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绪论 机器视觉 1

项目一 NI系列软件平台环境搭建与使用 14

1.1 项目描述 14

1.2 教学目的 14

1.3 知识准备 14

1.3.1 NI系列软件的简介 14

1.3.2 LabVIEW的简介 15

1.3.3 LabVIEW的特点 16

1.3.4 LabVIEW的应用领域 16

1.3.5 VDM的简介 17

1.3.6 VDM的特点 17

1.3.7 VBAI的简介 17

1.3.8 VAS的简介 18

1.3.9 获取图像函数：Get Image 18

1.4 任务实现 20

任务一 NI视觉系列及编程软件的安装 20

任务二 创建一个LabVIEW项目并保存 32

任务三 使用NI Vision Assistant创建一个简单的VI并导入LabVIEW 36

1.5 考核评价 44

任务一 使用Vision Assistant获取一张图片 44

任务二 使用LabVIEW修改生成的VI并加入项目 44

1.6 拓展提高 44

任务一 学习LabVIEW编程语言 44

任务二 学习Vision Assistant的使用 45

项目二 搭建一个相机程序 46

2.1 项目描述 46

2.2 教学目的 46

2.3 知识准备 46

2.3.1 VAS开发包 46

2.3.2 IMAQdx模块的介绍 47

2.3.3 枚举相机函数：IMAQdx Enumerate Cameras 48

2.3.4 打开相机函数：IMAQdx Open Camera 50

2.3.5 列举视频模式函数：IMAQdx Enumerate Video Modes 51

2.3.6 配置采集函数：IMAQdx Configure Grab 52

2.3.7 创建图像函数：IMAQ Create 53

2.3.8 获取图片函数：IMAQdx Grab2 55

2.3.9 拍照函数：IMAQdx Snap 56

2.3.10 开始采集与停止采集函数：IMAQdx Start Acquisition＆Stop Acquisition 57

2.3.11 保存图像函数：IMAQ Write File 2 58

2.3.12 关闭相机函数：IMAQdx Close Camera 59

2.4 任务实现 60

任务一 编写初始化状态代码 60

任务二 编写打开相机状态的代码 60

任务三 采集图像和获取相机模式状态的代码 62

任务四 编写事件选择状态的代码 65

任务五 获取图像状态的代码 68

任务六 拍照保存状态的代码 70

任务七 更改相机端口号状态的代码 70

任务八 更改视频模式状态的代码 71

任务九 退出程序状态的代码 72

任务十 优化程序的前面板 73

2.5 考核评价 74

任务一 在程序中加入连续拍照的功能 74

任务二 在程序中加入暂停采集图片的功能 74

任务三 使程序显示采集图片的FPS 74

2.6 拓展提高 74

任务一 使保存的图片的默认名称与默认保存路径已有的图片名称不相同 74

任务二 使程序拍照后显示拍摄的照片两秒后再重新实时采集 74

任务三 在未找到相机时提示用户连接相机或退出 74

项目三 机器人自动锁螺丝系统的视觉识别 76

3.1 项目描述 76

3.2 教学目的 76

3.3 知识准备 77

3.3.1 VDM开发包 77

3.3.2 图像掩模函数：Image Mask 77

3.3.3 彩色平面抽取函数：ColorPlane Extraction 83

3.3.4 阈值（二值化）函数：Threshold 95

3.3.5 基本形态学：Basic Morphology 111

3.3.6 圆检测函数：Circle Detection 121

3.4 任务实现 123

任务一 使用Vision Assistant进行视觉调试 123

任务二 过滤无用区域 124

任务三 将彩色图像转换为灰度图像 125

任务四 将图片二值化 125

任务五 腐蚀螺丝粒子和细小干扰粒子 127

任务六 过滤干扰粒子 127

任务七 找寻螺丝孔 128

3.5 考核评价 130

任务一 修改程序代码使程序显示没有螺丝的螺丝孔的孔位号 130

任务二 修改视觉脚本的二值化方式 130

3.6 拓展提高 130

任务 防止螺丝孔粒子被过滤掉 130

项目四 机器人工件分拣系统的视觉识别与定位 131

4.1 项目描述 131

4.2 教学目的 131

4.3 知识准备 131

4.3.1 图像标定函数：Image Calibration 131

4.3.2 查找表函数：Lookup Table 143

4.3.3 滤波函数：Filters 151

4.3.4 模式匹配函数：Pattern Matching 162

4.3.5 几何匹配函数：Geometric Matching 172

4.4 任务实现 189

任务一 添加标定信息 189

任务二 将图像转换为灰度图 192

任务三 提高图像对比度 194

任务四 图像滤波 195

任务五 识别和定位工件 195

4.5 考核评价 198

任务一 将视觉脚本中的大六边形工件替换为大三角形工件 198

任务二 将视觉脚本中的几何匹配替换为模式匹配 198

4.6 拓展提高 199

任务 同时对多个工件进行识别与定位 199

项目五 手机尺寸测量应用 200

5.1 项目描述 200

5.2 教学目的 200

5.3 知识准备 200

5.3.1 边缘检测函数：Edge Detector 200

5.3.2 设定坐标系函数：Set Coordinate System 218

5.3.3 查找直边函数：Find Straight Edge 220

5.3.4 卡尺函数：Caliper 236

5.4 任务实现 248

任务一 过滤图像中无用的区域 248

任务二 将图像转换为灰度图 248

任务三 添加标定信息 248

任务四 定位手机位置 248

任务五 根据定位的手机位置创建坐标系 248

任务六 找寻手机上下左右四条边 251

任务七 计算手机的尺寸 252

5.5 考核评价 254

任务一 编写一个计算手机屏幕尺寸的视觉脚本 254

任务二 修改视觉脚本使脚本添加计算手机面积的功能 254

5.6 拓展提高 254

任务 通过最大卡尺来计算手机的长宽 254

项目六 自动检测手机参数应用 255

6.1 项目描述 255

6.2 教学目的 255

6.3 知识准备 255

6.3.1 OCR/OCV字符识别验证函数 255

6.3.2 条码阅读器函数：Barcode Reader 269

6.3.3 二维码阅读器函数：2D Barcode Reader 271

6.4 任务实现 277

任务一 过滤图像中无用的区域 278

任务二 将图像转换为灰度图 278

任务三 定位手机位置并创建坐标系 279

任务四 读取手机LOGO信息 280

任务五 读取条形码中的手机序列号信息 280

任务六 读取二维码中的手机型号信息 281

6.5 考核评价 281

任务一 编写一个简单的字符识别程序 281

任务二 编写一个二维码识别软件 281

6.6 拓展提高 282

任务 同时进行字符、条码、二维码的识别 282

附录 Vision Assistant的菜单介绍 283

1．File文件菜单 283

2．Edit编辑菜单 284

3．View查看菜单 284

4．Lmage图像菜单 285

5．Color彩色菜单 286

6．Grayscale灰度菜单 286

7．Binary二值菜单 287

8．Machine Vision机器视觉菜单 287

9．Identification识别菜单 288

10．Tools工具菜单 288

11．Help帮助菜单 289