STM32与机器视觉

只看该作者 · 2018-11-20 13:33

只看该作者 · 2018-11-20 13:34

1、图像采集:工业摄像机与工控机通过USB接口相连，使用MindVision
测量软件实现对摄像机的一系列设置，包括相机设置、预览控制、图像采集、工
具、选项、帮助等。打开相机后，可以对相机参数进行设置，比如分辨率、颜色、
曝光、一键白平衡等。设置好参数之后，点击抓拍将采集到的当前图像进行保存。
2、图像预处理:对采集到的当前图像进行一系列的图像预处理技术，主要
包括:图像缩放、灰度处理、图像滤波、阂值分割、形态学处理(膨胀、腐蚀、
开运算、闭运算)等，同时将处理的结果在软件界面图像框中显示。
3、边界干扰滤除:对预处理后的图像进行边缘干扰滤波以及小面积杂质干
扰滤除，去除图像边界上由于现场拍摄大小的原因而不完整的饲料颗粒。
4、长短径缺陷检测以及单粒提取:边界干扰滤除后的图像进行饲料颗粒长
短径缺陷检测，提取其形状特征，主要有面积、周长、长轴、短轴等，并设置一
定的阂值，筛选出不合格的饲料颗粒，并在软件界面的图像显示框中显示处理后
的饲料颗粒原图，对不合格的饲料颗粒用红色轮廓进行标记，而对于合格的饲料
颗粒进行原图位置标定，并提取出来，依次保存至当前目录的Particle文件夹下。
同时在软件界面的信息显示栏中显示饲料颗粒总数、合格饲料颗粒数、不合格饲
料颗粒数、长短径合格颗粒数、长短径合格率等。
5、表面凹坑、裂痕缺陷检测:对长短径缺陷检测合格的饲料颗粒进行表面
凹坑以及裂痕缺陷检测，检测处理后的单粒饲料颗粒的图像依次保存到当前目录
DetectParticle文件夹下，处理后的单粒饲料颗粒的图像中，针对裂痕位置采用紫
色进行标记，凹坑位置采用绿色进行标记，凹坑干扰项一霉变采用黑色进行标记，
凹坑干扰项一玉米粒采用蓝色进行标记，并在软件界面的图像显示框中显示处理
后的饲料颗粒原图，其中长短径不合格的饲料颗粒采用红色轮廓进行标记，有裂
痕而没有凹坑的饲料颗粒采用紫色轮廓进行标记，有凹坑而没有裂痕的饲料颗粒
采用绿色轮廓进行标记，既有凹坑又有裂痕的饲料颗粒采用橙色轮廓进行标记。
在软件界面信息显示栏中显示饲料颗粒总数、合格饲料颗粒数、不合格饲料颗粒
数、产品合格率、长短径合格数、长短径合格率、凹坑饲料颗粒数、凹坑合格率、
裂痕饲料颗粒数、裂痕合格率。
6、饲料颗粒单粒检测:可以对保存在Particle文件夹下单粒饲料颗粒进行单
独检测，提取其形状特征参数以及缺陷。在软件界面的单粒饲料颗粒相关信息显
示栏中显示检测参数，主要包括:面积、周长、长轴、短轴、凹坑数、裂痕数，
同时软件界面的图像显示框中显示处理后的饲料颗粒单粒图，对于凹坑位置采用
绿色进行标记，而对于裂痕位置采用紫色进行标记。
7、串口通信:通过选择串口、波特率设置，打开串口等选项实现与控制器
STM32的串口通信，发送数据选项实现向控制器STM32发送饲料缺陷检测的相
关参数，主要有产品合格率、长短径合格率、凹坑合格率以及裂痕合格率等。
饲料缺陷检测器的软件设计流程图如图4-9所示，其软件界面如图4-10所
不。

只看该作者 · 2018-11-20 13:34

只看该作者 · 2018-11-20 13:34

只看该作者 · 2018-11-20 13:35

当环模制粒机长时间处于工作状态时，其切刀的刀片可能会受损或位置偏
移，这样会导致生产出来的饲料颗粒呈现出或太大或太小的情况，因此我们需要
对采样到的饲料颗粒图像进行长短径缺陷检测，其主要检测的内容包括:饲料颗
粒的面积、周长、长轴、短轴等参数，并根据实际情况设置一个合适的阂值，筛
选出不合格的饲料颗粒。其中主要使用到的Opencv的API函数上面己经介绍过
了，因此本小节不再重复介绍。
1、面积Area饲料颗粒的面积实际上是用图像中饲料颗粒目标区域的面积
大小来表示，即统计饲料颗粒目标区域的像素点个数。
2、周长Girth饲料颗粒的周长是包围饲料颗粒图像目标区域的边界长度，即
图像轮廓的各像素点之和。
3、长轴L饲料颗粒的长轴是饲料颗粒的轮廓边界上任意两点间跨度最大的
距离。
4,短轴S饲料颗粒的短轴与其长轴垂直，同样也是轮廓边界上两点间的宽
度。
5、长短径合格率:长短径合格的颗粒数占总饲料颗粒数的百分比，其公式
定义如下:
SizePassQual =长短径合格数(SizePassCount) l总饲料颗粒数((AllCount) x 100%