实训一机器视觉技术

实训一机器视觉技术

一）机器视觉技术

1. 目标-图像摄取装置（CMOS和CCD）T图像信号-图像处理系统T数字化

信号

2. 机器视觉系统组成部分：光源、镜头、相机、图像处理单元、图象处理软

件、监视器、输入/ 输出控制单元。

3. 特点：提高生产的柔性和自动化程度。

4. 应用：生产流水线的检测系统（汽车零件、纸币印刷质量）、智能交通管

理系统、金相分析、医疗图象分析、无人机、机器人等。

（二）机器视觉实训系统

大恒DHLAB-BASE-PY-AF平移式机器视觉教学实验平台

组成部分：相机安装模块、光源安装模块、平台方形载板、运动控制面板由组成部分可推测，在机器视觉系统识别物体时，相机的焦距、光源的种类、光圈的大小、曝光时间的长短、载板移动速度的大小都将会对获取图像产生不同的影响。

平台：速度可调；手动或自动运动模式；摄像头：紧凑型数字摄像机

感光元件：1/1.8” CCD分辨率为1628（H）x 1236 （V）;像素

尺寸4.4um x 4.4um。

（三）实训内容【1】一维条码检测

1. 条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符，在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。

2. 摄像机位置离检测平面大概47cm,光源离检测平面约36cm。

3. 实验步骤如下：

①放置条形码在载物平台上，使其处于镜头正下方；

②调整焦距、改变光圈大小，使物体清晰，对比度高、明暗适中；

③利用计算机软件控制相机对物体成像；

④通过改变曝光量、增益、光源、载物台移动速度，观察成像结果并加以比较。

⑤结果如下：

条形码A不开光圈、无速度口冃、、［/增益识别结果

10000没有图像

25000不能识别

600000正确识别

600005正确识别

60000 6.4错误识别

600007没有图像

条形码B不开光圈、无速度仃耳、［/

曰. 增益识别结果

600002没有图像60000 6.4正确识别6000020错误识别35000 6.4不能识别40000 6.4正确识别

开光圈仃耳、［/

曰. 增益识别结果

60000 6.4没有图像2000 6.4正确识别

速度仃耳、［/

曰. 增益识别结果

小60000 6.4正确识别

中60000 6.4错误识别

大60000 6.4错误识别

⑥部分截图

⑦思考题

a. 想要调整平台移动速度，可以使用平移平台控制面板[速度调整] 部分，打

开速度调整按钮，旋转旋钮，控制速度。

b. 更换其他条形码，必须再次经过调焦、找到合适位置、适合曝光量、适合增

益，才能够正确识别。否则会出现错误识别或不能成像的结果。

【2】二维码检测

1. 二维码为黑白相间、粗细不同的点阵图形，通过大大小小不同的黑白的点来

存储信息。

2. 检测系统、实验步骤同【1】

3. 结果：曝光量很小时，系统也能够识别；增益数在实验过程中均大于3。

4. 讨论加光源对识别结果的影响：

未补光补光即在此实验中，光源的补充与否并没能直接影响识别精度。只要在实验过程中，注意到曝光量、增益、光圈大小、光源补否之前相互协调，就能够使系统精准检测识别到二维码的内含信息。

讨论改变触发模式对识别结果的影响: 平移平台在移动的过程中，能够受到触发模式的控制。当改动触

发模式为“ Line0‘时，平台在移动经过磁铁标定点时，系统相机自动拍照并只在此时拍照。

此时拍照得到的图像较为清晰，识别准确度提高。

5. 思考题

a. 其他二维码

即系统能够识别如微信、系统自动生成的一些二维码。只是在进行识别前，需要记得调焦、调整曝光量等数据，使系统能够成清晰的像，只有这样，才能精准识别。

b. 编写识别指定二维码的Halcon 程序。

在经过学习原有二维码识别的程序代码后，分析得知只需将过程

中的“识别”语句改为相应的新二维码信息，既可以实现识别功能。

语句改为：M1:=‘ wangxiaohan'

识别功能实现截图如下：

c. 倾斜旋转二维码，系统能够识别。

【3】字符识别

1. 此项实验需要使系统识别特定字符。此字符已由Halcon 算子程序

规定为“ HALCON,出现其他字符不可识别。

2. 实验过程如【1】中的①-④。

3. 实验数据、截图补充如下：

仃见、［/日. 增益识别结果

50000正确识别

50003正确识别

200000正确识别

右遮挡100000不能识别

下遮挡100000错误识别

角遮挡100000错误识别

4. 思考题：对物体遮挡后，系统不能够100%准确识别字符。如上图所示，

遮挡部分字符串或者遮挡下方、边角，都可能使系统不能精确识别字符，还可能会产生错误识别除字符外的物体。

【4】一维测量

1. 本实验测量普通芯片的管脚间距

2. 实验步骤：

①置条形码在载物平台上，使其处于镜头正下方；

②调整焦距、改变光圈大小，使物体清晰，对比度高、明暗适中；

③利用计算机软件控制相机对物体成像；

④划定“匹配区域”，此步骤是为了在实际应用中，使相机在多个零

件中，能够通过匹配区域的特征，识别出需要测量的零件（即芯片）