机器视觉实验
实验一、图像的读入与显示
实验要求：
1、熟悉Matlab环境。掌握命令窗口、编辑窗口、命令帮助、设置当前路径等方法；
2、掌握Matlab函数的定义方法。在编辑窗口中定义函数，通过命令窗口实验函数调用；
3、掌握图像文件的读入、显示方法。
4、利用VC++与OpenCV实现（任选）。
实验二、图像增强
实验要求：
1、在空间域，针对椒盐噪声、高斯噪声等情况，编写去噪函数；
2、在变换域（傅里叶变换或小波变换），针对椒盐噪声、高斯噪声等情况，尝试编写去噪
函数（任选）；
3、特殊情况下的图像增强（条带噪声、低对比度等），尝试编写去噪函数（任选）。
4、利用VC++与OpenCV实现（任选）。
实验三、图像分割
实验要求：
1、针对具有较高对比度的图像，编写图像分割函数；
2、针对具有较低对比度的图像，编写图像分割函数（可以先进行图像增强）；
3、特殊情况下的图像分割（绿色因子法、视觉显著性等），尝试编写分割函数（任选）。
4、利用VC++与OpenCV实现（任选）。
实验四、图像目标特征提取
实验要求：
1、对分割后得到的二值图像，利用形态学操作进行预处理（去除小目标、断裂的连接）；
2、对处理后的二值图像，编写函数实现形状特征、颜色特征提取；具体特征自己定；
3、对处理后的二值图像，编写函数实现SIFT特征提取（任选）；
4、利用VC++与OpenCV实现（任选）。
实验五、图像目标分类
实验要求：
1、制作用于分类器训练的样本数据；
2、对样本数据提取特征，训练SVM分类器；
3、对训练好的SVM分类器进行验证；
4、利用VC++与OpenCV实现（任选）。
综合实验（可选）
实现从图像读入（可以是从文件读入，也可以是实时接收相机采集的数据）、增强、分割、特征提取、目标识别（或分类），直到根据识别结果控制相应机构作出动作（可模拟实现）这样一个机器视觉系统（比如水果分级系统，建议用VC++和OpenCV实现）。
福建农林大学计算机与信息学院 信息工程类 实验报告 课程名称：电子测量技术 姓名： 系：电子信息工程系 专业：电子信息工程 年级： 学号： 指导教师： 职称： 年月日
实验项目列表
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：电子信息工程系专业：电子信息工程年级： 姓名：学号：实验课程：电子测量技术基础 实验室号：_田406 实验设备号： 10 实验时间： 指导教师签字：成绩： 实验一：示波器、信号发生器的使用 1．实验目的和要求 1）了解示波器的结构。 2）掌握波形显示的基本原理、扫描及同步的概念。 3）了解电子示波器的分类及主要技术性能指标。 4）掌握通用示波器的基本组成及各部分的作用。 5）了解各种信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器、超低频信号发生器、函数信号发生器等的工作原理和性能指标以及信号选择。 2．实验原理 在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴），不仅可以观察相对于时间的连续信号，也可以观察某一时刻的瞬间信号，这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。 电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。 若水平偏转板上无扫描信号，则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条
垂直的直线。因此，只有当X偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开，看 到信号的时间波形。 一般说来，Y偏转板上所加的待观测信号的周期与X偏转板上所加的扫描 锯齿电压的周期是不相同的，也不一定是整数倍，因而每次扫描的起点对待观 测信号来说将不固定，则显示波形便会不断向左或向右移动，波形将一片模糊。 这就有一个同步问题，即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位 点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。 只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位 点开始，从而使显示波形稳定、清晰。 在现代电子示波器中，为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的 相位关系），采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现， 这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续 两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行 了相应的划分而已。 由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这 时是将两个信号逐点相加起来后送到Y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠 加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显 示功能。这相当于两个函数的相加减。 示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号 x 平面上正交叠加所组成的图分别加于垂直和水平系统，以观测两信号在y 形，如李沙育图形，它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境） 1）函数信号发生器，型号YB1634，指标：0.2Hz-2MHz，数量2台； 2）双踪示波器，型号YB4320A，指标：20MHz，数量1台。 3）其它实验室常用工具。
