基于opencv的智能相机设计与实践

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1、硕士学位论文题目:基于OpenCV的智能相机设计与实践研究生夏高裕专业通信与信息系统指导教师骆懿副教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于OpenCV的智能相机设计与实践研究生：夏高裕指导教师：骆懿副教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterDesignandPracticeofSmartCameraBasedonOpenCVCandidate:XiaGaoyuSupervisor:AssociateProfessorLuoYiMarch，2016

2、杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明？本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究１作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本章的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。一切相关责任申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担。论文作者签名；刖扎年３月端覆学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位届杭州电子科技大学。本人保证毕业

3、离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）？论文作者签名：日期：年月／日之《■指导教师签名：是曰期：年月曰＾杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着微电子与集成电路技术的不断发展，机器视觉领域开始从结构复杂、体积大、成本高的传统分体式机器视觉系统逐渐向着集成度更高、可靠性更高、能耗更小、成本更低、应用开发更便捷的智能相机系统进行发展。目前，智能相机的价格较为昂贵，依赖进口。本

4、文提出了一种基于开源项目的低成本机器视觉智能相机系统的设计方案，并且在实验室条件下设计并完成了智能相机的原型样机。该智能相机基于嵌入式Linux开源操作系统和开源计算机视觉库OPENCV(OpenSourceComputerVisionLibrary)项目，硬件方面采用基于BCM2835CPU的树莓派(RaspberryPi)开源单板计算机。作者设计了智能相机的管理配置软件，用户可以在该配置软件中按照被测目标的图像特点自主选择并配置相关的图像处理过程、IO输入条件与输出设置等，实现目标图像的采集、处理、分析、统计及IO输出。该配置软件采用C++编程语言设计，利用QT嵌入式图

5、形用户界面开发包以及内嵌移植后的开源OPENCV视觉库进行开发。此外，在图像处理算法方面，作者研究了智能相机在图像处理时所涉及到的基础图像处理算法，包括图像滤波、边缘检测、霍夫变换等，并在传统Canny边缘检测算子基础上，提出了一种改进的自适应Canny算子。实验表明，相比传统的Canny算子，本文改进的Canny算子所检测出的边缘具有更好的连续性与单一边缘响应。尤其在噪声环境中，其对于噪声的抑制作用更好，具有更好的边缘检测效果。最后，作者在实验室条件下，以硬币检测实验与舵机摇臂角度测量实验为例，对智能相机管理配置软件的功能与操作步骤进行了说明。在硬币检测实验中，实现了硬币

6、的计数统计并返回硬币的圆心坐标，同时能够较为准确地测量硬币的半径，其平均误差在0.1mm至0.2mm之间。在舵机摇臂角度测量实验中，实现对舵机摇臂的角度测量，测量的标准误差为0.27度。实验表明，该智能相机具有集成度高、功能灵活、低成本等优点，且具有一定的测量精度，同时也验证了本文所提出的基于开源项目的低成本智能相机设计方案的可行性。该智能相机开源设计方案可以广泛应用于工业自动化流水线现场，可以代替人工进行工件的边缘检测、几何尺寸及角度检测、目标物的识别和计数统计等，相机的内置IO接口可以与机器视觉光源或分拣系统进行通信。开源的软件接口使智能相机可进行更为复杂的视觉项目开发

7、。关键词：智能相机、机器视觉、OpenCV、BCM2835、图像处理I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofmicroelectronicsandintegratedcircuittechnology,machinevisionfieldbegantochangefromthetraditionalseparationmachinevisionsystemwhichhascomplicatedstructure,highcostandbigvolum