機器視覺課程設計

1、精選文檔機器視覺課程設計對圓盤形零件圓心與直徑和矩形零件長與寬尺寸測量 學生學院 機電學院 專業(yè)班級 學 號 學生姓名 指導教師 2015年 1 月 20 日目 錄1 問題描述5 1.1 基本目標5 1.2 基本要求52 程序及其算法5 2.1 檢測與計算圓半徑的程序5 2.2 檢測與計算矩形長和寬的程序82.2.1 打開攝像頭程序82.2.2 保存拍攝的照片程序92.2.3 讀取拍攝到的圖片（讀取文名字CurrentImage.jpg的圖片）92.2.4 檢測邊上的點和計算長和高的函數92.2.5 老師寫的顯示圖片的函數133 運行結果144 小結151 問題描述1.1 基本目標 顯示一張圖

2、片（包含一個矩形或一個圓），測量矩形的長寬或圓的直徑。完成得及格分，擴展有加分！要求圖片1.2 基本要求 “機器視覺”考試結果要求獨立在計算機上完成，建議使用Visual C+和OpenCV實現(xiàn)一個具有視覺捕捉、圖像顯示、尺寸測量等功能的對話框程序，其中必須完成對圓盤形零件圓心與直徑和矩形零件長與寬尺寸測量內容。在教師提供的基本框架程序基礎上，修改、補充界面和功能。2 程序及其算法2.1 檢測與計算圓半徑的程序 思路:從圖片中間橫掃取點得M_Point0，M_Point1（x坐標相加除2的圓心的x坐標）中間縱向取點得M_Point2，M_Point3（y坐標相加除2的圓心的y坐標）圓上四個點到

3、圓心的距離（半徑）取平均值，輸出為半徑。顯示圖片程序如下：double c_DialogTeclarn:f_MakeCircle(double e_dThreshold)if(NULL=m_pIplImageSource)return 0;/定義變量存圖像的寬，高，行像素int q_iWidth=m_pIplImageSource->width;int q_iHeight=m_pIplImageSource->height;int q_iWidthStep=m_pIplImageSource->widthStep;uchar *q_pchDataImage=(uchar *)

4、m_pIplImageSource->imageData;CvPoint M_Point4=;/存放檢索出的四個點 循環(huán)檢索/01縱掃for(int Cycle_Y=1;Cycle_Y<q_iHeight;Cycle_Y+)if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iWidth/2+q_iWidthStep*(Cycle_Y-1)M_Point0.x=q_iWidth/2;M_Point0.y=Cycle_Y;for(int Cycle_Y=q_iHeight;Cycle_Y>1;Cycle_Y-)if(e_dThreshold>q_pchD

5、ataImageq_iWidth/2+q_iWidthStep*(Cycle_Y-1)M_Point1.x=q_iWidth/2;M_Point1.y=Cycle_Y;for(int Cycle_X=1;Cycle_X<q_iWidth;Cycle_X+)if(e_dThreshold>q_pchDataImageCycle_X+q_iWidthStep*(q_iHeight/2-1)M_Point2.x=Cycle_X;M_Point2.y=q_iHeight/2;for(int Cycle_X=q_iWidth;Cycle_X>1;Cycle_X-)if(e_dThres

6、hold>q_pchDataImageCycle_X+q_iWidthStep*(q_iHeight/2-1)M_Point3.x=Cycle_X;M_Point3.y=q_iHeight/2;for (int i=0;i<4;i+)/畫邊界圓cvCircle(m_pIplImageSource,M_Pointi,8,cvScalarAll(127),2);int Ridius=0,clear=0;int circle_y=abs(M_Point1.y+M_Point0.y)/2;int circle_x=abs(M_Point3.x+M_Point2.x)/2;float c=0

7、,j=0;for (int i=0;i<4;i+)j=(M_Pointi.x-circle_x)*(M_Pointi.x-circle_x)+(M_Pointi.y-circle_y)*(M_Pointi.y-circle_y);c=c+sqrt(j);Ridius=c/4;/在窗口中顯示長和高char ch110,ch210;itoa(Ridius,ch1,10);itoa(clear,ch2,10);SetDlgItemText(IDC_LONG,ch1);SetDlgItemText(IDC_SHORT,ch2);CWnd *e_pCWndPicture=this->GetD

8、lgItem(ID_PICTURE_DISPLAY);f_ControlShowImage(m_pIplImageDisplay,e_pCWndPicture,m_pIplImageSource);cvSaveImage(_T("./Result_Image.jpg"),m_pIplImageSource);return 0;2.2 檢測與計算矩形長和寬的程序 思路：這個程序主要包括：打開攝像頭-保存圖片（拍照）-加載剛剛保存的圖片-找出點并計算長和高 四個按鈕，每一個按鈕包含下面的一段代碼，拍攝的圖片保存為CurrentImage.jpg，這里事先保存了一張同名的圖片，所