江西理工大学建筑工程测量 实验报告 专业建筑学 年级13级 班级**** 学号**** 姓名**** 2015年月日
目录 第一部分实验项目内容及要求第二部分实验报告 第三部分实验心得体会和建议
第一部分实验项目内容及要求
第二部分实验报告 实验报告一 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名**** ㈠完成下列填空 1.安置仪器后，转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，转动 目镜对光螺旋看清十字丝，通过镜筒上方的缺口和准星瞄准水准尺，转动水平微动螺旋精确照准水准尺，转动物镜对光螺旋进行对光消除视差，转动微倾螺旋使符合水准器气泡居中，最后读数。 2.消除视差的步骤是转动目镜对光螺旋使十字丝清晰，再转动 物镜对光螺旋使水准尺的分划像清晰。 ㈡实验记录和计算 1.记录水准尺上读数填入表2-1-1中。
表2-1-1 2.计算(基于黑红面读数的平均值) ⑴A点比C点低0.199 m。 ⑵B点比D点高0.388 m。 ⑶C点比E点高0.154 m。 ⑷假设C点的高程H C=158.936 m，求A点、B点、C点、D点、E点的高程，即：A A= 158.737 m，H B= 159.070 m，H C= 158.936m，H D= 158.682 m，H E= 158.782 m，水准仪的视线高程 H I= 160.458 m。 ㈢出图2-1-1中水准仪各部件的名称
图2-1-1 1）目镜对光螺旋；2）望远镜； 3）水准管；4）水平微动螺旋； 5）圆水准器；6）校正螺旋； 7）水平制动螺旋；8）准星； 9）脚螺旋；10）微倾螺旋； 11）水平微动螺旋；12）物镜对光螺旋； 13）缺口；14）三脚架。 实验报告二水准测量 日期2015.10.10 班组第六组学号*号姓名*** ㈠水准测量的外业记录及其高程计算 实验数据记入表2-2-1，进行高程的计算，并进行验算，以确保各项计算准确无误。 表2-2-1 水准测量的外业记录及其高程计算
机器视觉软件HALCON 实验指导书 目录 实验1 HALCON 概述，应用范例 实验2 HDevelop介绍，操作编程范例 实验3 HALCON编程接口，高级语言编程 实验4 HALCON数据结构，采集硬件接口 实验5 HALCON采集硬件配置，图像采集 实验6 HALCON二维测量，配准测量与识别定位 实验7 HALCON一维测量，尺寸测量 实验8 HALCON三维测量，3D重建测量 实验1 HALCON 概述，应用范例 实验2 HDevelop介绍，操作编程范例 1 邮票分割 文件名: stamps.dev 第一个例子进行文件分析任务。图5.1展示了部分邮票目录页。它描述了两种不同的邮票：以图形描述为主和以文字描述为主。 为了使用这个例子，必须把文字描述转化为计算机所能理解的形式。你可能使用OCR编程方式，你很快发现由于邮票的图形描述会导致大多数的可使用模块产生错误。于是另一项任务必须要进行预处理：对所有的邮票进行转化(例如,把邮票转化为灰色有价值的纸)，这样就可以使用OCR处
理邮票的剩余部分了。 当创造一个应用程序来解决这种问题,对要处理的对象进行特征提取是非常有帮助的。这个任务可以为新手提供解决的这类问题一些的经验。 ●一般而言，特征提取有如下步骤：邮票比纸要黑。 ●邮票包含图像的部分不重叠。 ●邮票具有最大最小尺寸。 ●邮票是长方形的。
图 5.1: Mi c he l图表的部分页. 如果直接使用属性清单而非编程，任务会变得很简单。可惜由于语言的含糊，这是不可能的。所以你需要建构具有精确的语法和语义的语言,尽可能接近非正式的描述。使用HDevelop语法，一个通常的程序看起来如下： dev_close_window () read_image (Catalog, ’swiss1.tiff’) get_image_pointer1 (Catalog, Pointer, Type, Width, Height) dev_open_window (0, 0,Width/2, Height/2, ’black’, WindowID) dev_set_part (0, 0,Height-1, Width-1) dev_set_draw (’fill’)
机器视觉概述 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 【应用领域】 机器视觉广泛应用于各个方面，广泛应用于微电子、PCB生产、自动驾驶、印刷、科学研究和军事等领域。 【基本构造】 一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、CCD 照相机、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/ 输入输出单元等。系统可再分为、主端电脑(Host Computer)、影像获取卡(Frame Grabber)与影像处理器、影像摄影机、CCTV镜头、显微镜头、照明设备、Halogen光源、LED光源高周波萤光灯源、闪光灯源、其他特殊光源、影像显示器、LCD、机构及控制系统、PLC、PC-Base控制器、精密桌台、伺服运动机台。 以上涵盖大部分的机器视觉系统组成部分，在本实验室中机器视觉的主要系统组成为：光源、工控机、工业相机、镜头；其中在进行算法设计时尽量的减少对于光源条件的依赖（实验室的光源性能一般，光照条件良好）。 图1 典型的机器视觉系统
