實驗1.1  根據(jù)不同待測物的特征，分析適用的照明方式

1. 實驗?zāi)康?/span>

   學(xué)會根據(jù)不同待測物的特征，分析適用的照明方式

2.實驗所需儀器設(shè)備

①　MXY9003 機(jī)器視覺綜合實訓(xùn)平臺一臺；

②　計算機(jī)一臺

3. 實驗內(nèi)容及步驟

   本實訓(xùn)平臺配有白色平行光源、白色環(huán)形光源、白色LED線光源、紅色LED光源、 綠色LED光源、藍(lán)色LED光源，將光源的電源線插入平臺的+12V電源插孔，調(diào)節(jié)想相應(yīng)的電位器，改變光源的電流，從而改變光源的發(fā)光亮度，觀察每種光源的發(fā)光特點(diǎn)，再根據(jù)各種被測物的特征，分析適合哪種光源。

4、實驗總結(jié)

1、 寫出實驗總結(jié)報告，說明不同被側(cè)物的特征及適用哪種照明方式

實驗1.4  利用線陣CCD進(jìn)行圖像掃描

1. 實驗?zāi)康?/span>

在光電技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)中數(shù)字圖像的產(chǎn)生與分解是非常重要的基礎(chǔ)知識，掌握圖像的產(chǎn)生與分解對于如何利用圖像，從圖像中解析出我們所要檢測的目的信號無疑是機(jī)器視覺技術(shù)為重要的環(huán)節(jié)。本實驗利用黑白線陣CCD圖像傳感器對黑白實物進(jìn)行掃描而獲得數(shù)字圖像，并對掃描圖像的解析方法、圖像的形成方法和數(shù)字圖像的特點(diǎn)等重要內(nèi)容深入學(xué)習(xí)，掌握數(shù)字圖像的產(chǎn)生過程。

2. 實驗準(zhǔn)備內(nèi)容

（1）學(xué)習(xí)有關(guān)CCD的知識，掌握圖像掃描制式，為什么要設(shè)置圖像掃描制式等內(nèi)容；

（2）學(xué)習(xí)用線陣CCD傳感器進(jìn)行實物掃描成像的原理，它又為什么可以不遵守如電視制式等的圖像形成規(guī)則。

（3）用線陣CCD進(jìn)行圖像掃描時應(yīng)該注意哪些問題？線陣CCD的工作頻率、掃描電機(jī)的轉(zhuǎn)速與照明光源的亮度之間存在著怎樣的關(guān)系？

（4）為什么說掃描同步問題是線陣CCD圖像掃描技術(shù)的關(guān)鍵問題，如何解決掃描圖像的同步問題？

3. 實驗所需儀器設(shè)備

①　MXY9003 機(jī)器視覺綜合實訓(xùn)平臺一臺；

②　計算機(jī)一臺

4. 實驗步驟

1） 圖像掃描

（1） 搭建圖像掃描系統(tǒng)。將線陣CCD相機(jī)用長支撐桿安裝在導(dǎo)軌滑塊上，并且用數(shù)據(jù)線將線陣相機(jī)和平臺后面的DB15接口相連，將獨(dú)立掃描裝置放置在平臺鋼板上，并將獨(dú)立掃描裝置的電源線插入12V電源插孔。將反射光源用支桿和滑塊安裝在導(dǎo)軌上，使反射光源能夠照射到掃描圖像的位置，然后將反射光源的電源線插入平臺12V電源插孔（如果實驗室光照強(qiáng)度較大，可不加反射光源）。

（2） 打開平臺電源和計算機(jī)電源，找到《圖像掃描實驗》軟件，在計算機(jī)顯示屏上彈出如圖1.4-1所示的圖像掃描實驗軟件主界面；

（3） 先點(diǎn)擊界面中的“連續(xù)"按鈕，觀察線陣CCD輸出信號波形曲線，當(dāng)掃描裝置轉(zhuǎn)動到軟件顯示條碼信息時，將掃描裝置電源斷開；

（4） 先調(diào)整光圈或者積分時間、驅(qū)動頻率、反射光源位置及亮度，使其輸出幅度居中偏高些以便掃描出來的圖像灰度階更為豐富；但是不能使CCD輸出信號進(jìn)入飽和區(qū)，否則將出現(xiàn)高亮度區(qū)域偏白而無法正常顯示圖像；

