基于labview圖像采集與處理論文(本科設(shè)計(jì)論文).pdf

滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 1 第一章 緒論第一章 緒論 3 3 1 1 1 1 虛擬儀器概述虛擬儀器概述 3 3 1 1 1 1 1 1 虛擬儀器的產(chǎn)生虛擬儀器的產(chǎn)生 3 3 1 1 1 1 2 2 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 3 3 1 1 1 1 3 3 虛擬儀器的構(gòu)成虛擬儀器的構(gòu)成 4 4 1 1 4 1 1 4 虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn) 6 6 1 1 2 2 虛擬儀器的現(xiàn)狀虛擬儀器的現(xiàn)狀 7 7 1 1 2 2 1 1 國(guó)外虛擬儀器的現(xiàn)狀國(guó)外虛擬儀器的現(xiàn)狀 7 7 1 1 2 2 2 2 國(guó)內(nèi)虛擬儀器的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)虛擬儀器的現(xiàn)狀 8 8 1 1 2 2 3 3 虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì)虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì) 9 9 1 31 3 課題背景和課題目的課題背景和課題目的 1010 1 4 1 4 本文的研究?jī)?nèi)容本文的研究?jī)?nèi)容 1010 第二章第二章 圖像采集原理及總體設(shè)計(jì)圖像采集原理及總體設(shè)計(jì) 1212 2 2 1 1 圖像采集原理圖像采集原理 1212 2 2 2 2 攝像頭介紹攝像頭介紹 1313 2 2 12 2 1 攝像頭簡(jiǎn)介攝像頭簡(jiǎn)介 1313 2 2 22 2 2 攝像頭的分類(lèi)攝像頭的分類(lèi) 1414 2 2 32 2 3 攝像頭的工作原理攝像頭的工作原理 1414 2 2 3 IMAQ VISION3 IMAQ VISION 介紹介紹 1515 第三章第三章 虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1616 3 3 1 1 虛擬儀器創(chuàng)建過(guò)程虛擬儀器創(chuàng)建過(guò)程 1616 3 3 2 2 設(shè)計(jì)方案的比較設(shè)計(jì)方案的比較 1717 3 3 2 2 1 1 軟件比較軟件比較 1717 3 3 2 2 2 USB2 USB 攝像頭數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)攝像頭數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn) 1818 3 3 3 3 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì) 1919 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 2 第四章第四章 軟件模塊的設(shè)計(jì)軟件模塊的設(shè)計(jì) 2020 4 1 4 1 程序的流程圖程序的流程圖 2020 4 4 2 2 程序的結(jié)構(gòu)圖程序的結(jié)構(gòu)圖 2222 4 4 3 LABVIEW 3 LABVIEW 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 2222 4 4 3 3 1 G1 G 語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 2323 4 4 3 3 2 LABVIEW 2 LABVIEW 程序組成程序組成 2323 4 4 4 4 數(shù)據(jù)采集和處理模塊數(shù)據(jù)采集和處理模塊 2424 4 4 4 4 1 1 創(chuàng)建攝像頭列表創(chuàng)建攝像頭列表 2424 4 4 4 4 2 2 創(chuàng)建傳感器資源創(chuàng)建傳感器資源 2424 4 4 4 4 3 3 啟動(dòng)采集啟動(dòng)采集 2525 4 4 4 4 4 4 創(chuàng)建圖像創(chuàng)建圖像 2525 4 4 5 4 4 5 圖像獲取圖像獲取 2626 4 4 5 5 圖像保存圖像保存 2626 4 4 6 6 圖片讀取圖片讀取 2727 4 4 8 8 小結(jié)小結(jié) 2727 第五章第五章 程序設(shè)計(jì)顯示程序設(shè)計(jì)顯示 2828 5 5 1 1 虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo)虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo) 2828 5 5 1 1 1 1 控制面板控制面板 2828 5 5 1 1 2 2 圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo)圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo) 2828 5 5 2 2 程序的總框圖程序的總框圖 2929 5 5 3 3 程序的調(diào)試結(jié)果程序的調(diào)試結(jié)果 3030 5 5 4 4 小結(jié)小結(jié) 3030 第六章第六章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 3232 致致 謝謝 3636 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 3 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 4 第一章 緒論第一章 緒論 1 1 虛擬儀器概述 1 1 1 1 1 1 虛擬儀器的產(chǎn)生虛擬儀器的產(chǎn)生 虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和儀器系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物 是當(dāng)今計(jì)算機(jī)輔助測(cè) 試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù) 它推動(dòng)著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化 智能化 模塊化 網(wǎng)絡(luò)化的 方向發(fā)展 電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展至今 大體上可以分為四代 模擬儀器 數(shù)字化儀器 智能一起和虛擬儀器 第一代模擬儀器 