STM32与分拣系统

发表于 2018-11-27 13:03

由于最近搞一套花生米的分拣系统，在知网查了很多论文，有一篇比较好，在这里与大家分享一下！

希望大家能够喜欢！

对大家能够有所帮助，能与大家一起探讨！

发表于 2018-11-27 13:03

发表于 2018-11-27 13:04

(1)针对图像的灰度化、去噪、边缘检测、椭圆拟合研究合适的算法完成图像处理。针对
构祀品质指标，研究每个指标的检测算法。
(2)设计以STM32F429为核心的拘祀分级分选机电路，完成图像采集、特征识别和分级控
制。
(3)根据构祀品质检测算法的研究，将检测软件移植到嵌入式系统，完成构祀分级分选机
的软件设计和实现。

发表于 2018-11-27 13:04

色选机是一种自动化程度较高的分选设备，信号采集处理器通过光电传感器采集信号，再将
采集到的信号转化为电压值，并与设定的闽值比较，如果接受到的电压值高于闽值电压则喷射阀
打开，通过压缩气体将不符合标准的构祀剔除。采集控制器会将采集到的值传输给主控制器，主
控制器根据模糊系统修正闽值，使得色选机稳定运行。蔡文青等人设计了包括供料、图像处理、
光学处理等模块的构祀色选机，使用电子、计算机、光学以及机械等技术，完成了一套自动化的
准确率和稳定性高的构祀色选机。
(3)机器视觉分级
视觉分级系统利用摄像头得到果品图像，利用一些图像和特征提取处理算法得到果品的形
状、颜色等外观品质，通过果品外部特征得到构祀等级信息，实现对果品的分选。王履程等人研
究了通过计算机视觉的构祀自动分级系统，结合图像处理算法完成的二值化、去噪、增强等，获
得构祀颜色、大小、形状参数，然后进行K-means聚类，最后利用聚类得到的结果采用最小距离
分类器实现对构祀的分选。

发表于 2018-11-27 13:05

2. 2机器视觉系统组成
试验箱、光源、相机、图像处理单元这几部分是一个计算机视觉系统的基本组成部分。试验
箱的作用主要是提供一个较为密闭的环境，避免外界因素对实验效果的影响，为机器视觉系统中
的其他单元提供支撑和固定。光源是计算机视觉系统中主要的组成单元，能够影响到采集到的数
据的质量和后期处理，光源系统的选取没有固定的要求和标准，一般视应用实例而定，良好的光
源系统应该尽可能突出检测部分的特有特征，具备较高的对比度、亮度以及稳定性。
相机是整个系统的重要组成部分。相机主要分为CMOS相机和CCD相机，其成像原理没有
本质的区别，主要区别在制作工艺，两者的价格差距也较为悬殊。CCD相机分为线阵和面阵，线
阵相机特点是成像速度快，用在线检测中较多。面阵相机每次成像一幅图，速度较慢，价格较低。
常规的机器视觉处理单元有计算机(包括专用图像处理计算机和普通计算机)和嵌入式系统
(FPGA, DSP, ARM)。计算机作为图像处理单元的资源优势是其他处理器所不能比拟的，但是其
缺点是耗能和体积较大，通常不太适合运用在一些特定的工业现场。一些在线机器视觉检测系统
和对耗能、体积要求比较高的应用场景中嵌入式系统作为图像处理单元显得更具优势。大多数研
究在机器视觉算法研究的阶段选择使用图像处理计算机和普通计算机作为机器视觉处理单元，在
实时在线检测阶段使用嵌入式系统作为机器视觉处理单元更具优势，但是也存在将普通计算机用
在工业现场的在线检测中。本文在算法验证阶段采用普通计算机作为图像处理单元，在研究构祀
分级分选机的过程中选择使用ARM核心的嵌入式系统作为图像处理单元。