图2 本实验室的机器视觉的主要组成 尽量以本实验室现有的实验条件为主，其他需要的部分按实际要求也可以添加。 【工作原理】 机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/ 不合格、有/ 无等，实现自动识别功能。 【机器视觉系统的典型结构】 一个典型的机器视觉系统包括以下五大块： 1.照明 照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。
实验三 电压表测量 一、 实验目的 1．掌握典型电压波形对不同检波方式电压表的影响，学会正确解读和修正测试数据 2．学习用电压表测量噪声电压的方法 二、 实验条件 1、数字合成函数信号发生器DFG30一台 2、超高频数字毫伏表TH2270一台 3、均值表ESCORT97/EDM89S 一台 4、6 位数字电压表 一台 5、模拟数字示波器HM1507-3一台 三、 实验原理 1．交流电压表的波形响应 一交流电压UX 的大小，可用该电压的峰值、平均值和有效值表征。 交流电压的峰值：是指任意周期性交变电压u (t)在一周期内，电压所能达到的最大值。 交流电压的平均值：指交流电压经过理想检波器后的平均值，实际中，不特别注明，是指全波平均值。数学表达为： dt t u T V T ?=0 )(1 交流电压的有效值：指电压通过某纯组负载所产生的热量与一个支流电压在同一负载上产生的热量相等时，该直流电压的数值就是交流电压的有效值。数学表示为： ?=T dt t u T V 02)(1 电压表的示值除另有说明外，均按正弦有效值刻度，读数用α表示。 根据交流电压的三种特征，可用峰值、平均值和有效值检波电路将测试电压变成直流，按直流电压进行刻度，分别构成峰值平均值和有效值电压表。 由检波方式的不同，要正确解读表的显示值，需加以换算。交流电压的波峰因数KF 定义为该电压的有效值与平均值之比： V V K f = 交流电压的波峰因数KP 定义为电压的波峰值与有效值之比： V V K p ?= 2．测试按图3-1进行 21
峰值表的检波探头如图3-2： 用这种探头可检测10KHz 以上的交流电压。 四、 实验内容 1．用峰值表TH2270测电压 置信号源输出2V ，频率100KHz ，占空比50%，偏置为零的正弦、三角和方波，有效值即DFG30所显示峰值的换算数值，或由数字电压表测得，作 2．用均值表测电压
广东省东莞市莞城区莞太路34号东莞市创意产业中心园区8座502 Unit 502, Building 8, Creative Industry Center Park, No. 34 Guantai Road, Guancheng District, Dong Guan 523000, P.R.China 机器视觉在线检测详解 机器视觉的一个重要应用就是进行在线检测。这个与物体静止时的视觉检测系统不同，最起码图像摄取的速度要足够快才行，不然就不可能在被测物体运动时获取足够清晰的图像，再一个就是机器视觉软件的图像处理能力也要足够强，分析判断周期要够短，不然等反应过来了，产品可能都已经走出次品剔除系统的工作范围了。这样的机器视觉在线检测就是不合格的。 1 机器视觉在线检测的基本原理 基于机器视觉的在线检测系统的基本原理：首先通过视觉传感器获取高速流水线上运动待检测物体图像，图像传送到计算机后，计算机调用专用的图像处理软件来对检测物体进行检测、测量、分析、判断。多功能检测实验平台的硬件结构如图1所示，机器视觉在线检测系统的基本模块包括：传动装置、专用LED光源、图像采集模块、电气控制模块。 2 多功能检测实验平台运动控制部分设计 在这套系统中，运动控制部分选用工业PC＋运动控制卡＋步进电机的控制模式。运动控制卡是步进电机公司的MPC01。它配备了许多功能强大、内容丰富的运动控制软件工具和函数库。MPC01运动函数库用于二次开发，用户只要用C／C＋＋或Visual Basic等编制所需的用户界面程序，并把它与MPC01
运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统。 3 专用LED光源 光源对图像质量的影响是至关重要的，考虑到本套试验平台将要进行各种物品的检测实验，开发设计了多种专用LED照明方案以适应各种不同的待检物体。直环型用于各种具有稳定照度和清晰图像的工件；狭角型用于各种透明工件或低对比度工件；棒型用于透明、光滑、镀金表面；圆顶型用于不平整或弯曲的表面检测，金属包片上的印刷字体或弯曲表面的孔穴；背光型用于透明材料或液体的检测；同轴型用于光滑、电镀、低反射表面。 4 高速图像采集系统 图像采集部分将完成流水线上的运动图像获取，采集图像质量的好坏将直接影响整个检测效率。图像采集部分主要由CCD摄像机完成。CCD摄像机摄取图像信号，由图像采集卡将图像信号采集进来。本套实验装置选用两个方位的摄像机对待检测物体进行检测，一个俯拍位一个侧拍位，对有些待检测物体可以进行多方位的检测。摄像机采用的是Pulnix公司的TM6703，采集卡选用Matrox 公司的Comora2。 4.1 图像采集卡 Matrox Corona Ⅱ是Matrox Graphics Inc．生产的图像控制器，可采集隔行扫描／逐行扫描的分量RGB信号和单／双路黑白模拟视频信号；3路10bit A／D转换器；24-bit RS-422／LVDS数字接口；模拟情况下采集率达到30MHz，RS-422数字模式下达25MHz，LVDS数字模式下达40MHz；连接2个RGB 或6个模拟黑白视频信号；32-bit／33MHz PCI总线主模式；扩展板上实时采
