機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用（中級(jí)） 課件 2.1圖像采集

機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用（中級(jí)）任務(wù)1.1相機(jī)的選型項(xiàng)目二認(rèn)識(shí)機(jī)器視覺的工作過程任務(wù)2.1圖像采集知識(shí)圖譜學(xué)習(xí)目標(biāo)1任務(wù)描述2相關(guān)知識(shí)3任務(wù)實(shí)施4任務(wù)評(píng)價(jià)5思考練習(xí)6PARTONE01PART學(xué)習(xí)目標(biāo)/知識(shí)目標(biāo)了解圖像及其參數(shù)和分類的相關(guān)知識(shí)。了解不同顏色空間的定義及原理。掌握DobotVisionStudio的界面組成。技能目標(biāo)能夠正確啟動(dòng)并打開軟件。能夠采集到清晰的圖像。能夠輸出并保存圖像。學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)根據(jù)工作崗位職責(zé)，完成小組成員的合理分工。團(tuán)隊(duì)合作中，各成員學(xué)會(huì)合理表達(dá)自己的觀點(diǎn)。養(yǎng)成安全規(guī)范操作的行為習(xí)慣。PARTTWO02PART任務(wù)描述/任務(wù)描述啟動(dòng)軟件，采集清晰的積木圖像檢測(cè)對(duì)象12保存并輸出圖像PARTTHREE03PART相關(guān)知識(shí)/圖像及其參數(shù)1、圖像數(shù)字圖像位圖分辨率決定清晰度由像素點(diǎn)產(chǎn)生表現(xiàn)的色彩比較豐富有數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片、掃描儀掃描的圖片、計(jì)算機(jī)截屏圖等矢量圖與分辨率無(wú)關(guān)用線段和曲線描述圖像表現(xiàn)的色彩不豐富標(biāo)識(shí)、圖標(biāo)、Logo等圖像及其參數(shù)2、參數(shù)圖像分辨率單位長(zhǎng)度內(nèi)包含像素點(diǎn)的數(shù)量分辨率越高，圖像質(zhì)量越好，數(shù)據(jù)量就越大圖像大小整幅圖像所包含的總像素?cái)?shù)用寬度方向像素與高度方向像素的乘積表示圖像顏色圖像中所包含顏色的多少，與描述顏色所使用的位數(shù)有關(guān)圖像的位深越高，數(shù)據(jù)量越大，圖像質(zhì)量就越高圖像的分類二值圖像黑白圖像取值只有0（黑色）和1（白色）灰度圖像每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化的灰度來(lái)描述取值范圍為[0，255]RGB圖像彩色圖像，用紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三原色的組合來(lái)表示每個(gè)像素的顏色存放色彩較復(fù)雜的圖像索引圖像把像素值直接作為RGB調(diào)色板下標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)矩陣和彩色映射矩陣存放色彩較簡(jiǎn)單的圖像圖像顏色和灰度的多少圖像的顏色空間

顏色空間也稱彩色模型（又稱彩色空間或彩色系統(tǒng)），是在某些標(biāo)準(zhǔn)下用可接受的方式對(duì)彩色加以說明，是三個(gè)獨(dú)立變量綜合作用的結(jié)果。顏色空間（按基本結(jié)構(gòu)不同）基色顏色空間RGB顏色空間色、亮分離顏色空間YUV顏色空間HSV顏色空間HIS顏色空間圖像的顏色空間1、RGB顏色空間描述：模型為三維立方體，顏色用三維空間中的點(diǎn)表示，任意色光點(diǎn)都可以用R、G、B三色不同分量相加混合而成典型值：基色的亮度值為零，在原點(diǎn)處為黑色；三種基色都達(dá)到最高亮度，為白色；連接黑色與白色的對(duì)角線為灰色線RGB顏色空間圖像的顏色空間2、HSV顏色空間描述：比較直觀的顏色模型，是RGB色彩空間中的點(diǎn)在倒圓錐體中表示H是色調(diào)，其角度范圍為[0，2π]；S是飽和度，取值范圍為[0%，100%]；V是明度，取值范圍為[0%(黑)，100%(白)]HSV顏色空間圖像的顏色空間3、

