LabVIEW机器视觉微小位移动态测量
| 前言 测量物体的微小位移在许多方面如数控机床的精确加工等，有广泛的应用。目前测量物体的微小位移已经发展了多种方法：激光位移传感器测量法、电容位移传感器测量法等。本文实现了一种基于LabVIEW机器视觉软件平台和读数显微镜以及USB摄像头测量微小位移的系统。该系统成本低，操作方便，并实现了计算机的实时动态测量。由美国NI公司推出的LabVIEW是目前最流行、应用最广、发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门的图像处理软件平台。本测量系统采用LabVIEW和机器视觉软件平台编程控制USB摄像头采集读数显微镜的物体图像移动，通过计算机判断物体图像的像素移动来计算物体移动的微小位移。整个实验过程中，图像采集和数据处理都是通过LabVIEW软件编程实现。由于摄像头的帧速为30帧/秒，因此可实现动态测量、÷像o实时显示结果并将数据实时保存。 1 实验原理和思路 通过读数显微镜的放大作用把物体发生的微小位移放大，利用摄像头拍摄物体放大的图像，用计算机对图像进行二值化处理，通过移动前后图像质心位置像素点的变化可计算出物体位移的变化。图1是实验原理和测量流程图。  图1 微小位移测量实验原理图 实验思路如下：读数显微镜底座的LED发射出均匀稳定的光，照射到显微镜载物台的玻璃片上。物体的移动牵引显微镜物镜下的细丝产生微小位移，这里，细丝的位移就是物体的位移。显微镜对细丝成一个清晰放大的像，被置于目镜上的USB摄像头采集到图像并将图像传到计算机进行处理。计算机对采集到的图像先进行二值化处理，滤去背景图像的影响，计算出图像质心的位置。通过比较前后图像质心的位置坐标，可计算出质心移动的像素点。实验中通过多次测量，先得出图像单位像素点和物体实际位移的比例系数。实际测量物体的位移时，通过计算出图像质心像素点的变化，再乘以单位像素点的变化与物体实际位移的比例系数，计算出物体的实际位移。 实验中使用的实验仪器和装置包括：读数显微镜（型号为：JCD-Ⅲ，上海光学仪器厂）。实验中显微镜的目镜×10，物镜×10，对细丝的放大倍数为100倍。摄像头：普通罗技快看高手版（罗技公司），摄像头的分辩率 320×240，30万像素，拍摄帧速为30帧/秒。细丝为精确加工的黑色细丝，直径约为。 |
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