[发明专利]机器视觉教学创新实验平台

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉图像测量与模式识别技术领域，涉及一种实验平台，更进一步涉及一种机器视觉教学创新实验平台。

背景技术

近年来，随着图像处理与模式识别技术的飞速发展，各大高校都相继开设了与图像处理和机器视觉相关的课程，此类课程既要求学生掌握图像处理的基础理论知识，又要求学生能够利用图像处理方法解决一些实际问题，例如对工件产品进行尺寸测量、分类和识别，产品表面缺陷检测，车牌号码识别，条形码识别等。不论是本科生教学还是研究生教学，目前大多数高校都只停留在基础理论知识的学习上，缺少学生亲自利用图像处理方法解决实际问题的训练环节，更缺乏学生进行创新实验的条件和环境，严重影响了教学的质量和效果，不利于培养学生的实际动手能力和创新思维能力。鉴于上述原因，在多年潜心研究和技术积累的基础上，研制开发了机器视觉教学创新实验平台，对提高教学质量和培养创新型人才是十分必要的。

发明内容

针对上述教学环节存在的问题，本发明的目的在于，提供一种低成本、高精度、可扩展、基础性与创新性并举的机器视觉教学创新实验平台。

为达到上述目的，本发明采用软硬件结合的设计思想，利用图像测量任务的共同点，构建统一的图像获取硬件平台和图像处理软件平台，根据不同的测量对象和实验内容，设计具体的图像处理算法程序，实现基础训练与创新思维能力培养并举的机器视觉教学创新实验平台。

本发明的具体技术解决方案是：该机器视觉教学创新实验平台，包括设置在机箱内部的可调速电机，用于通过传动机构带动机箱上面的检验台底座匀速旋转，使放置在检验台底座上的被测样品与摄像机对齐，机箱面板上设置调速旋钮，根据测试任务的要求调整电机转速。

在机箱上方安装有高速摄像机，摄像机镜头周围安装有环形光源，用于提供拍摄所需光照。摄像机通过固定夹安装在水平支架上，水平支架与垂直支架连接并固定在机箱上，通过上下移动水平支架可以调节摄像机的垂直高度，通过左右移动固定夹可以调节摄像机的水平位置。

在检验台底座上刻有若干标记，被测样品放置在标记位置。机箱内部安装有光电传感器，在检验台底座转动过程中，当光电传感器检测到标记位置时，表明被测样品处于摄像机正下方，光电传感器向控制器发出信号启动图像获取程序，拍摄被测样品图像并保存。

机箱上的电源按钮控制整个系统的供电，包括整个实验平台的启动以及电机、光电传感器、环形光源和摄像机部件的供电。

光电传感器通过计算机并口发送图像采集信号，摄像机通过USB口将拍摄到的图像传送至计算机图像处理单元中。

图像处理软件平台主要由4个子窗口组成，在主窗口内分别有代码窗口、参数窗口、图像窗口和变量窗口。代码窗口显示实验任务对应的源程序，代码解释模块从代码窗口中获取代码，解释并执行，对于具体的函数和语句调用相关模块，例如最主要的图像处理算法就是从图像处理模块调用的。用户可以通过代码窗口编制自己的图像处理算法，或者对已有算法进行修改，并利用调试工具对程序进行调试。用户也可将自己的实验研究成果(如某些新算法)添加到本平台方法库中，供他人借鉴和引用。参数窗口显示图像处理过程中调用的函数和命令语句所包含的参数及提示信息，用户可以根据需要修改这些参数，该窗口最多支持八个参数设置。图像窗口显示待处理或处理后的图像，可以通过鼠标选取图像中需要进行处理的区域。变量窗口用于显示图象处理过程中中间变量的值，既可显示数值变量，也可以缩略图的形式显示图像变量。

附图说明

图1是本发明的创新实验平台逻辑结构框图；

图2是本发明的图像处理软件平台结构框图。

为了更清楚的理解本发明，下面结合附图和发明人给出的具体实施例，对本发明作进一步的描述与说明。

具体实施方式

本发明的创新实验平台逻辑结构框图如图1所示，包括设置在机箱1内部的可调速电机5，用于通过传动机构6带动机箱1上面的圆形检验台底座7匀速旋转，使放置在检验台底座7上的被测样品8与摄像机10对齐。机箱面板上设置调速旋钮3，根据测试任务的要求调整电机5转速。

在检验台底座7上刻有若干标记，被测样品8放置在标记位置。机箱1内部安装有光电传感器4，在检验台底座7转动过程中，当光电传感器4检测到标记位置时，表明被测样品8处于摄像机10正下方，光电传感器4向控制器发出信号启动图像获取程序，拍摄被测样品8图像并保存。