HSI顏色空間描述：模型為雙六棱錐,

H定義顏色的頻率，為色調(diào)；S表示顏色的深淺程度，為飽和度；I表示強(qiáng)度或亮度I是強(qiáng)度軸，色調(diào)H的角度范圍為[0，2π]，其中，純紅色的角度為0，純綠色的角度為2π/3，純藍(lán)色的角度為4π/3HSI顏色空間圖像的顏色空間4、

YUV顏色空間描述：是電視中所謂的分量信號(hào)?！癥”是亮度信號(hào)，是亮度，也是灰度值；“U”和“V”是色差信號(hào)，是色度亮度：將RGB信號(hào)的特定部分疊加色度：定義色調(diào)與飽和度，分別用Cr和Cb來(lái)表示。Cr反映輸入信號(hào)紅色部分與亮度值間的差異；而Cb反映輸入信號(hào)藍(lán)色部分與亮度值同的差異YUV顏色空間DobotVisionStudio簡(jiǎn)介1、軟件概述DobotVisionStudio是越疆與?？低暵?lián)合開發(fā)的視覺算法軟件平臺(tái)，平臺(tái)集成了機(jī)器視覺多種算法組件，適用多種應(yīng)用場(chǎng)景，可快速組合算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件或被測(cè)物的查找、測(cè)量、缺陷檢測(cè)等操作?？旖輬D標(biāo)軟件界面DobotVisionStudio簡(jiǎn)介2、配置環(huán)境類別最低配置推薦配置操作系統(tǒng)Windows7/10（32/64位中、英文操作系統(tǒng)）.NET運(yùn)行環(huán)境.NET4.6.1及以上CPUIntel3845或以上IntelCorei7-67003.4GHz或以上內(nèi)存4GB8G或更高網(wǎng)卡千兆網(wǎng)卡Inteli210系列以上性能網(wǎng)卡顯卡顯存1G以上顯卡，GPU相關(guān)深度學(xué)習(xí)功能需要顯存6GB及以上USB接口電腦需要有支持USB3.0的接口軟件啟用配置搭配算法平臺(tái)專用加密狗或授權(quán)文件DobotVisionStudio簡(jiǎn)介3、功能特性03特定的顯示方式04支持多平臺(tái)運(yùn)行01組件拖放式操作02圖片式可視化操作界面DobotVisionStudio簡(jiǎn)介4、主界面工具箱流程耗時(shí)顯示區(qū)域流程欄菜單欄快捷工具條流程編輯區(qū)域圖像顯示區(qū)域結(jié)果顯示區(qū)域鷹眼區(qū)域DobotVisionStudio簡(jiǎn)介5、工具箱DobotVisionStudio簡(jiǎn)介5、工具箱DobotVisionStudio簡(jiǎn)介5、工具箱DobotVisionStudio簡(jiǎn)介5、工具箱PARTFOUR04PART任務(wù)實(shí)施/軟件啟動(dòng)步驟1：將紅、綠、藍(lán)共3個(gè)積木放置在檢測(cè)區(qū)域。步驟2：進(jìn)入軟件界面。雙擊DobotVisionStudio軟件圖標(biāo)，彈出DobotVisionStudio客戶端，啟動(dòng)引導(dǎo)界面。DobotVisionStudio軟件啟動(dòng)引導(dǎo)界面軟件啟動(dòng)步驟3：選擇任一模塊，進(jìn)入DobotVisionStudio主界面。DobotVisionStudio軟件主界面圖像采集步驟1：增加“圖像源”工具。

在工具箱區(qū)域，將采集子工具箱中的“圖像源”工具拖拽到流程編輯區(qū)域，建立方案流程。建立方案流程圖像采集步驟2：設(shè)置“圖像源”參數(shù)。

雙擊0圖像源，在基本參數(shù)界面，“圖像源”選擇“相機(jī)”，單擊關(guān)聯(lián)相機(jī)右邊的“相機(jī)管理”，進(jìn)入相機(jī)管理界面。圖像源基本參數(shù)設(shè)置圖像采集步驟3：設(shè)置“相機(jī)管理”參數(shù)。