《机器视觉技术》产品白皮书
目录 1引言........................................................................ - 3 -2产品概述.................................................................... - 4 - 2.1产品体系............................................................ - 4 - 2.2产品资源............................................................ - 5 -3产品介绍.................................................................... - 8 - 3.1机器视觉技术........................................................ - 8 - 3.1.1课程说明........................................................ - 8 - 3.1.2教学大纲....................................................... - 12 - 3.1.3教学指导....................................................... - 16 -4配套产品................................................................... - 19 - 4.1实验设备........................................................... - 19 - 4.2软件平台........................................................... - 24 -5技术支持................................................................... - 28 - 5.1.1升级服务....................................................... - 28 - 5.1.2师资培训....................................................... - 28 -
姓名： 院校学号： 学习中心： _______________ 层次：专升本 专业：土木工程 实验一：混凝土实验 一、实验目的：1、熟悉混凝土的技术性质和成型养护方法；2、掌握砼拌合物工作性的测定和评定方法；3、通过检验砼的立方体抗压强度，掌握有关强度的评定方法。 二、配合比信息： 1 .基本设计指标 (1)设计强度等级C30 (2)设计砼坍落度30-50mm 2.原材料 (1)水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级C32.5 (2)砂子：种类河砂细度模数 2.6 (3)石子：种类碎石粒级5-31.5mm
(4)水：洁净的淡水或蒸馏水
3.配合比：（kg/m3） 三、实验内容： 第1部分：混凝土拌合物工作性的测定和评价 1、实验仪器、设备：电子秤、量筒、坍落度筒、拌铲、小铲、捣棒（直径16mm、长600mm, 端部呈半球形的捣棒）、拌合板、金属底板等。 2、实验数据及结果
第2部分：混凝土力学性能检验 1、实验仪器、设备：标准试模：150mm X 150mm X 150 mm 、振动台、压力试验机(测量精度为土1%,时间破坏荷载应大于压力机全量程的20%;且小于压力机全量程的80%。、压力试验机控制面板、标准养护室(温度20C±2C,相对湿度不低于95%。 2、实验数据及结果 四、实验结果分析与判定： (1、混凝土拌合物工作性是否满足设计要求，是如何判定的？ 答：满足设计要求。实验要求混凝土拌合物的塌落度30—50mm,而此次实验结果中塌落度 为40mm, 符合要求；捣棒在已塌落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，锥体逐渐下沉表示粘聚 性良好；塌落度筒提起后仅有少量稀浆从底部析出表示保水性良好。
