機(jī)器視覺課程設(shè)計(jì)

1、精選文檔機(jī)器視覺課程設(shè)計(jì)對(duì)圓盤形零件圓心與直徑和矩形零件長(zhǎng)與寬尺寸測(cè)量 學(xué)生學(xué)院 機(jī)電學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015年 1 月 20 日目 錄1 問題描述5 1.1 基本目標(biāo)5 1.2 基本要求52 程序及其算法5 2.1 檢測(cè)與計(jì)算圓半徑的程序5 2.2 檢測(cè)與計(jì)算矩形長(zhǎng)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(cè)邊上的點(diǎn)和計(jì)算長(zhǎng)和高的函數(shù)92.2.5 老師寫的顯示圖片的函數(shù)133 運(yùn)行結(jié)果144 小結(jié)151 問題描述1.1 基本目標(biāo) 顯示一張圖

2、片（包含一個(gè)矩形或一個(gè)圓），測(cè)量矩形的長(zhǎng)寬或圓的直徑。完成得及格分，擴(kuò)展有加分！要求圖片1.2 基本要求 “機(jī)器視覺”考試結(jié)果要求獨(dú)立在計(jì)算機(jī)上完成，建議使用Visual C+和OpenCV實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有視覺捕捉、圖像顯示、尺寸測(cè)量等功能的對(duì)話框程序，其中必須完成對(duì)圓盤形零件圓心與直徑和矩形零件長(zhǎng)與寬尺寸測(cè)量?jī)?nèi)容。在教師提供的基本框架程序基礎(chǔ)上，修改、補(bǔ)充界面和功能。2 程序及其算法2.1 檢測(cè)與計(jì)算圓半徑的程序 思路:從圖片中間橫掃取點(diǎn)得M_Point0，M_Point1（x坐標(biāo)相加除2的圓心的x坐標(biāo)）中間縱向取點(diǎn)得M_Point2，M_Point3（y坐標(biāo)相加除2的圓心的y坐標(biāo)）圓上四個(gè)點(diǎn)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(gè)點(diǎn) 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(zhǎng)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(cè)與計(jì)算矩形長(zhǎng)和寬的程序 思路：這個(gè)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(diǎn)并計(jì)算長(zhǎng)和高 四個(gè)按鈕，每一個(gè)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(diǎn)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(cè)是否成功打開攝像頭，藍(lán)色的是讀取攝像頭

11、拍攝的圖片到內(nèi)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(cè)邊上的點(diǎn)和

13、計(jì)算長(zhǎng)和高的函數(shù)思路是：第一步找到邊上的點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)變量e_dThreshold值為127，通過循環(huán)讓它與每一個(gè)像素的像素值進(jìn)行比較。如果檢測(cè)到一個(gè)點(diǎn)的像素值比127小，則這個(gè)點(diǎn)可能就是需要的點(diǎn)（黑色=0，白色=255）如果每個(gè)像素都要比較運(yùn)算太多，所以上邊兩個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)是沿著圖片長(zhǎng)的的2/5分處和3/5分處向下檢測(cè)，下邊的點(diǎn)是沿著1/2處向上檢測(cè)。第二步是用找到6個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)算出三角形的面積，然后除以底邊邊長(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)，3個(gè)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(diǎn),3個(gè)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(cè)到的點(diǎn)上畫圓，只是為了更好看到找點(diǎn)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(jì)算長(zhǎng)和高的像素值，三角形3點(diǎn)的坐標(biāo)構(gòu)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(zhǎng)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(diào)用上面的函數(shù)進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)和計(jì)算長(zhǎng)和高的值，點(diǎn)擊第四個(gè)按鈕會(huì)調(diào)用這段程序，當(dāng)里面的函數(shù)調(diào)用時(shí)，它會(huì)調(diào)用上面那段函數(shù)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(shù)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