Vision的三轴影像测量仪的开发与研制.doc

文档介绍：基于LabVIEW 和 IMAQ Vision的三轴影像测量仪的开发与研制
The R&D for 3-axis Vision Inspection Machine based on LabVIEW and IMAQ Vision
作者:高兴森
职务:研发部经理
公司:无锡微影图像技术有限公司
应用领域:汽车
挑战:汽车温控仪表盘的全自动分区域扫描测量需要结合机器视觉、图像处理、运动控制、自动控制等多种技术,给出各个特征的判断结果,并将所有测量数据以文件形式存储。这要求测试系统运用一个综合而强大的通用软件平台,视觉方面的软硬件能够很好地实现自定制和扩展功能。这些要求使用传统仪器无法达到目标, 而虚拟仪器在这些方面优势明显。
应用方案:使用NI公司的1394数字图像采集卡和Vision图像处理软件包,以LabVIEW为软件开发平台,开发出一台完善的、有相当通用性和开放性的三轴影像扫描测量仪器。
使用的产品:
NI 1394图像采集卡 PCI-8252
LabVIEW ,
Development Module,
Vision Builder AI
NI IMAQ 1394
介绍:汽车的温控仪表盘上有多个视觉特征需要检测,参考图1。
Red dot
Blue dot
Function LED
Pattern
Right area
Middle area
Left area
图1 汽车温控仪表盘
Fastener
在一个仪表盘上共有13个镭雕图案,16个功能LED 透光窗口,2个红点,2个蓝点,4个按钮等目标特征需要检测。检测要求在暗室内进行,需要分别模拟白天模式—Day mode和两种夜光模式—Function LED mode 和 Night light mode,共实现对61个目标特征的光强Intensity、颜色R/G/B分量、位置坐标X/Y、图案质量和表面划伤的测量,最后对三个全局特征进行综合比较。整个系统的开发非常具有挑战性。
正文:
图像采集卡的选择
仪表盘的外形尺寸为220mm×82mm,。综合检测精度、检测速度和成本要求,系统选择NI 1394图像采集卡,配合SONY D彩色摄像机(分辨率为1024×768), 这样视觉系统的视场范围FOV=118mm×,像素精度pixel accuracy= 118÷1024=,完全满足系统测量的尺寸精度要求。
扫描区域划分
根据仪表盘的尺寸、目标特征的相关性和视觉系统FOV的范围,将仪表盘划分为左、中、右3个检测区域。加上起始位置共有4个位置。摄像机在X/Z轴上运动,被测仪表盘在Y轴上运动,X/Y轴的运动完成镜头对目标的对准,Z轴的运动完成对目标的聚焦。在每个检测位置采集的图像分别以中间的LED窗口即AUTO LED、OFF LED、Defrost LED的中心为该幅图像的坐标原点。
系统总体结构设计
以计算机系统来完成图像的采集、处理、判断、文件I/O和用户使用界面,同时作为上位计算机通过串口对PLC进行控制;以PLC系统来完成运动控制、I/O控制。计算机系统的框图如下:
计算机系统
1394图像采集模块
图像处理模块