文獻綜述正文: 隨著現(xiàn)代科學技術和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對數(shù)控彎管機精度的要求越來越高,使得傳統(tǒng)的人工測量已經(jīng)不適應甚至不滿足實際測試的需求。NI的labview應用軟件平臺和其生產(chǎn)的圖像采集卡兩相結(jié)合產(chǎn)生了另一種測量方式,即利用圖像采集卡采集圖像,對圖像進行二值化、邊緣處理等操作方式,得到誤差較小的精準圖像,傳輸?shù)接嬎銠C上,利用labview軟件實現(xiàn)彎管機彎角角度測量。 本項目的設計研究采用強大的圖形化設計語言(G語言)labview編程。人機交互界面直觀友好,具有強大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等特點。論文著重探討了采用圖像采集卡結(jié)合IMAQ Vision Build模塊進行圖形處理,然后labview實現(xiàn)彎管機角度測量系統(tǒng)的研究,對數(shù)控彎管機自動化、智能化、數(shù)控化方面的改進提高有及其重要的意義。 美國NI公司在虛擬儀器概念出現(xiàn)以后,推出了圖形化虛擬儀器專用開發(fā)平臺LabVIEW。這種平臺采用獨特的圖形化編程方式,編程過程簡單方便,是目前最受歡迎的虛擬儀器主流開發(fā)平臺。為了兼顧其他高級語言軟件開發(fā)者的習慣,NI還推出了Labwindows/CvI、Componentworks等交互式開發(fā)平臺。還有很多美國虛擬儀器公司開發(fā)了很讀國際上公認的優(yōu)秀虛擬儀器開發(fā)平臺 。在國內(nèi),西安交大韓九強等采用面向?qū)ο蠹夹g研究了可組態(tài)生成不同虛擬儀器的可視化虛擬儀器軟件開發(fā)平臺 ,重慶大學秦樹人等提出了虛擬儀器產(chǎn)品的網(wǎng)絡化開發(fā)方法。這一系列的平臺相繼開發(fā),為虛擬儀器的推廣應用奠定了良好的基礎[1]。 LabVIEW自誕生以來,在研發(fā)設計、實驗測試驗證、生產(chǎn)測控等方面取得了廣泛的應用,遍布電子、機械、通信、汽車制造、生物、醫(yī)藥、化工、科研、教育、軍事等諸多行業(yè)領域。從交通監(jiān)控系統(tǒng)到大學實驗室,從部件自動測試到工業(yè)過程控制都有LabVIEW的存在,尤其在測試與測量領域,LabVIEW更是成為工業(yè)標準,其國際市場的占有率高達65%,遠遠超過了其它競爭對手。這些都充分表明LabVIEW應用的廣泛性和實用性。目前,虛擬儀器在發(fā)達國家中的設計、生產(chǎn)、使用已經(jīng)十分普及。 本研究在labview軟件平臺上,利用其強大的圖像處理函數(shù)庫IMAQ VISION設計了一個基于labview和IMAQ VISION軟件包的測量系統(tǒng)。IMAQ Vision 包含一系列MMX優(yōu)化函數(shù),提供了大量科研和工程中常用的圖像采集和處理功能。它包含三個模塊: 1)、圖像采集模塊 2)、圖像處理模塊:⑴對圖像進行標定。⑵圖像預處理。⑶圖像二值化。⑷圖像形態(tài)修正 3)、圖像分析模塊 這種軟測量方式人機界面友好 ,操作方便 ,能在較短時間內(nèi)給出準確的統(tǒng)計結(jié)果,較好地滿足工業(yè)實時性和準確性的要求。與其他交互式視覺開發(fā)軟件不同,IMAQ Vision Builder除生成一個LabVIEW圖框外,還能夠產(chǎn)生Visual Basic和C語言腳本. IMAQ Vision建立在交互式模式和“假設分析”環(huán)境基礎上,可快速開發(fā)視覺應用系統(tǒng)。利用IMAQ Vision Builder這樣一個簡便易用的交互式環(huán)境可以很容易地開發(fā)出圖像處理或視覺軟件設計確認,因為它完全無需編程。 在主菜單運行IMAQ Vision Builder 選擇file>open image以裝載圖片 按一下方式操縱:program files\national instruments\IMAQ Vision Builder 6\examples\bracket .然后檢查所有文件板塊。 單擊OK 在IMAQ Vision Builder裝載好圖片,并選擇圖像的格式、大小、類型。 雙擊第一張圖片bracket1.jpg,以裝載到windows運行程序中。 采用NI的圖像采集卡對彎角進行圖像采集,LabVIEW發(fā)送讀取SDRAM中存儲的 Y、Cb、Cr 格式圖像數(shù)據(jù)的請求, 642 獲得請求后, 開始采集圖像并將采集到的Y、Cb、Cr數(shù)值存儲到相應的內(nèi)存地址, 在 642 完成整一幀的圖像采集之后, 將 SDRAM中的標志變量 Sem 設定為 0, LabVIEW在這個過程中循環(huán)讀取標志變量的值, 當為 0 時, 則從 SDRAM中獲得圖像數(shù)據(jù), 也就是 Y, Cb, Cr 三個數(shù)組的數(shù)據(jù), 然后將其轉(zhuǎn)化為 LabVIEW能夠顯示的標準 RGB格式輸出該圖像。利用IMAQ Vision模塊對其圖像進行二值化處理、邊緣處理等操作,最后用labview實現(xiàn)測量目的。 