基于机器视觉的锂锰扣式电池分选检测系统
出处:catdriver 发布于:2011-09-07 14:49:28
引言
现代先进制造技术的进步,传统的检测方法已无法完全满足现代制造业的特殊要求。基于机器视觉的检测已成为当前机器视觉领域的研究热点,有着广泛的应用前景。本文进行的研究是基于机器视觉的基本理论,以研究构建一个开放性多功能视觉系统为基础,进行视觉检测方面的研究。传统的锂锰电池的分选检测主要靠人工来完成,检测时存在速度慢、扣式电池不统一、劳动量大等问题,应用机器视觉可有效的解决这些问题,实现大批量产品的快速、准确检测。
1 系统总体结构
视觉检测系统的硬件由光源、CCD摄像机、图像采集卡、计算机组成;软件由LabV IEW及其工具软件包IMAQ Vision组成。它的工作过程是首先由光源照射到电池上,然后电池的反射光通过镜头成像到CCD摄像机上,图像采集卡把CCD摄像机上的光信号转换成电信号,也就是把原始图像转化为数字图像,计算机用图像处理软件IMAQ Vision与LabV IEW开发的软件系统进行图像处理、图像识别、特征匹配和目标定位,并显示出处理结果与判断信息,然后运动控制系统根据判断信息决定下一步运动。本课题选择日本AVEN IR镜头,型号为SSV5533,其焦距范围为5. 5~33mm,视角61°~10°,手动三可变,外形尺寸<35 mm ×64mm。日本CCS公司的LED光源。
DH2CG300是实时视频采集卡。该卡利用PCI桥路技术,实现图像的采集及动态显示。
2 图像采集
图像采集的过程也就是图像采集板卡对来自CCD的标准视频信号( PAL制式) 进行模数转换的过程, 将量化后的数据通过PCI总线传入计算机内存,然后通过编制的应用程序读取显示。视频采集应用程序由LabV IEW 编制完成,针对使用LabV IEW软件编程环境编写大恒图像采集卡的视频采集应用程序,大恒公司开发了DHFGDLLForLab. dll的动态链接库文件,通过调用DHFGDLLForLab. dll,可以在LabV IEW环境下使用大恒图像采集卡采集图像。LabV IEW提供了一个调用库函数节点( Call L ibrary Function Node, CLFN) 。通过对Call L i2brary Function Node的配置可以实现DLL的调用,关键是要了解被调用的函数名称、功能及其输入输出参数。
3 图像预处理
本课题的研究重点就是根据电池正极表面字符,形状等特征将不同品牌的电池区分开。由于电池表面具有较强的反光作用,在图像拍摄过程中,视野周围的物体,如摄像头,支架等的放射会造成镜面影像,增加了图像处理的难度,甚至无法处理,因此需要加外光源照射来降低图像处理的难度。然后便是对图像进行预处理,由于摄像头采集的信号通常都存在噪声,为了减少噪声,我们分别运用中值滤波法和均值滤波法,然后对他们进行比较,终选定中值滤波法。之后进行图像锐化,我选择的方法分别是梯度锐化和拉普拉斯锐化,然后进行比较。进行灰度变换,对一幅电池图像(单个)如图1所示进行直方图均衡化处理,就可以得到如图2所示的直方图均衡化效果。根据以上流程终在labview下编写图像预处理程序,图3 为V I程序图像预处理前面板,图4 为获取模板界面。
图1 均衡化前原始图像
图2 均衡化后图像
图3 图像预处理前面板
图4 获取模板界面
4 图像特征获取
选取某一电池区别于其他电池的明显特征,作为模板保存,由于电池在盘中放置的角度是随意的,为了使得获取的模板区域更加准确且符合人眼的观察习惯,对模板进行了旋转处理。运用labview中的vision模块函数自动计算出图像的二值化阈值,经过处理后,标定的模版又灰度图像转换为二值图像,运用IMAQ Particle Analysis Report统计出图像中所有独立的粒子数并给出基本的特征数据,例如面积、中心位置等。运用IMAQ Find Circle统计出图像中所有圆形或接近圆形的粒子,并给出其基本特征描述。
5 图像特征匹配
IMAQ Vision中的模板匹配函数IMAQ Match Pattern2 可提供所有查找到的匹配对象的检测结果, 其中包括匹配对象的数目、位置坐标、旋转角度、大小比例、相似程度积分, 计分以1000分为满分。每一盘电池为20个,以4行5列整齐摆放,我们将每盘待检测的电池位置固定的摆放在摄像机的视野下,因此每个电池位置在图像坐标系统中的像素坐标是基本不变的,然后以每个电池中心坐标为基准划分合适的区域,这样在检测时,只在划分区域的位置进行匹配查找。图5匹配查找显示界面,图6为匹配查找程序界面。
图5 匹配查找显示
图6 匹配查找程序界面
6 结论
本系统运用LabV IEW作为开发工具,采用模块化的编程思想,分别编写了图像采集、预处理、模板获取、图像标定、图像匹配多个模块化的程序,介绍了编写各个模块所用到的关键处理函数,大幅度提高了了检测和检测效率,有效地保证检测质量。具有一定的实用价值。
参考文献:
[1]. PCI datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 模糊逻辑在 DSP 上实时执行2023/7/25 17:13:30
- 多速率DSP及其在数模转换中的应用2023/6/12 15:28:52
- 使用 DSP 加速 CORDIC 算法2023/3/29 15:46:30
- 高速DSP系统的信号完整性2022/9/26 16:45:38
- 自适应噪声消除系统的实现2022/1/17 17:51:17