9、以可以直接點擊Load Image讀取。 2.2.1 打開攝像頭程序void c_DialogTeclarn:OnBnClickedButtonOpenCamera() CvCapture *q_pCvCapture=cvCreateCameraCapture(0); if(NULL=q_pCvCapture) return; IplImage *q_pIplImageCapture=cvQueryFrame(q_pCvCapture); if(NULL=q_pIplImageCapture) return; if(NULL!=m_pIplImageSource) cvReleaseImage

10、(&m_pIplImageSource); m_pIplImageSource=NULL; m_pIplImageSource=cvCloneImage(q_pIplImageCapture); cvReleaseCapture(&q_pCvCapture); CWnd *e_pCWndPicture=this->GetDlgItem(ID_PICTURE_DISPLAY); f_ControlShowImage(m_pIplImageDisplay,e_pCWndPicture,m_pIplImageSource);注：綠色的為檢測是否成功打開攝像頭，藍色的是讀取攝像頭

11、拍攝的圖片到內存，后面的語句是讓圖片在mfc窗口顯示出來。 2.2.2 保存拍攝的照片程序void c_DialogTeclarn:OnBnClickedButtonSaveImage() / TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 cvSaveImage(_T("./CurrentImage.jpg"),m_pIplImageSource); 2.2.3 讀取拍攝到的圖片（讀取文名字CurrentImage.jpg的圖片）void c_DialogTeclarn:OnBnClickedButtonLoadImage()/ TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼if(N

12、ULL!=m_pIplImageSource)cvReleaseImage(&m_pIplImageSource);m_pIplImageSource=NULL;m_pIplImageSource=cvLoadImage(_T("./CurrentImage.jpg"),0);CWnd *e_pCWndPicture=this->GetDlgItem(ID_PICTURE_DISPLAY);f_ControlShowImage(m_pIplImageDisplay,e_pCWndPicture,m_pIplImageSource); 2.2.4 檢測邊上的點和

13、計算長和高的函數思路是：第一步找到邊上的點，設定一個變量e_dThreshold值為127，通過循環(huán)讓它與每一個像素的像素值進行比較。如果檢測到一個點的像素值比127小，則這個點可能就是需要的點（黑色=0，白色=255）如果每個像素都要比較運算太多，所以上邊兩個點的檢測是沿著圖片長的的2/5分處和3/5分處向下檢測，下邊的點是沿著1/2處向上檢測。第二步是用找到6個點的坐標算出三角形的面積，然后除以底邊邊長得到高。求三角形的面積用的是行列式 的值等于三角形面積的2倍程序如下：double c_DialogTeclarn:f_MakeRectangleWidth(double e_dThresh

14、old) / TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼/定義一些點和變量 int q_iWidth=m_pIplImageSource->width; int q_iHeight=m_pIplImageSource->height; int q_iWidthStep=m_pIplImageSource->widthStep; uchar *q_pchDataImage=(uchar *)m_pIplImageSource->imageData; int q_iXLeftTop=2*q_iWidth/5; int q_iXRightTop=3*q_iWidth/5; in

15、t q_iXBottom=q_iWidth/2; int q_iYLeftTop=2*q_iHeight/5; int q_iYLeftBottom=3*q_iHeight/5; int q_iYRightMid=q_iHeight/2; CvPoint q_CvPointLeftTop,q_CvPointRightTop,q_CvPointBottom; CvPoint q_CvPointLeft_Top,q_CvPointRight_Mid,q_CvLeft_Bottom; /求上下兩邊上的點，3個循環(huán) for(int q_iCycleHeight=0;q_iCycleHeight<

16、q_iHeight;q_iCycleHeight+) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleHeight*q_iWidthStep+q_iXLeftTop) q_CvPointLeftTop.x=q_iXLeftTop; q_CvPointLeftTop.y=q_iCycleHeight; break; for(int q_iCycleHeight=0;q_iCycleHeight<q_iHeight;q_iCycleHeight+) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleHeight*q_iWidt

17、hStep+q_iXRightTop) q_CvPointRightTop.x=q_iXRightTop; q_CvPointRightTop.y=q_iCycleHeight; break; for(int q_iCycleHeight=q_iHeight-1;q_iCycleHeight>=0;q_iCycleHeight-) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleHeight*q_iWidthStep+q_iXBottom) q_CvPointBottom.x=q_iXBottom; q_CvPointBottom.y=q_iCycleH

18、eight; break; /求左右兩邊上的點,3個循環(huán) for(int q_iCycleWidth=0;q_iCycleWidth<q_iHeight;q_iCycleWidth+) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleWidth+q_iWidthStep*(q_iYLeftTop-1) q_CvPointLeft_Top.x=q_iCycleWidth; q_CvPointLeft_Top.y=q_iYLeftTop; break; for(int q_iCycleWidth=0;q_iCycleWidth<q_iHeight;q_

