线扫相机项目中定量判断机构运动是否匀速的方法

Posted 2020-10-03 xh6300

 

线扫相机的原理：线扫相机一般一次只拍摄一条线（线宽通常是1个像素），在机构运动的过程中，线扫相机不断地拍摄线，于是“聚线成面”，这就是线扫相机成像的原理。

 

线扫相机的原理决定了，它所拍摄的物体必须要运动。机构运动的话，就存在机构的速度是否和线扫相机采集的速度匹配的问题。

将对机构运动速度的要求进行拆分的话，其实就是如下两点：

① 运动速度必须与线扫相机的工作行频（即采集速度）相匹配。

② 机构的运动速度最好是匀速，或者十分接近匀速。

 

如果机构速度过快，最后的图像在运动方向上被压缩；如果机构速度过慢，最后的图像在运动方向上被拉伸。

 

判断机构速度是偏快还是偏慢，并不困难，困难的是定量分析，要有数据作为判断的标准。

 

方案步骤说明：

① 先使用标定板标定，得出与相机行频匹配的机构运行速度，并调节至此速度。

② 将标定板放置在运动的机构上，采集标定板的图像，需注意的是，标定板需要大致摆正。

③ 将采集到的标定板图像做初步处理，例如裁掉多余的部分以便于后续处理。（这一步不是必须的）

④ 通过算法得到标定板中所有圆的最小外接平行矩形的高，计算这张图中所有圆对应的“高”的标准差。

⑤ 为了减少误差，可以对多张标定板图像执行以上算法，观察得到的所有标准差数据。标准差越小，说明机构运动速度越稳定。

 

Halcon程序如下：

 1 *载入当前目录下的全部图片
 2 list_files (\'\', [\'files\',\'follow_links\'], ImageFiles)    
 3 tuple_regexp_select (ImageFiles, [\'\\\\.(tif|tiff|gif|bmp|jpg|jpeg|jp2|png|pcx|pgm|ppm|pbm|xwd|ima|hobj)$\',\'ignore_case\'], ImageFiles)
 4    
 5     for Index :=0 to |ImageFiles| - 1 by 1
 6         dev_clear_window ()
 7         read_image (Image, ImageFiles[Index])           
 8         threshold (Image, Region, 0, 210)     
 9         fill_up_shape (Region, Region, \'area\', 1, 100)
10         opening_circle (Region, RegionOpening, 5.5)       
11         connection (RegionOpening, ConnectedRegions)  
12         select_shape (ConnectedRegions, SelectedRegions, \'roundness\', \'and\', 0.9, 1)
13         select_shape (SelectedRegions, SelectedRegions1, \'area\', \'and\', 10550, 19999)
14         smallest_rectangle1 (SelectedRegions1, Row1, Column1, Row2, Column2)
15         gen_rectangle1 (Rectangle, Row1, Column1, Row2, Column2)
16         inner_circle (SelectedRegions1, Row, Column, Radius)
17         
18         dev_display (Image)
19         dev_set_draw (\'margin\')
20         dev_display (Rectangle)
21         
22         hight := []
23         for Index := 0 to |Row1| -1 by 1
24             *设置字体和字号
25             set_font (3600, \'-Courier New-10-\')
26             *显示每个圆的最小外接矩形的高和宽
27             disp_message (3600,((Row2[Index] - Row1[Index]) + \' \'+  (Column2[Index] - Column1[Index]))  , \'image\', Row1[Index] - 70, Column1[Index], \'black\', \'true\')
28             tuple_concat (hight, Row2[Index] - Row1[Index], hight)
29         endfor
30 
31         if (|hight| > 1)
32             *求元组中所有元素的标准差
33             tuple_deviation (hight, Deviation)
34             set_font (3600, \'-Courier New-20-\')
35             disp_message (3600, \'纵向高度标准差：\' + Deviation + \'    \'  + |hight| +  \'个圆\' , \'image\', 50, 50, \'black\', \'true\')
36         endif
37     stop() 
38     endfor

 

处理结果：

 

由于没有对比，因此标准差 = 1.54634暂不能知道机构的速度稳定性是高还是低，但是如果有两台类似的机构，要评判它们的速度稳定性的好坏， 那么这种方法可以轻松做出正确判断。