美國國家儀器(NI)公司的虛擬儀器開發(fā)平臺 LabVIEW, 使用圖形化編程語言編程, 界面友好, 簡單易學, 配套的圖像處理軟件包能提供豐富的圖像處理與分析算法函數(shù), 極大地方便了用戶, 使構(gòu)建圖像處理與分析系統(tǒng)容易、 靈活、 程序移植性好,大大縮短了系統(tǒng)開發(fā)周期。在推出應用軟件的基礎上, NI 公司又推出了圖像采集卡, 對于 NI 公司的圖像采集卡, 可以直接使用采集卡自帶的驅(qū)動以及 LabVIEW 中的 DAQ 庫直接對端口進行操作。但由于 NI 公司的圖像采集卡成本很高, 大多用戶難以接受, 因此硬件平臺往往采用通用圖像采集卡, 軟件方面的圖像處理程序仍采用 LabVIEW以及IMAQ處理模塊編寫。本文正是基于這樣的目的, 提出了一種在 LabVIEW環(huán)境下驅(qū)動通用圖像采集卡的方案, 在 NI采集卡高速 DSP 視頻處理板卡的平臺下, 完成實時圖像采集及處理。 本測試系統(tǒng)由KM數(shù)控彎管機彎角、CCD攝像頭、NI圖像采集卡、IMAQ Vision、計算機、計算機控制軟件組成。 圖像采集卡是虛擬測量系統(tǒng)硬件組成的關鍵所在。本系統(tǒng)采用的是NI公司的圖像采集卡。該卡是基于高性能的 PC總線的 ,能使其能實時傳送數(shù)字視頻信號到顯示存儲器或系統(tǒng)存儲器。采集到的圖像經(jīng)比例縮放、 裁剪等處理 ,處理后的數(shù)字圖像通過 PC I總線傳到VG A卡實時顯示或傳到計算機內(nèi)存實時存儲。數(shù)據(jù)的傳送過程是由圖像采集卡控制的 ,無需 CPU參與 ,因此圖像傳輸速度可達 40MB /S。數(shù)據(jù)的實時傳送是 NI 圖像采集卡的突出特點。圖像經(jīng)由CCD攝像頭并經(jīng)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像輸入計算機。NI圖像采集卡能夠保證采集到的圖像的精度 ,是對最后測量的精度重要保證之一。 LabVIEW是一種基于 G語言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具。在圖像處理方面提供了 NI 公司的 IMAQ Vision子模板,它包括300 多種機器視覺和圖像處理的函數(shù),分圖像預處理、 圖像分割等圖像理解函數(shù)庫和開發(fā)工具,具有灰度、 彩色以及二值圖像的顯示、 處理(包括統(tǒng)計、 濾波和幾何變換) 、 形狀匹配、斑點分析、 計算和測量等功能。本項目先采用NI生產(chǎn)開發(fā)的圖像采集卡采集彎角圖像,對目標圖像進行一系列圖形處理操作,包括圖像二值化、邊緣處理、腐蝕等等,輸出圖像到PC機上,由labview軟件實現(xiàn)彎角測量。 參考文獻: [1]汪敏生.《LabVIEW基礎教程》[M].北京:電子工業(yè)出版社.2002。 [2]侯國屏.《LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計》[M].北京:清華大學出版社,2005。 [3]劉君華.《虛擬儀器圖形化編程語言LabVIEW教程》[M].西安:西安電子科技大學出版社.2001。 [4]葉德云.曹薇.基于LabVIEW的測量與控制系統(tǒng)及其在教學中的應用[J].電子工程師.2005.51(3):5~4。 [5]鄧焱.王磊.《LabVIEW測試技術與儀器應用》[M].北京:機械工業(yè)出版社.2004。 [6]申焱華.王汝杰.雷振山.《LabVIEW入門與提高范例教程》[M].北京:中國鐵道出版社.2007。 [7]J.M.Dias Pereira,P.M.B.Girao,and O.Postolache.Fitting transducer characterlstics to measured data.IEEE Instrura.a(chǎn)nd Meas[J].2001,(8):.26-39 [ 8] 賈伯年, 俞樸. 傳感器技術 (修訂版) [M] . 南京: 東南大學出版社, 2004. [ 9] 〔 美〕Stuart.Ball 著, 劉謙, 等譯. 嵌入式微處理器模擬接口設計 (第二版) [M] . 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004. [ 10] SSTP- CIS- 356A4- SP- 001 SV356A4- XX High Speed 300dpiB/W CIS Module [ Z] . Syscan Inc, 2003 /5 /19. [11] 張世民主編. 機械原理 [M ]. 北京:中央廣播電視大學出版社 ,1993. [ 12] Kenneth R. Castlemen,朱志剛譯.數(shù)字圖像處理 [M ].北京 :電子工業(yè)出版社 , 2002. [ 13] National Instruments Corporation. IMAQ Vision Concept Manual . October,2000. [ 14] National Instruments Corporation . IMAQ Vision for LabVIEW UserMan2ual . October,2000.
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