實驗1.1 根據(jù)不同待測物的特征,分析適用的照明方式1. 實驗目的 學會根據(jù)不同待測物的特征,分析適用的照明方式
2.實驗所需儀器設備① mxy9003 機器視覺綜合實訓平臺一臺;
② 計算機一臺
3. 實驗內(nèi)容及步驟 本實訓平臺配有白色平行光源、白色環(huán)形光源、白色led線光源、紅色led光源、 綠色led光源、藍色led光源,將光源的電源線插入平臺的+12v電源插孔,調(diào)節(jié)想相應的電位器,改變光源的電流,從而改變光源的發(fā)光亮度,觀察每種光源的發(fā)光特點,再根據(jù)各種被測物的特征,分析適合哪種光源。
4、實驗總結(jié)1、 寫出實驗總結(jié)報告,說明不同被側(cè)物的特征及適用哪種照明方式
實驗1.4 利用線陣ccd進行圖像掃描1. 實驗目的在光電技術(shù)、機器視覺技術(shù)中數(shù)字圖像的產(chǎn)生與分解是非常重要的基礎(chǔ)知識,掌握圖像的產(chǎn)生與分解對于如何利用圖像,從圖像中解析出我們所要檢測的目的信號無疑是機器視覺技術(shù)最為重要的環(huán)節(jié)。本實驗利用黑白線陣ccd圖像傳感器對黑白實物進行掃描而獲得數(shù)字圖像,并對掃描圖像的解析方法、圖像的形成方法和數(shù)字圖像的特點等重要內(nèi)容深入學習,掌握數(shù)字圖像的產(chǎn)生過程。
2. 實驗準備內(nèi)容(1)學習有關(guān)ccd的知識,掌握圖像掃描制式,為什么要設置圖像掃描制式等內(nèi)容;
(2)學習用線陣ccd傳感器進行實物掃描成像的原理,它又為什么可以不遵守如電視制式等的圖像形成規(guī)則。
(3)用線陣ccd進行圖像掃描時應該注意哪些問題?線陣ccd的工作頻率、掃描電機的轉(zhuǎn)速與照明光源的亮度之間存在著怎樣的關(guān)系?
(4)為什么說掃描同步問題是線陣ccd圖像掃描技術(shù)的關(guān)鍵問題,如何解決掃描圖像的同步問題?
3. 實驗所需儀器設備① mxy9003 機器視覺綜合實訓平臺一臺;
② 計算機一臺
4. 實驗步驟1) 圖像掃描(1) 搭建圖像掃描系統(tǒng)。將線陣ccd相機用長支撐桿安裝在導軌滑塊上,并且用數(shù)據(jù)線將線陣相機和平臺后面的db15接口相連,將獨立掃描裝置放置在平臺鋼板上,并將獨立掃描裝置的電源線插入12v電源插孔。將反射光源用支桿和滑塊安裝在導軌上,使反射光源能夠照射到掃描圖像的位置,然后將反射光源的電源線插入平臺12v電源插孔(如果實驗室光照強度較大,可不加反射光源)。
(2) 打開平臺電源和計算機電源,找到《圖像掃描實驗》軟件,在計算機顯示屏上彈出如圖1.4-1所示的圖像掃描實驗軟件主界面;
(3) 先點擊界面中的“連續(xù)”按鈕,觀察線陣ccd輸出信號波形曲線,當掃描裝置轉(zhuǎn)動到軟件顯示條碼信息時,將掃描裝置電源斷開;
(4) 先調(diào)整光圈或者積分時間、驅(qū)動頻率、反射光源位置及亮度,使其輸出幅度居中偏高些以便掃描出來的圖像灰度階更為豐富;但是不能使ccd輸出信號進入飽和區(qū),否則將出現(xiàn)高亮度區(qū)域偏白而無法正常顯示圖像;
(5) 然后再調(diào)整成像物鏡的焦距,使觀測到的曲線盡量陡直或如圖1.4-1所示的波形顯得比較毛糙(是高頻分量較好的表現(xiàn)),才為調(diào)試到較為理想狀況;當然準確調(diào)焦后掃描出來的圖像視覺效果可能并不理想,圖像的細節(jié)表現(xiàn)明顯,圖像的缺陷暴露無疑。所以有時為了視覺效果常有意進行“離焦處理”以便掩蓋圖像本身的缺陷。在產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測中應盡量提高圖像的清晰度,盡量使成像物鏡調(diào)整到最佳理想像面。