19、iCycleWidth+) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleWidth+q_iWidthStep*(q_iYLeftBottom-1) q_CvLeft_Bottom.x=q_iCycleWidth; q_CvLeft_Bottom.y=q_iYLeftBottom; break; for(int q_iCycleWidth=q_iHeight-1;q_iCycleWidth>=0;q_iCycleWidth-) if(e_dThreshold>q_pchDataImageq_iCycleWidth+q_iWidthStep*(q_

20、iYRightMid-1) q_CvPointRight_Mid.x=q_iCycleWidth; q_CvPointRight_Mid.y=q_iYRightMid; break; /在檢測到的點上畫圓，只是為了更好看到找點的情況 cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvPointLeftTop,5,cvScalarAll(127),2); cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvPointRightTop,5,cvScalarAll(127),2); cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvPointBottom,5,cvS

21、calarAll(127),2); cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvPointLeft_Top,5,cvScalarAll(127),2); cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvLeft_Bottom,5,cvScalarAll(127),2); cvCircle(m_pIplImageSource,q_CvPointRight_Mid,5,cvScalarAll(127),2);/顯示畫圓后的圖片 CWnd *e_pCWndPicture=this->GetDlgItem(ID_PICTURE_DISPLAY); f_Contro

22、lShowImage(m_pIplImageDisplay,e_pCWndPicture,m_pIplImageSource);/計算長和高的像素值，三角形3點的坐標構成行列式，行列式的值=2*面積，行列式的值/底邊=高CvMat Ma;int HIGH,WIDE;float Area;int a=q_CvPointLeftTop.x-q_CvPointRightTop.x;int b=q_CvPointLeftTop.y-q_CvPointRightTop.y;double c=a*a+b*b;/定義行列式double arr9=q_CvPointLeftTop.x,q_CvPointLef

23、tTop.y,1,q_CvPointRightTop.x,q_CvPointRightTop.y,1,q_CvPointBottom.x,q_CvPointBottom.y,1;cvInitMatHeader(&Ma,3,3,CV_64FC1,arr);Area=abs(cvDet(&Ma);HIGH=Area/sqrt(c);int A=q_CvPointLeft_Top.x-q_CvLeft_Bottom.x;int B=q_CvPointLeft_Top.y-q_CvLeft_Bottom.y;double C=A*A+B*B;/定義行列式Double ARR9=q_Cv

24、PointLeft_Top.x,q_CvPointLeft_Top.y,1,q_CvLeft_Bottom.x,q_CvLeft_Bottom.y,1,q_CvPointRight_Mid.x,q_CvPointRight_Mid.y,1;cvInitMatHeader(&Ma,3,3,CV_64FC1,ARR);Area=abs(cvDet(&Ma);WIDE=Area/sqrt(C);/在窗口中顯示長和高 char ch110,ch210; itoa(HIGH,ch1,10); itoa(WIDE,ch2,10); SetDlgItemText(IDC_LONG,ch1);

25、 SetDlgItemText(IDC_SHORT,ch2); cvSaveImage(_T("./Result_Image.jpg"),m_pIplImageSource); return 0;/調用上面的函數進行檢測點和計算長和高的值，點擊第四個按鈕會調用這段程序，當里面的函數調用時，它會調用上面那段函數void c_DialogTeclarn:OnBnClickedButtonRectangle() / TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 f_MakeRectangleWidth(); 2.2.5 老師寫的顯示圖片的函數void c_DialogTeclarn:

26、f_ControlShowImage(IplImage *&e_pIplImageShow,CWnd *e_pCWndControl, IplImage *e_pIplImageSource) if(NULL=e_pCWndControl)|(NULL=e_pIplImageSource) return; CRect q_CRectControl; e_pCWndControl->GetClientRect(&q_CRectControl); if(NULL!=e_pIplImageShow) cvReleaseImage(&e_pIplImageShow); e

27、_pIplImageShow=NULL; e_pIplImageShow=cvCreateImage(cvSize(q_CRectControl.Width(),q_CRectControl.Height(), IPL_DEPTH_8U, e_pIplImageSource->nChannels); cvResize(e_pIplImageSource,e_pIplImageShow); HDC q_HDCControl=e_pCWndControl->GetDC()->GetSafeHdc(); unsigned int q_piBuffersizeof(BITMAPINF

28、OHEADER)+sizeof(RGBQUAD)*256; BITMAPINFO *e_pBITMAPINFODisplay=(BITMAPINFO *)q_piBuffer; BITMAPINFOHEADER *e_pBITMAPINFOHEADERDisplay=&(e_pBITMAPINFODisplay->bmiHeader); memset(e_pBITMAPINFOHEADERDisplay,0,sizeof(*e_pBITMAPINFOHEADERDisplay); e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biSize=sizeof(BITMA

29、PINFOHEADER); e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biWidth=e_pIplImageShow->width; e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biHeight=-e_pIplImageShow->height; e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biPlanes=1; e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biBitCount=8*e_pIplImageShow->nChannels; e_pBITMAPINFOHEADERDisplay->biCompression=BI_RGB; RGBQUA