基于LabVIEW机器视觉的渺小位挪动态测量.doc

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1、基于LabVIEW机器视觉的渺小位挪动态测量基于LabVIEW机器视觉的渺小位挪动态测量.2011年07月20日　　基于LabVIEW机器视觉的渺小位挪动态测量　　摘要：本文批准LabVIEW机器视觉平台开发设计基于USB摄像头的渺小位移测量系统。利用LabVIEW软件平台编程扼制USB摄像头，采集显微镜中放大物体前后挪动的图像，穿越计算物体图像挪动像素点数来测量物体挪动的渺小位移。本测量系统摄像帧速为30帧/秒，能够告终渺小位移的动态测量。　　关键词：渺小位移;LabVIEW;USB摄像头;读数显微镜　　序言　　测量物体的渺小位移

2、在众多方面如数控机床的准确加工等，有普遍的利用。现在测量物体的渺小位移曾经进展了多种措施：激光位移传感器测量法、电容位移传感器测量法等。本文告终了一种基于LabVIEW机器视觉软件平台和读数显微镜以及USB摄像头测量渺小位移的系统。该系统成本低，垄断得体，并告终了计算机的实时动态测量。由美国NI公司推出的LabVIEW是现在最流行、利用最广、进展最快和功能最强的图形化数据软件[1-4]。NI公司推出的机器视觉平台是专程的图像处理软件平台。本测量系统批准LabVIEW和机器视觉软件平台编程扼制USB摄像头采集读数显微镜的物体图像挪动，

3、穿越计算机推断物体图像的像素挪动来计算物体挪动的渺小位移。全副实验过程中，图像采集和数据处理都是穿越LabVIEW软件编程告终。由于摄像头的帧速为30帧/秒，因而可告终动态测量、÷像o实时揭示收获并将数据实时保留。　　1实验原理和思路　　穿越读数显微镜的放大作用把物体发生的渺小位移放大，利用摄像头拍摄物体放大的图像，用计算机对图像举行二值化处理，穿越挪动前后图像质心位置像素点的改变可计算出物体位移的改变。图1是实验原理和测量流程图。　　图2同步测量揭示界面　　2.3测量的LabVIEW过程设计　　在LabVIEW中，由于将调用函数模

4、块化了，因而调用USB摄像头极其容易。图3是LabVIEW调用USB摄像头采集图像的编程。调用的过程如下：调用摄像头①IMAQCreate.vi—>②IMAQUSBGrabSetup.vi—>③IMAQUSBGrabAcquire.vi—>④IMAQUSBClose.vi，该过程为静态拍摄一帧。加上一个循环⑥WhileLoop，穿越⑤WaitUntilNextmsMultiple扼制WhileLoop每隔多少毫秒引发顺次（默认值为33.3毫秒，也即便每秒三十30帧），输出⑦ImageDisplay。　　图4二值化处理图像　　NI公司

5、的机器视觉软件平台是专程为图像处理开发的，有许多专用的软件模块。我们拨取了其中计算质心的模块。将图像输入模块，它便能输出图像质心的坐标。按照实验设计思路，我们定然预先测量出图像单位像素点的改变和切实物体挪动距离的比例系数，因而拨取了读数显微镜。读数显微镜能够准确挪动显微镜。物体不动，准确挪动显微镜，可读出显微镜的挪动距离，同时计算出图像改变的像素点数。将挪动距离除以总的像素点数，获得单位像素点的改变与切实物体挪动距离的比例系数。　　实验中物体的挪动是穿越牵引显微镜物镜下的细丝而发生的，因而细丝位移即便物体的位移。为了获得100um的

6、位移，我们将物体放在一个螺旋测微器扼制的光学平台上。螺旋测微器总共50个小格，转动一周挪动为0.5mm，因而转动一小格为10um。穿越调剂螺旋测微器，我们获得100um的位移范围。测量时，将采集到的数据实时保留到电脑中，再穿越画图软件揭示。图5是测量的实验收获。图中的横坐标表示测量的工夫，纵坐标表示测量的位移，平坦局部是挪动螺旋测微器时的逗留工夫。由于是手旋动螺旋测微器，因而挪动的快慢不统一导致揭示阶梯状的暂停。　　图5实验收获揭示，物体挪动范围为　　3实验偏差分析和改进措施谈论　　测量系统中偏差重要来自两个方面：一个是测量系统本身

7、带来的偏差，例如物体牵引细丝的行动不同步、实验平台的轰动等;另一个重要的偏差起源于图像单位像素点的改变和切实物体挪动距离的比例系数，万一这个系数有较大的偏差，测量收获就不可靠。实验中批准的措施是：细丝不动，准确挪动显微镜，读出显微镜的挪动距离;计算出细丝图像改变的像素点数，将挪动距离除以总的像素点数，获得单位像素点的改变与切实物体挪动距离的比例系数。我们将读数显微镜准确挪动100um、150um、200um，重复多次测量细丝质心像素点的改变点数，同时琢磨回程偏差，计算出该系数平衡值约为2um/像素。因而，测量系统的测量精度是2um。

8、拨取更高倍数的显微镜，能够获得更高的测量精度。　　4归纳　　本文翔实推荐了基于LabVIEW软件和机器视觉平台，利用USB摄像头和读数显微镜发生一个动态测量渺小位移的系统。实验过程中的图像采集和数据处理都是穿越LabVIEW软件编程告