當所觀察到的輸出波形(曲線波形)如圖1.4-1,表明光學成像系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)好后(曲線斜率越陡直說明光學成像系統(tǒng)的焦距調(diào)整得越好),信號的幅度也能滿足掃描要求便可以進行下一步掃描實驗。
圖1.4-1
(6) 點擊“停止”按鈕,在如圖1.4-1所示的菜單中選中“圖像”按鈕,將彈出如圖1.4-2所示的圖像掃描設置與控制主菜單。
(7) 接通掃描裝置電源,掃描電機將帶動滾筒轉(zhuǎn)動,點擊圖1.4-2所示軟件界面上的“開始掃描”按鈕,程序自動進入判斷掃描起始點并進入自動掃描工作過程,并不斷在界面上顯示正在掃描的行數(shù);界面上同時彈出掃描進度條,完成整幅畫面的掃描后將在屏幕上自動顯示出如圖1.4-3所示的整幅圖像;
(8) 利用如圖1.4-3所示的掃描界面上的“水平方向”與“垂直方向”的縮、放控制鍵進行x、y兩個方向的縮放調(diào)整,使所顯示的圖像適于觀看;
(9) 利用掃描界面上的“保存圖像”按鈕能夠?qū)叱龅膱D像存入文件夾內(nèi)
圖1.4-2
圖1.4-3
(10) 改變驅(qū)動頻率與積分時間的檔位,再次進行圖像掃描,觀察掃描出來的圖像變化情況,分析圖像發(fā)生變化的原因;
(11) 調(diào)整掃描電機的轉(zhuǎn)速(提高或降低),然后再次進行圖像掃描,觀察掃描出來的圖像,分析掃描速度與圖像質(zhì)量的關(guān)系;
(12) 通過上述參數(shù)的設置與變化,總結(jié)出用線陣ccd掃描實際運動圖像(畫面)時為什么要強調(diào)掃描速度要恒定,通過實驗,是否能夠充分認識到圖像掃描的關(guān)鍵技術(shù);
(13) 你能夠利用實驗儀的硬件設備完成圖像掃描軟件的編寫工作嗎?
(14) 觀察與分析儀器所提供的圖片(貼于滾筒上),能否從中找到掃描軟件所需要的掃描起止信號,它有什么特點?如何利用它進行同步掃描?
5. 結(jié)束與關(guān)機 (1)將所作實驗的數(shù)據(jù)與圖像可靠地存儲到的文件夾內(nèi)
(2)先退出實驗程序,關(guān)畢計算機,再關(guān)閉平臺電源;
(3)整理好所有實驗器材與工具,放回原處。
6. 實驗總結(jié) ⑴寫出實驗總結(jié)報告,你是否考慮到設計者為什么將被掃描圖像設計成如此圖樣?為什么要有黑直條?
⑵試分析所掃出的圖像亮度不均勻的原因,能否提出解決用線陣ccd掃描圖像時遇到的圖像亮度不均勻問題的方法或方案?(從成像物鏡的像面照度分布問題考慮)
⑶試分析下面情況,若要掃描的對象是以速度v做勻速直線運動的物體表面(如鋼板表面),該怎樣設計用線陣ccd掃描物體表面圖像質(zhì)量的實際應用課題?在掃描過程中物體運動的速度發(fā)生變化時所掃出的圖像將會怎樣?
⑷實驗過程中你是否調(diào)整了電機的轉(zhuǎn)速?調(diào)整轉(zhuǎn)速后掃描圖像將發(fā)生怎樣的變化?為什么?
⑸你能否利用實驗儀提供的動態(tài)鏈接庫函數(shù)自己編寫出掃描圖像的相關(guān)軟件程序?
⑹通過這節(jié)實驗課,你能在哪方面有所提高?該實驗內(nèi)容能涉及多少相關(guān)課程?你認為該實驗還應增添哪些實驗內(nèi)容?