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绪论 机器视觉1

项目一 NI系列软件平台环境搭建与使用14

1.1 项目描述14

1.2 教学目的14

1.3 知识准备14

1.3.1 NI系列软件的简介14

1.3.2 LabVIEW的简介15

1.3.3 LabVIEW的特点16

1.3.4 LabVIEW的应用领域16

1.3.5 VDM的简介17

1.3.6 VDM的特点17

1.3.7 VBAI的简介17

1.3.8 VAS的简介18

1.3.9 获取图像函数：Get Image18

1.4 任务实现20

任务一 NI视觉系列及编程软件的安装20

任务二 创建一个LabVIEW项目并保存32

任务三 使用NI Vision Assistant创建一个简单的VI并导入LabVIEW36

1.5 考核评价44

任务一 使用Vision Assistant获取一张图片44

任务二 使用LabVIEW修改生成的VI并加入项目44

1.6 拓展提高44

任务一 学习LabVIEW编程语言44

任务二 学习Vision Assistant的使用45

项目二 搭建一个相机程序46

2.1 项目描述46

2.2 教学目的46

2.3 知识准备46

2.3.1 VAS开发包46

2.3.2 IMAQdx模块的介绍47

2.3.3 枚举相机函数：IMAQdx Enumerate Cameras48

2.3.4 打开相机函数：IMAQdx Open Camera50

2.3.5 列举视频模式函数：IMAQdx Enumerate Video Modes51

2.3.6 配置采集函数：IMAQdx Configure Grab52

2.3.7 创建图像函数：IMAQ Create53

2.3.8 获取图片函数：IMAQdx Grab255

2.3.9 拍照函数：IMAQdx Snap56

2.3.10 开始采集与停止采集函数：IMAQdx Start Acquisition＆Stop Acquisition57

2.3.11 保存图像函数：IMAQ Write File 258

2.3.12 关闭相机函数：IMAQdx Close Camera59

2.4 任务实现60

任务一 编写初始化状态代码60

任务二 编写打开相机状态的代码60

任务三 采集图像和获取相机模式状态的代码62

任务四 编写事件选择状态的代码65

任务五 获取图像状态的代码68

任务六 拍照保存状态的代码70

任务七 更改相机端口号状态的代码70

任务八 更改视频模式状态的代码71

任务九 退出程序状态的代码72

任务十 优化程序的前面板73

2.5 考核评价74

任务一 在程序中加入连续拍照的功能74

任务二 在程序中加入暂停采集图片的功能74

任务三 使程序显示采集图片的FPS74

2.6 拓展提高74

任务一 使保存的图片的默认名称与默认保存路径已有的图片名称不相同74

任务二 使程序拍照后显示拍摄的照片两秒后再重新实时采集74

任务三 在未找到相机时提示用户连接相机或退出74

项目三 机器人自动锁螺丝系统的视觉识别76

3.1 项目描述76

3.2 教学目的76

3.3 知识准备77

3.3.1 VDM开发包77

3.3.2 图像掩模函数：Image Mask77

3.3.3 彩色平面抽取函数：ColorPlane Extraction83

3.3.4 阈值（二值化）函数：Threshold95

3.3.5 基本形态学：Basic Morphology111

3.3.6 圆检测函数：Circle Detection121

3.4 任务实现123

任务一 使用Vision Assistant进行视觉调试123

任务二 过滤无用区域124

任务三 将彩色图像转换为灰度图像125

任务四 将图片二值化125

任务五 腐蚀螺丝粒子和细小干扰粒子127

任务六 过滤干扰粒子127

任务七 找寻螺丝孔128

3.5 考核评价130

任务一 修改程序代码使程序显示没有螺丝的螺丝孔的孔位号130

任务二 修改视觉脚本的二值化方式130

3.6 拓展提高130

任务 防止螺丝孔粒子被过滤掉130

项目四 机器人工件分拣系统的视觉识别与定位131

4.1 项目描述131

4.2 教学目的131

4.3 知识准备131

4.3.1 图像标定函数：Image Calibration131

4.3.2 查找表函数：Lookup Table143

4.3.3 滤波函数：Filters151

4.3.4 模式匹配函数：Pattern Matching162

4.3.5 几何匹配函数：Geometric Matching172

4.4 任务实现189

任务一 添加标定信息189

任务二 将图像转换为灰度图192

任务三 提高图像对比度194

任务四 图像滤波195

任务五 识别和定位工件195

4.5 考核评价198

任务一 将视觉脚本中的大六边形工件替换为大三角形工件198

任务二 将视觉脚本中的几何匹配替换为模式匹配198

4.6 拓展提高199

任务 同时对多个工件进行识别与定位199

项目五 手机尺寸测量应用200

5.1 项目描述200

5.2 教学目的200

5.3 知识准备200

5.3.1 边缘检测函数：Edge Detector200

5.3.2 设定坐标系函数：Set Coordinate System218

5.3.3 查找直边函数：Find Straight Edge220

5.3.4 卡尺函数：Caliper236

5.4 任务实现248

任务一 过滤图像中无用的区域248

任务二 将图像转换为灰度图248

任务三 添加标定信息248

任务四 定位手机位置248

任务五 根据定位的手机位置创建坐标系248

任务六 找寻手机上下左右四条边251

任务七 计算手机的尺寸252

5.5 考核评价254

任务一 编写一个计算手机屏幕尺寸的视觉脚本254

任务二 修改视觉脚本使脚本添加计算手机面积的功能254

5.6 拓展提高254

任务 通过最大卡尺来计算手机的长宽254

项目六 自动检测手机参数应用255

6.1 项目描述255

6.2 教学目的255

6.3 知识准备255

6.3.1 OCR/OCV字符识别验证函数255

6.3.2 条码阅读器函数：Barcode Reader269

6.3.3 二维码阅读器函数：2D Barcode Reader271

6.4 任务实现277

任务一 过滤图像中无用的区域278

任务二 将图像转换为灰度图278

任务三 定位手机位置并创建坐标系279

任务四 读取手机LOGO信息280

任务五 读取条形码中的手机序列号信息280

任务六 读取二维码中的手机型号信息281

6.5 考核评价281

任务一 编写一个简单的字符识别程序281

任务二 编写一个二维码识别软件281

6.6 拓展提高282

任务 同时进行字符、条码、二维码的识别282

附录 Vision Assistant的菜单介绍283

1．File文件菜单283

2．Edit编辑菜单284

3．View查看菜单284

4．Lmage图像菜单285

5．Color彩色菜单286

6．Grayscale灰度菜单286

7．Binary二值菜单287

8．Machine Vision机器视觉菜单287

9．Identification识别菜单288

10．Tools工具菜单288

11．Help帮助菜单289