实训一机器视觉技术 （一）机器视觉技术 1.目标→图像摄取装置（CMOS和CCD）→图像信号→图像处理系统→数字化信号 2.机器视觉系统组成部分：光源、镜头、相机、图像处理单元、图 象处理软件、监视器、输入/输出控制单元。 3.特点：提高生产的柔性和自动化程度。 4.应用：生产流水线的检测系统（汽车零件、纸币印刷质量）、智能 交通管理系统、金相分析、医疗图象分析、无人机、机器人等。 （二）机器视觉实训系统 大恒DHLAB-BASE-PY-AF型平移式机器视觉教学实验平台 组成部分：相机安装模块、光源安装模块、平台方形载板、运动控制面板 由组成部分可推测，在机器视觉系统识别物体时，相机的焦距、光源的种类、光圈的大小、曝光时间的长短、载板移动速度的大小都将会对获取图像产生不同的影响。 平台：速度可调；手动或自动运动模式； 摄像头：紧凑型数字摄像机 感光元件：1/1.8”CCD；分辨率为1628（H）x 1236（V）；像素尺寸4.4um x 4.4um。
（三）实训内容 【1】一维条码检测 1. 条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符，在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。 2. 摄像机位置离检测平面大概47cm，光源离检测平面约36cm。 3. 实验步骤如下： ①放置条形码在载物平台上，使其处于镜头正下方； ②调整焦距、改变光圈大小，使物体清晰，对比度高、明暗适中； ③利用计算机软件控制相机对物体成像； ④通过改变曝光量、增益、光源、载物台移动速度，观察成像结果并加以比较。 ⑤结果如下： 条形码A 不开光圈、无速度曝光量增益识别结果 1000 0 没有图像 2500 0 不能识别 60000 0 正确识别 60000 5 正确识别 60000 6.4 错误识别 60000 7 没有图像条形码B 不开光圈、无速度曝光量增益识别结果 60000 2 没有图像 60000 6.4 正确识别 60000 20 错误识别 35000 6.4 不能识别 40000 6.4 正确识别 开光圈曝光量增益识别结果 60000 6.4 没有图像 2000 6.4 正确识别 速度曝光量增益识别结果 小60000 6.4 正确识别
建筑工程测量实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
江西理工大学 建筑工程测量 实验报告 专业建筑学 年级13级 班级 **** 学号 **** 姓名 **** 2015年月日 目录 第一部分实验项目内容及要求 第二部分实验报告 第三部分实验心得体会和建议
实验报告一 日期班组第六组学号 *号姓名**** ㈠完成下列填空 1.安置仪器后，转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，转动 目镜对光螺旋看清十字丝，通过镜筒上方的缺口和准星瞄准水准尺，转动水平微动螺旋精确照准水准尺，转动物镜对光螺旋进行对光消除视差，转动微倾螺旋使符合水准器气泡居中，最后读数。 2.消除视差的步骤是转动目镜对光螺旋使十字丝清晰，再转动 物镜对光螺旋使水准尺的分划像清晰。 ㈡实验记录和计算 1.记录水准尺上读数填入表2-1-1中。 表2-1-1
2.计算(基于黑红面读数的平均值) ⑴ A点比C点低 m。 ⑵ B点比D点高 m。 ⑶ C点比E点高 m。 ⑷假设C点的高程H C= m，求A点、B点、C点、D点、E点的高程，即： A A= m，H B= m，H C= ，H D= m，H E= m，水准仪的视线高程 H I= m。 ㈢出图2-1-1中水准仪各部件的名称 图2-1-1 1）目镜对光螺旋； 2）望远镜； 3）水准管； 4）水平微动螺旋； 5）圆水准器； 6）校正螺旋； 7）水平制动螺旋； 8）准星； 9）脚螺旋； 10）微倾螺旋； 11）水平微动螺旋； 12）物镜对光螺旋； 13）缺口； 14）三脚架。 实验报告二水准测量 日期班组第六组学号 *号姓名 *** ㈠水准测量的外业记录及其高程计算 实验数据记入表2-2-1，进行高程的计算，并进行验算，以确保各项计算准确无误。
编号 本科生毕业设计 基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计 Surface defect detection system design based on machine vision 学生姓名 专业电子信息工程 学号 指导教师 学院电子信息工程学院 二〇一三年六月
毕业设计（论文）原创承诺书 1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。 2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。 3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。 以上承诺的法律结果将完全由本人承担！ 作者签名：年月日
中文摘要 为了不断提高产品质量和生产效率，金属工件表面缺陷在线自动检测技术在生产过程中显得日益重要。针对金属工件表面的多种缺陷，本文设计了一套基于机器视觉能够实现对金属工件表面缺陷进行实时在线、无损伤的自动检测系统。该系统采用面阵CCD和多通道图像采集卡作为图像采集部分，提高了检测系统的速度并降低了对CCD的性能要求，使系统在现有的条件下比较容易实现实时在线检测；采用自动选取图像分割阈值，根据实际应用的阈值把工件信息从图像中提取出来并扫描工件图像中的信息，实现了系统的自动测量；根据扫描得到的工件信息去除掉工件边缘的光圈，利用自动选取的阈值对金属工件表面的图像进行二值化分割，从而实现各种缺陷的自动提取及识别。 关键词：机器视觉表面缺陷CCD 图像处理缺陷检测
《机器视觉与智能检测创新实践》课程设计报告 题目：基于可见光红外光图像的处理 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：
