基于LabVIEW的机器视觉实现.PDF

基于LabVIEW 的机器视觉实现 裴忠发，赵敬斌，罗志增 （杭州电子工业学院机器人研究所，浙江 杭州310037） 摘 要：介绍了从图像获取、图像处理、图像理解等几个方面去实现具 有视觉功能装配机器人的方法。 关键词：机器视觉；图像处理；图像理解 1 引 言 机器视觉是指用计算机来模拟人的视觉功能的一门科学技术，它的目标就是用 图像获取来恢复现实世界的模型，然后认知现实世界。机器视觉是一个相当新颖 而且发展十分迅速的研究领域。自从20 世纪50 年代就着眼于研究统计模式识别 继而开始机器视觉的探讨建立了不少机器视觉理论，如马尔（Marr）计算理论、 正则化理论等，大大地推动了机器视觉研究的发展。目前，机器视觉广泛地应用 于工业检测，医学、遥感图像处理，鉴别、监视系统等方面。 通过对机器视觉的研究，自行编写识别软件和引用美国NI 公司的应用软件 LabVIEW 相结合的办法进行机器视觉的开发，实现装配机器人的视觉功能。 2LabVIEW 简介 LabVIEW 是基于程序代码的一种图形化编程语言。其提供了大量的图像 预处理、图像分割、图像理解函数库和开发工具，用户只要在流程图中用图标连 接器将所需要的子VI （Virtual Instruments,LabVIEW 开发程序）连接起来就可 以完成目标任务。任何1 个VI 都有3 部分组成：可交互的用户界面、流程图和 图标连接器。LabVIEW 编程简单，而且对工件的正确识别率很高。 3 图像获取 3.1 硬件组成 (1) 彩色CCD 摄像机。由光学镜头和图像传感器及相关电路组成，竖直 安放在装配机器人的正上方。 (2) 图像采集卡。完成对摄像头中的图像信号的A/D 转换，插在PC 机的 插槽上，CCD 器件和图像采集卡通过视频信号线连接起来。 (3) PC 机。通过CCD 摄像头和图像采集卡获得的图像在PC 机上显示， 通过LabView 编写的程序实现对不同工件的识别。其结构，如图1 所示。 3.2 软件实现 VFW （Video for Windows）是微软公司推出的基于Windows 的视频开发 平台，提出了AVI 文件标准，为用户提供了一套应用程序接口函数（API），通 过VC++这个开发工具就可以开发视频采集播放程序。 (1) 调用capCreateCaptureWindow 函数创建一个采集窗口，所有的采集 操作和设置都以该窗口为基础，其形式为： 其中,参数nID 代表窗口号。 (2) 调用CapDriverConnect 函数将视频采集卡的驱动程序和采集窗口 连接起来，其形式为： capDriverConnect(hwndC,nIndex) 其中,参数hwndC 为窗口句柄，nIndex 为驱动程序的索引号。 (3) 调用FrameCallbackProc 函数在内存进行图像数据的采集，其形式 为： FrameCallbackProc(HWND hwnd, LPVIDEOHDR lpVHdr) (4) 调用capFileSaveDIB 函数将采集到的图像存到硬盘，其形式为： capFileSaveDIB(hwndC,“C:\\xxxx.bmp ) 至此，外界环境就被计算机所获取存于硬盘的某一目录下以供计算机做进一步