LabVIEW機器視覺微小位移動態(tài)測量

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前言
　　測量物體的微小位移在許多方面如數(shù)控機床的精確加工等御吞，有廣泛的應(yīng)用宽堆。目前測量物體的微小位移已經(jīng)發(fā)展了多種方法：激光位移傳感器測量法、電容位移傳感器測量法等唉韭。本文實現(xiàn)了一種基于LabVIEW機器視覺軟件平臺和讀數(shù)顯微鏡以及USB攝像頭測量微小位移的系統(tǒng)夜涕。該系統(tǒng)成本低，操作方便属愤，并實現(xiàn)了計算機的實時動態(tài)測量女器。由美國NI公司推出的LabVIEW是目前最流行、應(yīng)用最廣岗命、發(fā)展最快和功能最強的圖形化數(shù)據(jù)軟件[1-4]巨脚。NI公司推出的機器視覺平臺是專門的圖像處理軟件平臺。本測量系統(tǒng)采用LabVIEW和機器視覺軟件平臺編程控制USB攝像頭采集讀數(shù)顯微鏡的物體圖像移動品救，通過計算機判斷物體圖像的像素移動來計算物體移動的微小位移敢弟。整個實驗過程中，圖像采集和數(shù)據(jù)處理都是通過LabVIEW軟件編程實現(xiàn)他景。由于攝像頭的幀速為30幀/秒捅振，因此可實現(xiàn)動態(tài)測量、÷像o實時顯示結(jié)果并將數(shù)據(jù)實時保存托足。
　　1 實驗原理和思路
　　通過讀數(shù)顯微鏡的放大作用把物體發(fā)生的微小位移放大呀琢，利用攝像頭拍攝物體放大的圖像，用計算機對圖像進行二值化處理贡金，通過移動前后圖像質(zhì)心位置像素點的變化可計算出物體位移的變化。圖1是實驗原理和測量流程圖群娃。

圖1 微小位移測量實驗原理圖
　　實驗思路如下：讀數(shù)顯微鏡底座的LED發(fā)射出均勻穩(wěn)定的光衅侥，照射到顯微鏡載物臺的玻璃片上。物體的移動牽引顯微鏡物鏡下的細(xì)絲產(chǎn)生微小位移劫瞳，這里倘潜，細(xì)絲的位移就是物體的位移。顯微鏡對細(xì)絲成一個清晰放大的像志于，被置于目鏡上的USB攝像頭采集到圖像并將圖像傳到計算機進行處理涮因。計算機對采集到的圖像先進行二值化處理废睦，濾去背景圖像的影響，計算出圖像質(zhì)心的位置养泡。通過比較前后圖像質(zhì)心的位置坐標(biāo)嗜湃，可計算出質(zhì)心移動的像素點。實驗中通過多次測量澜掩，先得出圖像單位像素點和物體實際位移的比例系數(shù)购披。實際測量物體的位移時，通過計算出圖像質(zhì)心像素點的變化肩榕，再乘以單位像素點的變化與物體實際位移的比例系數(shù)刚陡，計算出物體的實際位移。
　　實驗中使用的實驗儀器和裝置包括：讀數(shù)顯微鏡（型號為：JCD-Ⅲ株汉，上海光學(xué)儀器廠）筐乳。實驗中顯微鏡的目鏡×10，物鏡×10狱槽，對細(xì)絲的放大倍數(shù)為100倍涨给。攝像頭：普通羅技快看高手版（羅技公司），攝像頭的分辯率 320×240申广，30萬像素限匕，拍攝幀速為30幀/秒。細(xì)絲為精確加工的黑色細(xì)絲东六，直徑約為困荤。

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