一、实验目的 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。本实验的目的就是通过学生自身动手实验，使学生对机器视觉系统及图像处理有一定的认识。同时加深学生的动手能力和培养学生的创新能力。 二、实验设备 机器视觉实验平台，计算机，Matlab软件等 三、实验任务 （1）对采集的近红外图像进行增强、分割和细化（自己挑选成像效果较好的手背或手掌的近红外图像） 1、了解增强、分割和细化等处理的概念和效果并编程实现增强、分割和细化； 2、分别比较不同增强、分割和细化方法的优劣 （2）对采集到的可见光手掌图像进行分割得到手掌及手指的轮廓。
四、相关概念介绍 1、光谱 光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，如图1所示。 光波是由原子内部运动的电子产生的。各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科——光谱学。 图1 可见光的光谱图 种类：发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱。 连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫做谱线，各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱。
( 实习报告 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 社会实践实习报告：建筑工程测 量实训报告 Social practice practice report: construction engineering survey training report
社会实践实习报告：建筑工程测量实训报 告 社会实践实习报告：建筑工程测量实训报告 进入大学的第一次测量实训终于在大家的期盼中来了，因为大家都想抓紧实训的时间好好休息一下，可是，现实是如此的残酷！ 开始老师让我们先从理论下手，介绍了水准仪和经纬仪的构成以及它的使用方法，我们都很认真的记载着老师所讲的重点，在学习中，我知道了测量人员是工程建设的开路先锋，是确保工程质量的“千里眼”，我为能成为测量人而感到自豪！老师还说了，让我们好好保护仪器！我们知道了：人在仪器在，人亡仪器也不能亡！可是让人疑惑的是老师总让我们做好“军训”的打算，有那么辛苦吗？ 很快我就见到了传说中的水准仪，它长得真的很不咋的，可是在老师的介绍下，我知道了它是一个很有内涵的仪器！千万不能小
看它！但是还好的就是它的螺栓比较少，所以我还能接受！可是调节经纬仪的过程就比较复杂了，螺旋比较多，测量时仪器不停的转动，脑袋就晕了，对准后就不知螺旋在哪了，只能瞎摸。但有句话叫“熟能生巧”，这句话一点不假，在实训中，这个成语就得到验证，尽管开始是有点生疏，但经过一圈测量，想不熟也挺难的，而且速度也不断的提高。 下面就来谈谈具体的！我是第一批在校内测量经纬仪的！它的螺栓比水准仪多多了！弄得我头晕眼花的！没办法！我必须要坚持下去！第一个下午，我们全组组员就遇到大麻烦了！因为经纬仪的调整要三个地方全部调好，可是我们老是没办法让它们全都统一，老是这儿调好了，那儿的气泡又跑了！我们组是第八组，组员有6个，而别的组是5个人，所以我们要比别的组要更抓紧时间，可是当第九组已经测六个点时，我们组还压根没挪窝，可是越急越不知道该怎么办！后来在别的组来了一个同学，我们连忙请教他！ 1.先要让三脚架的中心大约和地面的点进行对齐。 2.调节气泡让它处于圆水准器的中间部分。
《机器视觉应用实验报告》 姓 名 黄柱汉 学 号 201341304523 院 系 机械与汽车工程学院 专 业 仪器仪表工程 指导教师 全燕鸣 教授 2015年04月16日
华南理工大学实验报告 课程名称：机器视觉应用 机械与汽车工程学院系仪器仪表工程专业姓名黄柱汉 实验名称机器视觉应用实验日期2015.4.16 指导老师全燕鸣 一、实验目的 主要目的有以下几点： 1.实际搭建工业相机、光源、被摄物体图像获取系统，自选Labview或Matlab、 Halcon、Ni Vision软件平台，用打印标定板求解相机内外参数以及进行现场 系统标定； 2.进行一个具体实物体的摄像实验，经图像预处理和后处理，获得其主要形状 尺寸的测量（二维） 3.进行一个具体实物体的摄像实验，经图像预处理和后处理，识别出其表面缺 陷和定位。 二、实验原理 “机器视觉”是用机器代替人眼来进行识别、测量、判断等。机器视觉系统是通过摄像头将拍摄对象转换成图像信号，然后再交由图像分析系统进行分析、测量等。一个典型的机器视觉系统包括照明、镜头、相机、图像采集卡和视觉处理器5个部分。 HALCON是在世界范围内广泛使用的机器视觉软件，拥有满足各类机器视觉应用的完善开发库。HALCON也包含Blob分析、形态学、模式识别、测量、三维摄像机定标、双目立体视觉等杰出的高级算法。HALCON支持Linux和Windows，并且可以通过C、C++、C#、Visual Basic和Delphi语言访问。另外HALCON与硬件无关，支持大多数图像采集卡及带有DirectShow和IEEE 1394驱动的采集设备，用户可以利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉应用软件，具有良好的跨平台移植性和较快的执行速度。 本实验包括对被测工件进行尺寸测量和表面缺陷检测。尺寸测量是通过使用机器视觉来对考察对象的尺寸、形状等信息进行度量；缺陷检测是通过机器视觉手段来分析零部件信息，从而判断其是否存在缺陷。
