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基于虚拟仪器视觉系统实验台架的研究

作　者: 李彦峰
导　师: 王春耀
学　校: 新疆大学
专　业: 工程力学
关键词: 虚拟仪器视觉系统 LabVIEW 图像处理单片机校核
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来基于虚拟仪器视觉的检测技术，被越来越多的应用在工业和农副产品加工业中，运用虚拟仪器视觉技术进行缺陷检测既可以提高检测的速度，又可以对采集的图像进行滤波，使各种因素产生的噪声降到最低，从而保证了检测的精度。本文采用NI公司的LabVIEW编程系统作为程序的开发平台，并结合其视觉处理软件包IMAQ Vision和NI VisionAssistant，对水果图像进行采集和处理。并设计开发了一种基于虚拟仪器视觉的水果分选实验平台控制系统，其通过NI1744智能相机对水果图像进行实时采集，将LabVIEW软件对所采集图像处理后的信号通过串口发送给单片机，并通过单片机控制电磁阀的开关，从而控制水果的分选。主要研究内容和结果如下：（1）分析了虚拟仪器视觉系统检测的工作原理、软硬件的构成。（2）本文根据苹果图像的特征，选择和编程实现了图像的预处理算法，其中包括图像灰度拉伸，图像滤波。（3）对几种图像边缘提取方法进行了研究，得出并编程实现了适用于苹果图像的边缘检测的算法。（4）设计了基于NI系统的实验台架，其中运用单片机系统实现对电磁阀的控制。（5）设计并计算了机械输送装置的传动部件、气缸和喷嘴等相关部件，并对相关轴进行强度和刚度校核。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章引言  9-13
  1.1 虚拟仪器视觉概述  9-10
    1.1.1 虚拟仪器视觉的定义  9-10
    1.1.2 虚拟仪器视觉的应用  10
  1.2 国内外分级方法研究现状  10-11
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11
  1.3 论文内容安排  11-13
第2章虚拟仪器视觉系统基础设计  13-22
  2.1 设计要求  13
  2.2 系统的硬件组成  13-17
    2.2.1 光源  14-15
    2.2.2 相机  15-16
    2.2.3 镜头  16-17
    2.2.4 图像采集卡  17
    2.2.5 PC 平台  17
  2.3 系统的软件设计  17-21
    2.3.1 软硬件要求  17-18
    2.3.2 LabVIEW 软件  18
    2.3.3 IMAQ Vision 工具包  18-20
    2.3.4 NI Vision Assistant2010 软件  20-21
  2.4 小结  21-22
第3章苹果图像处理算法的研究  22-34
  3.1 图像灰度拉伸  22-23
  3.2 图像滤波算法  23-26
    3.2.1 高斯平滑滤波  24-25
    3.2.2 图像均值滤波  25
    3.2.3 图像中值滤波  25-26
  3.3 图像边缘检测算法的研究  26-31
    3.3.1 Laplacian 算子  26-27
    3.3.2 Roberts 算子  27-28
    3.3.3 Sobel 算子  28-29
    3.3.4 Prewitt 算子  29-31
  3.4 运用 IMAQ Vision 工具包生成 LabVIEW 程序  31-33
  3.5 结论  33-34
第4章实验台架的总体设计和分选部件的研究  34-41
  4.1 水果分选实验台架的工作过程  34-35
  4.2 实验台架的组成结构  35-40
    4.2.1 供料系统  35-36
    4.2.2 光学检测系统  36
    4.2.3 分选系统  36-37
    4.2.4 电控系统  37-40
  4.3 结论  40-41
第5章实验台架的各个部件的结构设计  41-59
  5.1 传动部件的设计  41-48
    5.1.1 电动机的选择  41-42
    5.1.2 传动装置的设计  42-44
    5.1.3 链传动的设计  44-46
    5.1.4 链传动的布置、张紧与润滑  46-48
  5.2 气缸与喷嘴的设计计算  48-51
    5.2.1 气缸的设计步骤  48
    5.2.2 气缸的有关计算  48-51
  5.3 喷嘴的设计  51-54
    5.3.1 喷头的分类  51
    5.3.2 喷头的结构  51-52
    5.3.3 喷头的总体设计  52-53
    5.3.4 喷嘴的相关计算  53-54
  5.4 圆柱螺旋压缩弹簧设计  54-57
  5.5 其他零部件  57-59
    5.5.1 轴  57
    5.5.2 轴承  57-58
    5.5.3 联轴器  58-59
第6章总结  59-62
  6.1 主要成果  59
  6.2 主要结论  59-60
  6.3 展望  60-62
参考文献  62-66
附录图像处理系统源程序  66-70
在校攻读硕士学位期间已发表论文  70-71
致谢  71

基于虚拟仪器视觉系统实验台架的研究

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