（5） 然后再調(diào)整成像物鏡的焦距，使觀測到的曲線盡量陡直或如圖1.4-1所示的波形顯得比較毛糙（是高頻分量較好的表現(xiàn)），才為調(diào)試到較為理想狀況；當(dāng)然準(zhǔn)確調(diào)焦后掃描出來的圖像視覺效果可能并不理想，圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)明顯，圖像的缺陷暴露無疑。所以有時為了視覺效果常有意進(jìn)行“離焦處理"以便掩蓋圖像本身的缺陷。在產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測中應(yīng)盡量提高圖像的清晰度，盡量使成像物鏡調(diào)整到佳理想像面。

當(dāng)所觀察到的輸出波形（曲線波形）如圖1.4-1，表明光學(xué)成像系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)好后（曲線斜率越陡直說明光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距調(diào)整得越好），信號的幅度也能滿足掃描要求便可以進(jìn)行下一步掃描實驗。                                

             圖1.4-1

（6） 點(diǎn)擊“停止"按鈕，在如圖1.4-1所示的菜單中選中“圖像"按鈕，將彈出如圖1.4-2所示的圖像掃描設(shè)置與控制主菜單。

（7） 接通掃描裝置電源，掃描電機(jī)將帶動滾筒轉(zhuǎn)動，點(diǎn)擊圖1.4-2所示軟件界面上的“開始掃描"按鈕，程序自動進(jìn)入判斷掃描起始點(diǎn)并進(jìn)入自動掃描工作過程，并不斷在界面上顯示正在掃描的行數(shù)；界面上同時彈出掃描進(jìn)度條，完成整幅畫面的掃描后將在屏幕上自動顯示出如圖1.4-3所示的整幅圖像；

（8） 利用如圖1.4-3所示的掃描界面上的“水平方向"與“垂直方向"的縮、放控制鍵進(jìn)行x、y兩個方向的縮放調(diào)整，使所顯示的圖像適于觀看；

（9） 利用掃描界面上的“保存圖像"按鈕能夠?qū)叱龅膱D像存入文件夾內(nèi)

              圖1.4-2

            圖1.4-3

（10） 改變驅(qū)動頻率與積分時間的檔位，再次進(jìn)行圖像掃描，觀察掃描出來的圖像變化情況，分析圖像發(fā)生變化的原因；

（11） 調(diào)整掃描電機(jī)的轉(zhuǎn)速（提高或降低），然后再次進(jìn)行圖像掃描，觀察掃描出來的圖像，分析掃描速度與圖像質(zhì)量的關(guān)系；

（12） 通過上述參數(shù)的設(shè)置與變化，總結(jié)出用線陣CCD掃描實際運(yùn)動圖像（畫面）時為什么要強(qiáng)調(diào)掃描速度要恒定，通過實驗，是否能夠充分認(rèn)識到圖像掃描的關(guān)鍵技術(shù)；

（13） 你能夠利用實驗儀的硬件設(shè)備完成圖像掃描軟件的編寫工作嗎？

（14） 觀察與分析儀器所提供的圖片（貼于滾筒上）,能否從中找到掃描軟件所需要的掃描起止信號，它有什么特點(diǎn)？如何利用它進(jìn)行同步掃描？

5. 結(jié)束與關(guān)機(jī)

   （1）將所作實驗的數(shù)據(jù)與圖像可靠地存儲到的文件夾內(nèi)

（2）先退出實驗程序，關(guān)畢計算機(jī)，再關(guān)閉平臺電源；

（3）整理好所有實驗器材與工具，放回原處。

6. 實驗總結(jié)

   ⑴寫出實驗總結(jié)報告，你是否考慮到設(shè)計者為什么將被掃描圖像設(shè)計成如此圖樣？為什么要有黑直條？

   ⑵試分析所掃出的圖像亮度不均勻的原因，能否提出解決用線陣CCD掃描圖像時遇到的圖像亮度不均勻問題的方法或方案？（從成像物鏡的像面照度分布問題考慮）

   ⑶試分析下面情況，若要掃描的對象是以速度v做勻速直線運(yùn)動的物體表面（如鋼板表面），該怎樣設(shè)計用線陣CCD掃描物體表面圖像質(zhì)量的實際應(yīng)用課題？在掃描過程中物體運(yùn)動的速度發(fā)生變化時所掃出的圖像將會怎樣？

   ⑷實驗過程中你是否調(diào)整了電機(jī)的轉(zhuǎn)速？調(diào)整轉(zhuǎn)速后掃描圖像將發(fā)生怎樣的變化？為什么？

   ⑸你能否利用實驗儀提供的動態(tài)鏈接庫函數(shù)自己編寫出掃描圖像的相關(guān)軟件程序？

   ⑹通過這節(jié)實驗課，你能在哪方面有所提高？該實驗內(nèi)容能涉及多少相關(guān)課程？你認(rèn)為該實驗還應(yīng)增添哪些實驗內(nèi)容？