实验一动态温度界面的设计 一、实验目的 1.掌握LabVIEW的基本使用方法 2.了解LabVIEW软件进行电路设计与仿真的步骤 3.熟练掌握动态温度界面的设计 4.了解温度计的使用方法 二、实验原理 数字温度计系统设计的内容主要分为三部分：一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计；三是与设置上下报警温度比较，当温度超过设置范围内时，实现报警。通过ＤＳ１８Ｂ２０直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后在ＰＣ机上进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。数字温度计系统硬件部分由温度传感器、信号的处理、信号的采集及基于ＬａｂＶＩＥＷ环境的温度显示。 三、设计步骤 1.在电脑上打开LabVIEW软件，单击“File”菜单，在下拉菜单中选择“New VI”选项，这样就新建一个空白的工作空间。 2.单机“File”菜单，在下拉菜单中选择“Save as”选项，命名为“实验一”将新建的文件保存到自己熟悉的地方。 3.前面板的设计 前面板包含两个温度计、温度显示框、报警指示灯、停止运行按钮。其中报警指示灯的作用是，当温度上升超过设定温度值上限（本
设计为6０℃）时，报警指示灯亮（变红），见下图（一）。 图（一）前面板设计 4.后面板设计 后面板由一个环路系统组成，其中包含Random Number、Greater、Multiply、温度计框图、温度计报警上限框图、报警灯框图、停止按钮。通过Random Number与100相乘产生一个随机温度，通过温度计检测，然后与报警设定值比较，比较器输出信号接指示灯。具体设计框图如下图（二）： 图（二）后面板设计图（三）程序运行 四、实验运行结果 单击“Operate”选项，在下拉菜单中选择“Run”，进入运行状态。当温度超过设定值（60℃）时，指示灯亮，见上图（三）。运行过程中可以通过“STOP”按钮，使程序停止。
建筑测量实训心得 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
实训心得 一周的测量实训结束了，风风雨雨中我们小组圆满的完成了本次实训这次实习的内容是对工程测量知识的实践化,实习的要求是让每个同学都对工程测量的实际操作能够达到基本掌握的程度。这次实习与以前的课堂实习相比，时间更加集中、内容更加广泛、程序更加系统，完全从控制测量生产实际出发，加深对书本知识的进一步理解、掌握与综合应用，是培养我们理论联系实际、独立工作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面素质。也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动 通过这次为期一周的测量实训，我学会了更熟练的使用水准仪、经纬仪。很好的巩固理论教学知识，提高了实际操作技能，实训是我们教学中一个与理论相结合的桥梁，使得我们与所学专业相联系，增强我们对本专业的感性认识，收集处理信息的能力，获取新知识的能力，发现问题，分析问题和解决问题的能力，为以后到工作岗位上打下坚实的基础。 这次的实训目的主要是1.巩固课堂教学知识，加深对控制测量学的基本理论的理解，能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。2.通过实习，熟悉并掌握三、四等控制测量的作业程序及施测方法。3.掌握用测量平差理论处理控制测量成果的基本技能。4.通过完成控制测量实际任务的锻炼，提高独立从事测绘工作的计划、组织与管理能力，培养良好的咱也品质和职业道德。5.熟
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作者：PanHongliang 仅供个人学习 基于HALCON的机器视觉系统的研究与实现 摘要 近年来，机器视觉系统以其高效率、高可靠、低成本的特点在国外取得了广泛的应用。机器视觉系统适用于众多领域，例如工业自动化、医药业、制造业、农业等，弥补了人类视觉的很多不足。本文采用德国MVTec公司的专业机器视觉软件HALCON来开发机器视觉系统，提出了相关机器视觉实现方法，
并且在机器视觉实验平台上完成了一个弹簧片检测任务。 目前关注较多的是机器视觉系统的硬件部分，而机器视觉软件部分关注较少，一个先进的机器视觉系统除了具有高性能的硬件外，还需要有高性能的软件，虽然说许多常见的开发软件例如Mircosoft的Visual Studio、NI的LabWindows\CVI等等都可以开发机器视觉系统，但是开发周期比较长，针对性较弱，程序的复杂程度较高。而采用HALCON作为机器视觉和图像处理核心软件，不仅大大缩短了开发周期，降低了开发难度，而且可以参考HALCON 提供的众多机器视觉和图像处理例程来针对具体的任务做具体开发。 文章的第一章研究了机器视觉系统的组成、应用现状和发展，并且对机器视觉软件HALCON做了概述。第二章根据相关要求，选择合适的硬件单元，设计和搭建了VS-ZM1200机器视觉实验平台。第三章研究了机器视觉中常用的一些图像处理技术，重点讨论了在弹簧片检测任务中所采用的图像处理技术和算法，如图像的增强，分割，边缘检测等。