基于Labview的图像测量技术标定方法.pdfVIP

信息科技 Information Technology 基于Labview的图像测量技术标定方法 1 2 黄立景 ，王宇浩 1.西门子(中国)有限公司，北京 100102 2.北京科技大学自动化学院，北京 100083 摘 要 图像测量技术在工业现场的应用日益广泛，已成为产品几何尺寸测量的重要方法。但光学镜头的径向畸 变对测量结果有着很大的影响，本文着重介绍利用 Labview 开发平台下的 vision 组件对测量图像进行标定，能够 很好的克服传统标定方法在现场应用的局限性，同时能将标定结果保存为独立文件，方便调用。通过对实际物体的 测量，验证了方法的可行性，能够很好的提高测量精度。 关 键 词 Labview；图像测量技术；畸变；标定 中图分类号 P21 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2012）79-0204-02 0 引言 于标定模板中点的相对位置都是已知的 ，且精度很高 ，只需在 近年来 ，随着 CCD 感光元件分辨率的提升以及价格的降 工作平面采集标定模板的图像 ，通过 Labview 软件优化的算法 ， 低 ，图像测量技术已经广泛应用在各行业产品几何尺寸的测量 就可以得到世界坐标系中足够多的精确点坐标 ，大大降低了标 上面。所谓图像测量技术 ，就是利用光电成像系统来采集产品 定的难度 ，且能够保证很高的精度。 的图像 ，将图像传输至计算机进行数字图像处理 ，再根据图像 2.1 标定模版 中目标区域的特征用相应的算法进行测量并得出结果。依托于 为校正畸变对图像造成的影响 ，在 Labview 平台下的标定 计算机快速的计算能力 ，可以大大降低现场工人的工作量 ，提 过程中采用具有明显特征及对应关系的点阵标定板 ，标定板如 高生产的自动化程度。 下图所示 ，其中每个黑色圆点的半径以及相邻圆点圆心间的距 利用图像测量技术测量物体几何尺寸时 ，由于光学镜头固 离都是恒定的。Labview 通过利用 Canny 滤波器可以提取出标 有的缺陷 ，会使采集的图像存在非线性的几何畸变 ，对测量精 定模板中每个黑色圆点的边缘 ，再利用边缘进行圆拟合 ，得到 度产生很大的影响。必须对系统进行标定以消除误差。标定实 每个黑色圆点精确的圆心位置 ，保证了坐标的精度。 际是确定相机内外参数的一个过程。相机内部参数包括焦距和 畸变系数 ，外部参数包括相机坐标系和世界坐标系之间的对应 关系。传统的标定方法很多 ，如 Tsai 两步法 ，Weng 迭代法 ， 张正友双平面法等 ，应用较为广泛 ，但实际的标定过程比较繁 琐。本文介绍基于 Labview 开发平台下 vision 组件的标定方法 ， 能很好的解决这些问题。 1 关于 Labview 开发平台及 vision 组件 Labview（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种程序的开发环境 ，由美国国家仪器（NI） 图 1 黑色圆点标定模版 公司研制。使用图像化编程语言 G 语言编写程序 ，是目前功 Labview 中提供了标准的标定模版文件 ，其位置为开始菜