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虚拟仪器的视觉检测系统

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毕业设计课题设计的目的和意义
        毕业设计课题研究了基于LabVIEW开发平台的虚拟仪器视觉检测系统在对电池夹检测中应用的若干构建方法,并结合传统工艺的发展状况,开发了对电池夹的机器视觉检测系统,实现了高速、精确、节能化。

本文的主要工作包括以下几方面:
1. 基于虚拟仪器的机器视觉技术的基本理论
        由于基于虚拟仪器的机器视觉检测技术是近年才发展起来的,本文首先对这一技术的有关概念、原理、特点做了论述。介绍了虚拟仪器的概念,对其演变和发展做了简要回顾,展示了虚拟仪器的构成,根据其开放的硬件架构和软件编程环境,总结出了与传统仪器相比虚拟仪器的优点。
        在对机器视觉技术的概念与原理做了论述后,将其与人类视觉相比较,得到了机器视觉技术的应用范围,根据最近机器视觉技术的动态总结出了其发展的技术趋势,指出将虚拟仪器技术和机器视觉技术相结合得到的基于虚拟仪器的机器视觉检测系统完全体现了机器视觉技术的发展趋势,成为机器视觉系统的重要分支,虚拟仪器将成为测量仪器的发展方向。
引入了基于虚拟仪器的机器视觉系统概念之后,对这类系统的主流开发平台LabVIEW和图像处理工具包IMAQ Vision在功能及特点等方面做了介绍。
2. 基于虚拟仪器的机器视觉技术设计对电池夹的机器视觉检测系统
        深入分析了机器视觉检测系统的研制要求,根据这些要求完成了系统的结构设计,系统主要由一个1394摄像头,一个1394图像采集卡和一台和图像采集卡相连的装载系统软件LabVIEW的计算机组成。
根据系统要求完成了系统软件的设计:包括系统自检软件、输出控制软件、状态检测软件、图像采集与处理软件、测量与分析软件。设计工具包括LabVIEW、IMAQ Vision等,设计思想以模块化、通用化为主,使整个系统软件结构清晰、易于调试,而且功能模块子程序可以被其他系统调用。
通过对电池夹的机器视觉检测,具体介绍程序的前面板、程序的实现走向及过程。对程序的参数设定调试,使检测对象图像在前面板上正确显示,并去除多余的显示,使前面板整洁、清爽,达到设计的要求。

       虚拟仪器的机器视觉系统是机器视觉技术领域中发展最为迅速的分支之一,它充分利用PC的强大运算能力和发展潜力,利用软件来进行图像处理,具有很高的灵活性,由于它依赖于PC这一日新月异、竞争激烈的技术,因此在其成本不断降低的同时,系统处理能力却在飞速提高,它代表了机器视觉系统的发展方向。可以预料,基于虚拟仪器的机器视觉系统在今后相当长一段时间内都将是机器视觉技术领域中的一项热门课题,在我国的实际应用也将迅速普及。
 
        要想紧跟技术的发展,就要不断更新测量设备,以满足越来越高的测量要求,同时测量手段的进步也为技术的进一步发展奠定了基础。虚拟仪器则是提高测量精度和效率的有效手段。它改变了传统的测量模式,使测量系统由松散结合的、常常不兼容的独立仪器发展成紧密结合的虚拟测量系统,把计算机技术与仪器技术完美结合起来。
在各种现代测量手段中,计算机扮演着非常重要的角色。计算机以其优越的显示、打印输出及数据、图像处理等功能,与原由的测量系统相结合,可以大大提高测量的效率、精度和灵活性。计算机在测量过程中的作用主要包括:控制测量过程;采集测量过程;对信号进行各种数学逻辑运算,做出判断和估值;以各种方式输出测量结果;监控报警;测量数据管理等。计算机辅助测量的突出优越性在于软件提高测量的准确性、可靠性、经济性,投资小,见效大,性能价格比好。而且由于软件的柔性,可以在不改变硬件的情况下,通过软件来实现不同的测量功能,用于不同测量对象,是测量系统具有通用性[9]。
        随着计算机技术日新月异的发展,计算机的速度越来越快,功能越来越强大,基于计算机平台的应用的性能也更加优越,而基于PC平台的测试系统由于其独特的性能特点、高度的系统集成能力和较低的成本,将发展成为计算机仪器仪表的主流。强大的软件处理及图形界面,使用户可以熟练使用,完成各种复杂的实验测试、测量、控制及方针工作。
本课题要研究基于虚拟仪器的视觉检测系统。即是在优越的计算机技术及其强大的应用功能的基础上,将虚拟仪器同机器视觉相结合的产物。
        虚拟仪器和机器视觉的结合,体现了现代科技的自动化、高速化和节能化。虚拟仪器视觉检测系统为自动化提供并解决了过程监视、信息集中和反馈控制等一系列复杂的难题。基于虚拟仪器的视觉检测系统以其前所未有的效率、灵活性、一致性、可靠性和强大的数据、图像吞吐能力,在现代化的生产中执行着相当复杂的检测任务。
       本设计的系统是对高速生产线上的电池夹进行机器视觉检测。传统的生产检测是用人工对用卡尺、三坐标测量仪、通规或其它高精度测量仪器对产品逐一的检测。显然人工不是机器,出错是难免的;不但如此,用人工方法检测效率低,精度不能得到保证;成本高,劳动力资源被大量浪费;且达不到100%的产品合格率。很显然这对生产厂家的企业信誉不能得到保证。
(图3.1)产品在生产线上高速运转,通过上方的1394摄像头的这一传感器把信号传输到1394图像采集卡上进行信号调理,再传输给计算机,计算机根据产品的合格的几项检测指标参数进行对产品判断的是否合格。合格的产品将继续在传输带上进入下一步加工,若不合格则计算机控制生产线上的其他机构将产品从生产线上剔除,进行再加工或对原材料进行回收[18]。以达到生产出来的产品合格率100%,达到零缺陷的指标。本项设计的对电池夹的虚拟仪器检测系统就是为了使产品达到这一快捷、方便且无次品的目的。
 

Tags:仪器

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