這類(lèi)儀器在某些實(shí)驗(yàn)室里還能看到 它是以 電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器 如指針式萬(wàn)用表 晶體管電壓表 指針式電 流表等 第二代數(shù)字化儀器 這類(lèi)儀器現(xiàn)在相當(dāng)普遍 這類(lèi)儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量值 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào) 并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果 適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測(cè)量 1 1 1 1 2 2 虛擬儀器的概念虛擬儀器的概念 虛擬儀器是指通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī) 1 1 1 1 3 3 虛擬儀器的構(gòu)成虛擬儀器的構(gòu)成 虛擬儀器從構(gòu)成要素上講 由計(jì)算機(jī) 圖 1 1 虛擬儀器的結(jié)構(gòu) 顯示器 信號(hào)分析及處理器 入機(jī)接口 各類(lèi)接口 A D 轉(zhuǎn) 換器 數(shù) 據(jù) 發(fā)生器 信 號(hào) 調(diào)理器 信 號(hào) 調(diào)理器 輸入 信號(hào) D A 轉(zhuǎn) 換器 信號(hào) 調(diào)理器 信號(hào) 輸出 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 5 目前 1 4 本文的研究?jī)?nèi)容本文的研究?jī)?nèi)容 虛擬儀器系 目前市場(chǎng)上的 A D 采集卡和數(shù)據(jù)采集卡以及帶 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 6 第二章第二章 圖像圖像采集原理采集原理及總體設(shè)計(jì)及總體設(shè)計(jì) 2 1 圖像采集原理 簡(jiǎn)單地說(shuō) 所謂圖像采集就是連接圖像采集設(shè) 傳統(tǒng)相機(jī)的成相是景物的反射光線(xiàn)經(jīng)過(guò)鏡頭的會(huì)聚 在膠片上形成潛應(yīng)影 這個(gè) 潛影是光和膠片上的乳劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果 再經(jīng)過(guò)顯影和定影處理就形成了影像 攝象頭的數(shù)碼影像和膠片成像原理不同 是經(jīng)過(guò)鏡頭成像在 CCD CMOS 上 經(jīng)過(guò) CCD CMOS 的光電轉(zhuǎn)換 生成視頻信號(hào) 再經(jīng)過(guò)顯示屏電光轉(zhuǎn)換 才生成圖像 具體流程如 下 鏡頭光聚焦 CCD或CMOS 光轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 處理保存攝像機(jī)內(nèi)存 傳輸 電腦處理并顯示等 2 2 攝像頭攝像頭介紹介紹 2 2 1 攝像頭簡(jiǎn)介攝像頭簡(jiǎn)介 攝像頭 CAMERA 又稱(chēng)為電腦相機(jī) 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 7 2 2 3 攝像頭的工作原理攝像頭的工作原理 攝像頭的工作原理大致是景物通過(guò)鏡頭 第三章第三章 虛擬虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)圖像采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)由儀器硬件和功能模塊軟件兩部分組成 本章將詳細(xì)討 論對(duì)虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)幾種方案的比較 3 1 虛擬儀器創(chuàng)建過(guò)程 創(chuàng)建虛擬儀器的過(guò)程大體分為以下 3 2 設(shè)計(jì)方案的比較 3 3 2 2 1 1 軟件比較軟件比較 在給定計(jì)算機(jī)必要的儀器硬件后 3 3 2 2 2 2 USBUSB 攝像頭攝像頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的特點(diǎn)采集的特點(diǎn) 商用專(zhuān)用圖像數(shù)據(jù)采集卡具有較大的通用性 3 3 總總體設(shè)計(jì)體設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的是圖像采集與處理系統(tǒng) 主要 數(shù)字?jǐn)z像頭 USB連接線(xiàn) 計(jì)算機(jī) LabVIEW軟件 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 8 第四章第四章 軟件模塊的軟件模塊的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 在本章中詳細(xì)介紹各個(gè)功能模塊及其生成過(guò)程 4 1 程序的流程圖 程序流程框圖如圖 4 1 所示 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 9 USB攝像頭檢測(cè) USB攝像頭列表 USB攝像頭啟動(dòng) 選擇攝像頭 創(chuàng)建USB攝像頭驅(qū)動(dòng) 啟動(dòng)USB攝像頭 記取USB攝像頭數(shù)據(jù)顯示圖像 保存圖像 保存圖像顯示圖像 讀歷史圖像 YY 停止采集 停止 NN Y N 圖 4 1 程序流程圖 流程圖簡(jiǎn)介 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 10 首先對(duì)設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的模塊進(jìn)行初始化 然后通過(guò) USB 攝像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行采集 把 采集到的信號(hào)送入 LABVIEW 模塊中 通過(guò) LABVIEW 模塊的程序運(yùn)行下 把采集到的信 號(hào)通過(guò)圖形的形式顯示出來(lái) 4 2 程序的結(jié)構(gòu)圖 程序的結(jié)構(gòu)圖如圖 4 2 所示 從上圖中可以看出 labview 軟件通過(guò) USB IMAQ 驅(qū)動(dòng)控制下位 USB 設(shè)備 然后把 得到解決的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)格式的處理和顯示 4 3 LABVIEW 簡(jiǎn)介 LABVIEW 是 