基于opencv的工業(yè)相機(jī)應(yīng)用開發(fā)-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

6/6《基于OpenCV的工業(yè)相機(jī)應(yīng)用開發(fā)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)姓名專業(yè)班級(jí)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)時(shí)間一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.理解工業(yè)相機(jī)的主要參數(shù)與調(diào)節(jié)方法；2.利用光源、調(diào)節(jié)相機(jī)的方法提高采集圖像的質(zhì)量；3.利用機(jī)器視覺處理庫opencv的相關(guān)知識(shí)，從工業(yè)相機(jī)獲取圖像。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）與要求PC機(jī)一臺(tái)、WindowsXp或Windows7操作系統(tǒng)、VC6.0軟件一套三、實(shí)驗(yàn)容與步驟1.熟讀工業(yè)攝像頭相關(guān)技術(shù)開發(fā)手冊(cè)，掌握工業(yè)相機(jī)各種主要參數(shù)的意義與操作方法和注意事項(xiàng)。（1）工業(yè)鏡頭的接口有哪些？答：主流接口方式有C和CS接口，其中CS接口攝像機(jī)常用于小型安防，而C接口攝像機(jī)與鏡頭的組合在FA行業(yè)較為流行。C接口鏡頭可以與C、CS接口攝像機(jī)互用，兼容性更強(qiáng)；CS接口鏡頭兼容性較差，只能兼容CS相機(jī)而不兼容C接口攝像機(jī)。（2）工業(yè)鏡頭的基本參數(shù)有哪些？答：鏡頭的光圈，F(xiàn)值：鏡頭的明亮度與口徑和焦距的變化有關(guān)。一般用F值表示鏡頭的明亮度，另外鏡頭里有用于調(diào)整亮度的光圈構(gòu)件，可根據(jù)使用條件來調(diào)整通光量。焦距越小，景深越大;焦距越小，畸變?cè)酱?焦距越小，漸暈現(xiàn)象越嚴(yán)重，使像差邊緣的照度降低。工業(yè)鏡頭的視角，焦距：焦距是主點(diǎn)到成像面的距離。這個(gè)數(shù)值決定了攝影圍的不同。數(shù)值小，成像面距離主點(diǎn)近，是短焦距鏡頭。這種情況下的的畫角是廣角、可拍攝廣大的場(chǎng)景。相反的、主點(diǎn)到成像面的距離遠(yuǎn)時(shí)、是長(zhǎng)焦距鏡頭，畫角變窄（望遠(yuǎn)）。焦距越小，景深越大;焦距越小，畸變?cè)酱?焦距越小，漸暈現(xiàn)象越嚴(yán)重，使像差邊緣的照度降低。請(qǐng)結(jié)合實(shí)際操作，說明工業(yè)相機(jī)調(diào)節(jié)的方法與注意事項(xiàng)。答：1）調(diào)焦：分整組移動(dòng)和單組移動(dòng)。整組移動(dòng)是使整個(gè)鏡頭前后移動(dòng)，不改變鏡頭的焦距；單組移動(dòng)則通過轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的某一組透鏡來改變焦距。2）調(diào)節(jié)光圈：通過調(diào)節(jié)光圈上的LED強(qiáng)度來調(diào)節(jié)光圈，防止環(huán)境對(duì)成像造成的影響。3）放大縮?。和ㄟ^轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的某一組透鏡來放大縮小圖像成像。4）注意事項(xiàng)：使用時(shí)應(yīng)注意避免碰到鏡頭、不使用鏡頭時(shí)應(yīng)蓋上防塵蓋，以此保護(hù)鏡頭。2.熟悉HD-GY130W工業(yè)相機(jī)自帶的SDK開發(fā)包。（1）說明該工業(yè)相機(jī)SDK的主要功能。答：SDK包含相機(jī)外部接口的驅(qū)動(dòng)和開發(fā)相關(guān)所需函數(shù)的庫文件，SDK會(huì)給出，把數(shù)據(jù)送到圖像分析軟件。（2）結(jié)合工業(yè)相機(jī)的示例說明利用OPENCV工具和SDK獲取圖像數(shù)據(jù)的主要步驟。答：插上電源、安裝驅(qū)動(dòng)并打開軟件，通過軟件調(diào)試攝像機(jī)的鏡頭。3.結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用和工業(yè)相機(jī)平臺(tái)，構(gòu)想一個(gè)缺陷檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。檢測(cè)充電寶的商標(biāo)印刷是否完整：用機(jī)械手將充電寶放置于傳輸帶上，把攝像機(jī)固定于傳輸帶的某個(gè)位置，調(diào)試好相機(jī)并輸入完整的商標(biāo)信息；當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過相機(jī)下方時(shí)，相機(jī)上的感應(yīng)器感應(yīng)到物體時(shí)拍照采集圖片信息；將圖片信息送入相關(guān)的軟件程序中，與完整的商標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算，在允許細(xì)微差距圍下，匹配成功則產(chǎn)品繼續(xù)傳輸至指定的存放位置；若匹配失敗則用機(jī)械手抓取傳輸至商標(biāo)殘缺品處理處。采用51單片機(jī)硬件控制，機(jī)械手，工業(yè)自動(dòng)傳輸帶，CD接口的工業(yè)攝像機(jī)與其磁盤吸附式支架。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理（1）通過該工業(yè)相機(jī)SDK對(duì)相機(jī)曝光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)習(xí)分析參數(shù)調(diào)節(jié)的效果。答：分別增大模擬增益、曝光時(shí)間的值：說明模擬增益、曝光時(shí)間的值越高大，曝光越強(qiáng)。（2）通過該工業(yè)相機(jī)SDK對(duì)相機(jī)白平衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)習(xí)分析參數(shù)調(diào)節(jié)的效果。答：先啟用白平衡的自動(dòng)模式，再將白平衡設(shè)置為手動(dòng)檔模式，并分別調(diào)節(jié)其紅色、綠色、藍(lán)色增益，觀察其效果變換：調(diào)大紅色增益：調(diào)大綠色增益：（3）通過該工業(yè)相機(jī)SDK對(duì)相機(jī)白尺寸、對(duì)比度、亮度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)習(xí)分析參數(shù)調(diào)節(jié)的效果。答：調(diào)節(jié)白尺寸：通過白尺寸的調(diào)節(jié)可控制鏡頭下想要截取的部分。調(diào)節(jié)對(duì)比度：通過移動(dòng)對(duì)比度條塊控