发表于 2018-11-27 13:05

发表于 2018-11-27 13:06

发表于 2018-11-27 13:06

目前主流的编程语言有Java, C++, C#和VB等，在众多的编程语言中C++更加接近底层，
易于对硬件进行操作，程序运行较快。C++是一种在C语言的基础上改进的面向对象编程语言，
应用广泛，支持面向对象编程、泛型编程和过程化编程。C++的最新正式标准于2014年8月18
日公布。由于该语言支持类、封装、重载等特性其编程领域众多，在系统开发，引擎开发等应用
领域应用广泛，是至今为止最受广大软件开发人员和研究者欢迎的强大编程语言之一。C++语言
具有较多的图形化开发和维护工具，可视化软件自动生成和维护工具，比如功能强大的Visual
Studio以及众多开源工具Eclipse, Code::Blocks, GNAT Programming Studio等，本文选择使用由
微软提供的Visual Stdio2010作为开发工具。
计算机图形界面是以图形方式显示的用户操作界面。目前利用C++开发图形界面主要利用
MFC框架和使用开源的图形界面类库，常用的图形界面类库有Qt, FLTK和Gpe Phone等。Qt
是一种用户界面开发框架，它提供了类库、开发工具和IDEo Qt框架的优势在于具有良好的跨平
台兼容性，通过一次开发就可以部署运行在多种操作系统上。与MFC编程相比Qt类库结构更加
清晰，编写的代码容易理解易于维护，因此本文采用Qt作为图形界面编程类库。

发表于 2018-11-27 13:06

摄像头SDK中提供了操作摄像头的函数，以动态库形式提供给用户，提供两个文件:一个
引入库(.lib)文件和一个DL以.d11)文件。通过动态库提供一些已实现的函数，在编译链接的时候，
只需要链接该DLL的库，DLL中的代码和数据不用添加到调用者的文件中。在程序执行时会自
动导入所需的DLL，通过地址映射的方式访问动态库中的函数。摄像头SDK中提供的相应函数
在对应的.h文件中有声明和功能介绍。
动态库的引入过程如下:
(1)进入VisualStdio2010 =具栏，依次通过Tools->options->projects and solutions->VC++
directories，然后在包含文件和库文件选项中添加动态库所在路径。
(2)进入VisualStdio2010 I具栏，依次通过Project->properties->c/c++->general->additional
include directories，然后添加包含文件;依次通过 Proj ect->properties->linker->general->additional
library directories添加库文件;依次通过Project->properties->linker->input->additional additional
dependencies添加用到的libo
(3)将dll文件拷贝到工程debug文件下。
通过上面的步骤可以将摄像头SDK添加到项目中，然后就可以通过调用摄像头SDK中提供
的函数操作摄像头。在操作摄像头的过程中首先初始化摄像头并获取摄像头数量，通过指定摄像
头编号连接并打开相应的摄像头，设置合适的分辨率和图像格式完成摄像头初始化。打开摄像头
后调用回调函数通知应用程序进行操作，在摄像头使用完毕后需要停止并关闭摄像头，释放使用
到的资源。摄像头操作流程图和相应的函数如图2-3所示。

发表于 2018-11-27 13:07

发表于 2018-11-27 13:07

图形界面开发采用Qt类库，Qt提供了两种设计方式，一种是以纯粹的c++代码来设计程序，
一种是以可视化编辑工具Qt设计器完成设计。c++编码采用VS2010可以方便的部署和调试，而
Qt Creator对图形界面开发具有很大的优势，因此本文采用VS2010+Qt Creator的模式进行程序开
发。Qt开发流程可以分为以下几步:
(1)声明子窗口部件及初始化。
(2)将子窗口控件放置到布局中。
(3)设置信号和槽函数的连接。
(4)编写槽函数，实现功能。
本文在Qt Creator中通过可视化的操作方式将需要的控件放置在对应的位置，并生成布局文
件，在前面已经配置好了VS2010和Qt Creator的链接关系，此时由Qt Creator生成的布局文件会
自动添加到VS2010的项目中。为每个控件编写对应的槽函数，通过模块化的编程方式，将具体
功能封装为一个类，在槽函数中实例化类并调用该类的一个或者多个实例函数，避免在槽函数中
编写过多的功能性代码，实现了界面和具体功能的解祸编程。如图2-4所示为图像采集软件界面。

发表于 2018-11-27 13:08

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发表于 2018-11-27 13:09

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发表于 2018-11-27 13:29

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