机器视觉论文机器视觉论文

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基于机器视觉的色标判读系统

摘要:色标是用来表示特定含义的一种标识,一般用于流水作业场合,

利于产品的快速识别和分类。随着现代自动化工业的来临,原有简单

的单色色标识别已不能满足快速的工业需求,因此一种对系列色标组

合判读的方法就诞生了。本设计通过Visual Basic编程实现,经过色标定位、颜色提取、色标对比识别等一系列步骤来实现色标判读。以色环电阻为例,首先将被测色环电阻图片输入软件,软件通过图像识

别确定电阻环数、电阻正反及色环颜色的数据,然后通过色环电阻阻

值计算公式确定阻值。本设计具有识别速度快、使用方便、可扩展性高等优点。

关键词:色标;Visual Basic 6.0;色环电阻;机器视觉

Reading System for Color Tag Based on Machine Vision ZHU Guang, YANG Yong-yue, ZHANG Jian-jie

(Hefei University of Technology School of Instrument Science and

Opto-electronics Engineering, Hefei Anhui 230009, China) Abstract: Color Tag indicates a special meaning, which is usually used to recognise and classify products in pipelining

occasion. As the time of modern roboticized industry comes, quondam homochromous Color Tag is too simple to satisfy double-quick industrial demand.As a result, the technique of judgement of series Color Tag has its naissance. The technique comes true here via programing with Visual Basic. In order to recognise it, we orientate the Color Tag, distill the color and contrast one color with another. For example, we can figure out the value of color-ringed resistance by the technique. At first, wo input a picture of the resistance. The programme itself will tell us the direction, the rings and their color, then it calculates the value of the resistance by a special formula. The designment is excellent because it is convenient to use widely and it recognises quickly.

Keywords: color tag; Visual Basic 6.0; color-ringed resistance;machine vision

引言

色标是用来表示特定含义的一种标识,一般用于流水作业场合,

利于产品的快速识别和分类。本设计以色环电阻为例,通过机器视觉

系统拍摄色环电阻的色环色标图像,利用Visual Basic编写程序,经

过图像输入、图像校正、色标定位、颜色提取、色标对比识别等一系列步骤来实现色标判读。

1 基于机器视觉的色标判读

1.1实验系统组成

基于机器视觉的色标判读系统利用高速CCD摄像机直接得到需判读色标的图像,在本文中即是色环电阻的图像。由输入设备进入计算机的图像有可能存在倾斜,所以需对图像进行直线度检测和水平校正。得到校正后的图像之后根据色环电阻阻值的确定规则利用Visual Basic编写判读程序,实现色环电阻阻值的判读。系统框架如图1所示。

1.2图像水平校正

由于色环电阻相对位置的不确定性,需要对图像进行直线度检

测和水平校正。主要的直线拟合算法有最小二乘拟合,下面做简单的介绍。

设已知线性函数的形式为:

y=kx+b(1)

设在等精度测量条件下得到一组测量数据

ρ-θ(xi,yi),(i=1,2,....n)。将xi代入公式(1)中可以得到n个理论值yi。偏差的平方和为:

由最小二乘法原理分别对上式中的k和b求偏微分,并令其为0得到

整理为

xk+b=y (4)

x2k+xb=xy

由此可以解得

b=y-kx

上式中

这样就可以用最小二乘法求出最佳直线的两个参数k和b,从而确定了这条直线,这种方法也称为直线拟合。实际上,最小二乘法思想的几何意义就是利用已知的测量数据点来确定一条最佳直线,这条直线所有测量点的距离平方和最小,校正效果图如图2所示。

1.3色环电阻阻值判读

色环电阻一般来说有三环、四环、五环和六环4种类型,其中五环电阻最为常见,因此本设计以五环电阻为研究对象。一般的五环电阻如图3所示。

色环电阻通过电阻上五个色环的颜色及其排列顺序来表示其阻值,其色环颜色含义如表1所示。将电阻色环颜色与表1对照,得到其色环数据,然后根据公式(7)计算电阻阻值。

R=(A×100+B×10+C)×D±E(7)

例如图3所示电阻,第一环为红色,表示2;第二环为黄色,表示4;第三环为绿色,表示5;第四环为棕色,表示10Ω;第五环为金色,表示5%,然后根据公式(7)计算阻值——(2×100+4×10+5)×10Ω±5%,即2,450Ω±5%。

1.4 电阻色环排列顺序确定

色环电阻是应用于各种电子设备最多的电阻类型,无论怎样安装,维修者都能方便的读出其阻值,便于检测和更换。但在实践中发现,有些色环电阻的排列顺序不甚分明,往往容易读错,在识别时可运用

如下技巧加以判断。

棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用作误差环,又常作为有效数字环,且常常在第一环和最末一环中同时出现,使人很难识

别谁是第一环。在实践中,可以按照色环之间的间隔加以判别,比如对