：3[4]杨乐平，李海涛等. LabVIEW 高级程序设计[M]. 北京：清华大学出版社，2003：286[5]National Instruments Corporation, LabVIEW User Manual, 1998[6]Using External Code in LabVIEW, National Instruments Corporation, 2001Application of Common image board in LabVIEWduring Weft Detection of FabricsZhang FengMechanical Institute of Donghua University, Shanghai, PRC, 200051AbstractThe method of image processing to detecting fabric bias is more advantageous than the traditional weft-detection method. On the other hand, the kit called IMAQ of National Instrument is powerful on image processing. NI has been developing virtual instrument, at the same time it has serials of image boards. But in the work, other image boards often are used. In this case, the interface node of LabVIEW doesn’t avoid to be used. This paper with familiar SDK2000 image board for an example, introduce how to attain this purpose by rebuilding the dynamic link library.Key Words: bias-weft detection, virtual instrument, LabVIEW, Dynamic Link Library.。