單擊“設(shè)備列表”右邊的加號(hào)，創(chuàng)建“全局相機(jī)1”，設(shè)置相機(jī)的參數(shù)。在“常用參數(shù)”界面，設(shè)置“相機(jī)連接”的參數(shù)和“像素格式”參數(shù)。

單擊“觸發(fā)設(shè)置”，設(shè)置“觸發(fā)源”為“SOFTWARE”，單擊“確定”。相機(jī)管理常用參數(shù)設(shè)置相機(jī)管理觸發(fā)設(shè)置圖像采集步驟4：選擇關(guān)聯(lián)相機(jī)。

在“圖像源”界面，單擊關(guān)聯(lián)相機(jī)右下角的小三角符號(hào)，選擇“1全局相機(jī)1”。圖像源關(guān)聯(lián)相機(jī)的選擇圖像采集步驟5：調(diào)整鏡頭的光圈。

在連續(xù)執(zhí)行的情況下，調(diào)節(jié)鏡頭的光圈，一般先將光圈調(diào)為2.8，鎖緊光圈。鏡頭的結(jié)構(gòu)圖像采集步驟6：初步調(diào)整相機(jī)的曝光時(shí)間。

單擊“連續(xù)執(zhí)行”按鈕來(lái)連續(xù)獲取圖像，進(jìn)入關(guān)聯(lián)相機(jī)的“相機(jī)管理”界面，對(duì)“1全局相機(jī)1”的曝光時(shí)間進(jìn)行初步調(diào)整，圖像大致看得到即可。點(diǎn)擊“確認(rèn)”返回到主界面。曝光時(shí)間的調(diào)整初調(diào)后的圖像圖像采集步驟7：調(diào)整鏡頭對(duì)焦環(huán)。

在連續(xù)執(zhí)行的情況下，先將圖像顯示區(qū)域的圖像放大，邊調(diào)節(jié)鏡頭對(duì)焦環(huán)，邊觀察圖像邊緣的過渡像素的多少，以過渡像素最少為最佳，確定好后，鎖緊對(duì)焦環(huán)。（a）過渡像素較多的原始圖像（b）過渡像素較多放大的圖像（c）過渡像素較多的原始圖像（d）過渡像素較多放大的圖像圖像采集步驟8：再次調(diào)整曝光時(shí)間。

左右拖動(dòng)曝光條，觀察圖像顯示區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像。當(dāng)圖像的顏色與肉眼直接觀察到的方塊顏色一致時(shí)，停止調(diào)節(jié)。點(diǎn)擊“確認(rèn)”返回到主界面，單擊“停止執(zhí)行”。相機(jī)采集到的圖像圖像輸出步驟1：增加“輸出圖像”工具。

在工具箱區(qū)域，將采集子工具箱中的“輸出圖像”工具拖拽到流程編輯區(qū)域，并與“0圖像源1”相連。輸出圖像方案流程圖像輸出步驟2：設(shè)置“輸出圖像”參數(shù)。

雙擊“2輸出圖像1”，打開“存圖使能”，根據(jù)需要選擇保存渲染圖還是原圖，設(shè)置好保存路徑和命名，單擊“執(zhí)行”和“確定”。打開存圖使能原圖存放路徑和命名設(shè)置圖像輸出到本地PARTFIVE05PART任務(wù)評(píng)價(jià)/任務(wù)評(píng)價(jià)類別考核內(nèi)容分值評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)自評(píng)互評(píng)師評(píng)理論了解圖像及其參數(shù)、分類的相關(guān)知識(shí)10

了解不同顏色空間的定義及原理10

了解DobotVisionStudio的界面組成15技能能夠啟動(dòng)軟件20

能夠采集到清晰的圖像20能夠輸出并保存圖像20素養(yǎng)遵守操作規(guī)程，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作態(tài)度2

根據(jù)工作崗位職責(zé)，完成小組成員的合理分工2

團(tuán)隊(duì)合