文献综述--基于labview的弯管机弯角角度测量系统的设计

文献综述正文：
 随着现代科学技术和现代工业生产的发展，对数控弯管机精度的要求越来越高，使得传统的人工测量已经不适应甚至不满足实际测试的需求。NI的labview应用软件平台和其生产的图像采集卡两相结合产生了另一种测量方式，即利用图像采集卡采集图像，对图像进行二值化、边缘处理等操作方式，得到误差较小的精准图像，传输到计算机上，利用labview软件实现弯管机弯角角度测量。
 本项目的设计研究采用强大的图形化设计语言(G语言)labview编程。人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。论文着重探讨了采用图像采集卡结合IMAQ Vision Build模块进行图形处理，然后labview实现弯管机角度测量系统的研究，对数控弯管机自动化、智能化、数控化方面的改进提高有及其重要的意义。
 美国NI公司在虚拟仪器概念出现以后，推出了图形化虚拟仪器专用开发平台LabVIEW。这种平台采用独特的图形化编程方式，编程过程简单方便，是目前最受欢迎的虚拟仪器主流开发平台。为了兼顾其他高级语言软件开发者的习惯，NI还推出了Labwindows／CvI、Componentworks等交互式开发平台。还有很多美国虚拟仪器公司开发了很读国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台 。在国内，西安交大韩九强等采用面向对象技术研究了可组态生成不同虚拟仪器的可视化虚拟仪器软件开发平台 ，重庆大学秦树人等提出了虚拟仪器产品的网络化开发方法。这一系列的平台相继开发，为虚拟仪器的推广应用奠定了良好的基础[1]。
 LabVIEW自诞生以来，在研发设计、实验测试验证、生产测控等方面取得了广泛的应用，遍布电子、机械、通信、汽车制造、生物、医药、化工、科研、教育、军事等诸多行业领域。从交通监控系统到大学实验室，从部件自动测试到工业过程控制都有LabVIEW的存在，尤其在测试与测量领域，LabVIEW更是成为工业标准，其国际市场的占有率高达65％，远远超过了其它竞争对手。这些都充分表明LabVIEW应用的广泛性和实用性。目前，虚拟仪器在发达国家中的设计、生产、使用已经十分普及。
 本研究在labview软件平台上，利用其强大的图像处理函数库IMAQ VISION设计了一个基于labview和IMAQ VISION软件包的测量系统。IMAQ Vision 包含一系列MMX优化函数，提供了大量科研和工程中常用的图像采集和处理功能。它包含三个模块：
 1）、图像采集模块
    2）、图像处理模块：⑴对图像进行标定。⑵图像预处理。⑶图像二值化。⑷图像形态修正
 3）、图像分析模块
 这种软测量方式人机界面友好 ,操作方便 ,能在较短时间内给出准确的统计结果，较好地满足工业实时性和准确性的要求。与其他交互式视觉开发软件不同，IMAQ Vision Builder除生成一个LabVIEW图框外，还能够产生Visual Basic和C语言脚本.
 IMAQ Vision建立在交互式模式和“假设分析”环境基础上，可快速开发视觉应用系统。利用IMAQ Vision Builder这样一个简便易用的交互式环境可以很容易地开发出图像处理或视觉软件设计确认，因为它完全无需编程。
在主菜单运行IMAQ Vision Builder
选择file>open image以装载图片
按一下方式操纵：program files\national instruments\IMAQ Vision Builder 6\examples\bracket .然后检查所有文件板块。
单击OK 在IMAQ Vision Builder装载好图片，并选择图像的格式、大小、类型。
双击第一张图片bracket1.jpg，以装载到windows运行程序中。
    采用NI的图像采集卡对弯角进行图像采集，LabVIEW发送读取SDRAM中存储的 Y、Cb、Cr 格式图像数据的请求, 642 获得请求后, 开始采集图像并将采集到的Y、Cb、Cr数值存储到相应的内存地址, 在 642 完成整一帧的图像采集之后, 将 SDRAM中的标志变量 Sem 设定为 0, LabVIEW在这个过程中循环读取标志变量的值, 当为 0 时, 则从 SDRAM中获得图像数据, 也就是 Y, Cb, Cr 三个数组的数据, 然后将其转化为 LabVIEW能够显示的标准 RGB格式输出该图像。利用IMAQ Vision模块对其图像进行二值化处理、边缘处理等操作，最后用labview实现测量目的。
 美国国家仪器(NI)公司的虚拟仪器开发平台 LabVIEW, 使用图形化编程语言编程, 界面友好, 简单易学, 配套的图像处理软件包能提供丰富的图像处理与分析算法函数, 极大地方便了用户, 使构建图像处理与分析系统容易、 灵活、 程序移植性好，大大缩短了系统开发周期。在推出应用软件的基础上, NI 公司又推出了图像采集卡, 对于 NI 公司的图像采集卡, 可以直接使用采集卡自带的驱动以及 LabVIEW 中的 DAQ 库直接对端口进行操作。但由于 NI 公司的图像采集卡成本很高, 大多用户难以接受, 因此硬件平台往往采用通用图像采集卡, 软件方面的图像处理程序仍采用 LabVIEW以及IMAQ处理模块编写。本文正是基于这样的目的, 提出了一种在 LabVIEW环境下驱动通用图像采集卡的方案, 在 NI采集卡高速 DSP 视频处理板卡的平台下, 完成实时图像采集及处理。
 本测试系统由KM数控弯管机弯角、CCD摄像头、NI图像采集卡、IMAQ Vision、计算机、计算机控制软件组成。
 图像采集卡是虚拟测量系统硬件组成的关键所在。本系统采用的是NI公司的图像采集卡。该卡是基于高性能的 PC总线的 ,能使其能实时传送数字视频信号到显示存储器或系统存储器。采集到的图像经比例缩放、 裁剪等处理 ,处理后的数字图像通过 PC I总线传到VG A卡实时显示或传到计算机内存实时存储。数据的传送过程是由图像采集卡控制的 ,无需 CPU参与 ,因此图像传输速度可达 40MB /S。数据的实时传送是 NI 图像采集卡的突出特点。图像经由CCD摄像头并经采集卡转换为数字化图像输入计算机。NI图像采集卡能够保证采集到的图像的精度 ,是对最后测量的精度重要保证之一。
 LabVIEW是一种基于 G语言的虚拟仪器软件开发工具。在图像处理方面提供了 NI 公司的
IMAQ Vision子模板,它包括300 多种机器视觉和图像处理的函数,分图像预处理、 图像分割等图像理解函数库和开发工具,具有灰度、 彩色以及二值图像的显示、 处理(包括统计、 滤波和几何变换) 、 形状匹配、斑点分析、 计算和测量等功能。本项目先采用NI生产开发的图像采集卡采集弯角图像,对目标图像进行一系列图形处理操作，包括图像二值化、边缘处理、腐蚀等等，输出图像到PC机上，由labview软件实现弯角测量。
参考文献：
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