實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工作平臺(tái) 環(huán)境中執(zhí)行可運(yùn)行程序 4 3 1 G 語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言簡(jiǎn)介 LABVIEW 是一個(gè)功能比較完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 BVIEW 應(yīng)用程序的最重要的基 礎(chǔ) 4 3 2 LABVIEW 程序組成程序組成 該環(huán)境包括三個(gè)部分 程序前面板 框圖程序 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 11 4 4 4 4 數(shù)據(jù)采集和處理模塊數(shù)據(jù)采集和處理模塊 數(shù)據(jù)采集模塊是虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)軟件 4 4 1 創(chuàng)建攝像頭列表創(chuàng)建攝像頭列表 為了在多個(gè)攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí) 能區(qū)別是使用哪一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 這里先 通過(guò)一個(gè)IMAQ USB Enumerate Cameras 函數(shù) 獲取當(dāng)前電腦上連接所有攝像頭名稱(chēng)列表 此函 數(shù)的接線(xiàn)端口如下所示 從上圖中看出 USB Camera Names 函數(shù)端口輸出的是一維數(shù)組 直接是所有相機(jī)的 名稱(chēng)列表 4 4 2 創(chuàng)建傳感器資源創(chuàng)建傳感器資源 為了能打開(kāi)攝像頭進(jìn)行圖像采集 IMAQ 中是 從上圖中可以看出 USB Camera Name 端口是 稱(chēng) 4 4 4 4 3 3 啟動(dòng)采集啟動(dòng)采集 要進(jìn)行相應(yīng)攝像頭數(shù)據(jù)的采集 Q Write File 函數(shù)進(jìn)行了圖像的保存 保存的格式有如 下幾類(lèi) 在此函數(shù)中直接輸入要保存的文件路徑和圖像數(shù)據(jù)即可 程序如下所示 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 12 4 6 圖片讀取 為了在系統(tǒng)中進(jìn)行 4 8 小結(jié)小結(jié) 本章是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分 主要介紹了虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊具 體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 包括 數(shù)據(jù)采集和處理模塊 圖像保存 圖像讀取等 將這些模塊在 主 VI 的框圖程序中按照一定的邏輯關(guān)系組合起來(lái) 就形成了一個(gè)完整的虛擬圖像采集 與處理系統(tǒng) 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 13 第五章第五章 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)顯示顯示 5 1 虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo) 5 5 1 1 1 1 控制面板控制面板 本論文設(shè)計(jì)的虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)控制面板如圖 5 1 所示 圖 5 1 圖像采集與處理系統(tǒng)的控制面板 5 5 1 1 2 2 圖像采集與處理系統(tǒng)圖像采集與處理系統(tǒng)的性能指標(biāo)的性能指標(biāo) 1 傳感器像素 衡量攝像頭的一個(gè)重要指標(biāo)之一 一 5 2 程序的總框圖 程序的總框圖如圖 5 2 所示 圖 5 2 程序總框圖 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 14 5 3 程序的調(diào)試結(jié)果 經(jīng)過(guò)前面編程后 運(yùn)行程序 在攝像頭列表中雙擊選擇相應(yīng)的攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集 調(diào)節(jié)攝像頭可以采集到清淅的圖像 輸出保存路徑后可以保存圖片并可以進(jìn)行已 保存圖片的查看 運(yùn)行效果如下所示 5 4 小結(jié) 由調(diào)試結(jié)果可知 設(shè)計(jì)用普通 USB 攝像頭數(shù)據(jù)采集卡 在 LABVIEW 圖形編程 語(yǔ)言環(huán)境下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種方便 靈活性強(qiáng)的虛擬圖像采集與處理系統(tǒng) 對(duì)一些應(yīng)用 領(lǐng)域是一種很好的選擇 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 15 第六章第六章 總結(jié)總結(jié)與展望與展望 設(shè)計(jì)的虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)不僅具有臺(tái)式數(shù)字圖像采集與處理系統(tǒng)的功能 而且充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能和軟件設(shè)計(jì)的靈活性 設(shè)計(jì)的研究工作和主要研究 結(jié)果總結(jié)如下 設(shè)計(jì)的虛擬圖像采集與處理系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)為 1 用圖形化編程語(yǔ)言 LABVIEW 和面向?qū)ο?滿(mǎn)意設(shè)計(jì) 基于 LABVIEW 的虛擬示波器設(shè)計(jì) 16 滿(mǎn)意設(shè)計(jì) WWW ManYSJ CoM 詳細(xì)論文及程序 QQ 744989151 各類(lèi)設(shè)計(jì) 論文聯(lián)系 QQ 609545949 Labview IO 板卡 17 參考文獻(xiàn) 1 張健 韓薪莘 房曉溪 程學(xué)慶 LABVIEW 18 LABVIEW Uscr Manual USA National Instruments Corporation 1998 19 Using External Code in LABVIEW USA National Instruments Corporation 2000 20 No