第四章研究了机器视觉软件，重点研究了HALCON，并且对在Visual C++开发环境下如何使用HALCON编写的程序做了讨论。第五章介绍了在VS-ZM1200机器视觉实验平台上，使用HALCON和Visual C++开发的一套弹簧片检测系统，该系统完成关于弹簧片的尺寸参数测量和外观参数判别的任务。 第一章：绪论 1.1机器视觉概述 人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中,为了克服自身能力、能量的局限性,发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务。这类机器,我们通常称为智能机器,它能模拟人类的功能,能感知外部世界并有效地解决人所希望解决的问题。人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官,而视觉,是人类最重要的感觉功能。视,就是看。觉,就是感觉、感知。通过看来感知外部世界丰富多采的信息。“百闻不如一见”,这句话生动地说明了视觉对获得客观世界信息的重要性。据统计,人所感知的外界信息有80%以上是由视觉得到的[1],通过视觉,我们可以感受到物体的位置,亮度以及物体之间的相互关系等。因此,对于智能机器来说,赋予机器人类的视觉功能对发展智能机器是极其重要的,由此形成了 一门新的学科———机器视觉。 机器视觉，就是用机器（通常是数字计算机）代替人眼来做测量及判断，对图像进行自动处理并报告“图像中有什么”的过程。美国制造工程师协会（SME Society of Manufacturing Engineers）机器视觉分会和美国机器人工业协会（RIA Robotic Industries Association）的自动化视觉分会对机器视觉下的定义为：“机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置”。具体来讲，是指通过镜头将被测目标转化为图像信号，投射至影像接受器件（一般为 CCD 元件）上再通过数字计算机进行分析处理。CCD是英文（Charge Coupling Device）的缩写，其中文含义为电荷耦合组件。当不同强度的光线照射在CCD表面，CCD
电子测量实验报告 姓名： 学号： 同组人： 指导教师：曾国宏 实验日期：2014.11.23
示波器波形参数测量实验报告 姓名：学号：指导教师：曾国宏 一、实验目的 通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。 1．熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。 2．熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。 3．熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。 二、实验预习 实验所用示波器为SS7802A型示波器。SS7802型示波器是日本岩崎公司生产的带有CRT 读出功能的20MHZ带宽模拟双踪示波器。该示波器带有CRT读出功能，所以能够方便、准确地进行电压幅度、频率、相位和时间间隔等的测量。 单踪示波器和双踪示波器的差别：单踪示波器只能显示一个信号的波形，双踪可以同时显示两个信号的波形。 三、实验仪器与设备 1、 SS7802A型示波器 a、主要参数： SS-7802模拟示波器·具有能够选择场方式、线路的TV/视频同步功能·附有光标和读出功能·5位数计数器规格及性能·显像管：6英寸、方型8×10p(1p=10mm)约16kV·垂直灵敏度：2mV/p~5V/p（1-2-5档）（通道1、通道2）精度：±2%·频率范围：20MHz·时间轴扫描A·100ns/p~500ms/p·TV/视频同步：能够选择场方式、能够选择ODD、EVEN、BOTH、扫描线路· b、主要功能描述 示波器操作板如图所示：
?包括如下五个操作控制区域： 水平控制区 【?POSITION?】：将【?POSITION?】向右旋转，波形右移。 FINE 指示灯亮时，旋转【?POSITION?】可作微调。 MAG×10 ：扫描速率提高10 倍，波形将基于中心位置向左右放大。 ALT CHOP ：选择ALT（交替，两个或多个信号交替扫描）或CHOP（断续，两个或多个信号交替扫描）。 ◆垂直控制区 INPUT ：输入连接器（CH1、CH2）,连接输入信号。 EXT INPUT ：用外触发信号做触发源。外信号通过前面板的EXT INPUT 接入。 【VOLTS/DIV】：调节【VOLTS/DIV】选择偏转因数。按下【VOLTS/DIV】；偏转因数显示“”符号。在该屏幕下，可执行微调程序。 【▲POSITION▼】：垂直位移，向右旋转，波形上移。 CH1 、 CH2 ：通道选择，按下 CH1 或CH2 选择通道显示或不显示。 GND ：按下 GND 打开接地开关。 DC/AC: 选择直流（DC）或交流（AC）耦合。 ADD 、INV ：显示（CH1+CH2）(相加〈ADD〉)或（CH1-CH2）(相减〈INV〉)。 ◆触发及扫描控制区 【TIME/DIV】：选择扫描速率。 【TRIG LEVEL】：调整触发电平。 SLOPE ：选择触发沿（+、―）。 SOURCE ：选择触发来源（CH1、CH2、LINE、EXT、VERT）。 COUPL ：选择触发耦合方式（AC、DC 、HF REJ 或LF REJ）。 TV ：视频信号触发选择（BOTH、ODD、EVEN、或TV-H）。