TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
系統(tǒng)簡(jiǎn)介
“TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)"是昆山市同創(chuàng)科教設(shè)備有限公司聯(lián)合西安交通大學(xué)等高校專門為高校和科研院所培養(yǎng)機(jī)器視覺創(chuàng)新型技術(shù)人才而開發(fā)的一款教學(xué)科研設(shè)備。系統(tǒng)以歷時(shí)多年合作研發(fā)成功的一款架構(gòu)開放且功能強(qiáng)大的機(jī)器視覺通用組態(tài)軟件XAVIS為視覺處理核心，集成了LED可調(diào)光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)數(shù)字相機(jī)、圖像采集卡、數(shù)字IO控制、可調(diào)速電動(dòng)轉(zhuǎn)盤、計(jì)算機(jī)、和顯示等所有視覺系統(tǒng)常用的組件，形成一個(gè)完整的機(jī)器視覺教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。平臺(tái)提供了數(shù)十種機(jī)器視覺智能測(cè)控教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，并設(shè)置有學(xué)生自定義的開放研究型實(shí)驗(yàn)。如圖1所示，為該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和某高校建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室。
教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》，是該設(shè)備配套的教材，由高等教育出版社2009年12月出版，西安交通大學(xué)韓教授等主編；另外，配套《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》教材的教學(xué)課件PPT及教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。如圖2所示，為教材封面圖。
該實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教材已經(jīng)在全國(guó)數(shù)十所大學(xué)得到應(yīng)用和推廣，配套性、系統(tǒng)性和可靠性都得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，且設(shè)備保證期較長(zhǎng)，由公司保證技術(shù)服務(wù)。
主要特點(diǎn)
1.核心處理軟件XAVIS功能強(qiáng)大且覆蓋全面
XAVIS提供了文件操作、變量操作、控制語(yǔ)句、圖形標(biāo)示、圖像變換、閾值分割、圖像濾波、邊緣檢測(cè)、形態(tài)處理、直方處理、小波變換、圖像測(cè)量、圖像匹配、圖像融合、圖像拼接、條碼識(shí)別、字符識(shí)別、缺陷檢測(cè)、焊點(diǎn)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤、三維建模和相機(jī)操作等280多個(gè)功能庫(kù)函數(shù)。如圖3所示，為系統(tǒng)軟件運(yùn)行界面。
該軟件定位為一款架構(gòu)開放的通用視覺處理組態(tài)軟件，提供全面的圖像預(yù)處理函數(shù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)機(jī)器視覺領(lǐng)域的所有分支都有相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)支持；同時(shí)，對(duì)于視覺技術(shù)前沿性研究領(lǐng)域，比如目標(biāo)跟蹤、三維重構(gòu)等提供自身的相應(yīng)庫(kù)函數(shù)和例程以便對(duì)相關(guān)學(xué)習(xí)和研究活動(dòng)進(jìn)行支持。
軟件自帶大量例程，并提供庫(kù)函數(shù)搜索、查詢和詳細(xì)的使用說(shuō)明和使用例程幫助功能，便于進(jìn)行軟件編程和自主視覺系統(tǒng)的搭建，從而使得學(xué)生可以專注于機(jī)器視覺系統(tǒng)本身的學(xué)習(xí)研究。軟件的開放式架構(gòu)支持自主實(shí)現(xiàn)并添加某一領(lǐng)域更優(yōu)秀的改進(jìn)或者創(chuàng)新型算法，以便更深入的學(xué)習(xí)和研究視覺核心算法。
2.實(shí)驗(yàn)針對(duì)性強(qiáng)并支持開放性創(chuàng)新研究
根據(jù)學(xué)生不同階段的能力和學(xué)習(xí)研究需求，平臺(tái)將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分類。該平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)類型分別為：學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、研究驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、探索創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)、集成創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等。平臺(tái)可為學(xué)生提供30-50個(gè)配套教材實(shí)驗(yàn)，各類實(shí)驗(yàn)為培養(yǎng)學(xué)生不同能力和興趣提供了有力保證。
1) 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
通過(guò)TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的尺寸測(cè)量、缺陷測(cè)量配套軟件編程示例，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)工件或一個(gè)產(chǎn)品檢驗(yàn)判定系統(tǒng)的配套軟件快速編程方法，如多距離尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)、多元弧線檢測(cè)試驗(yàn)、劃痕缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等。
TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)
2) 研究驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)
在對(duì)各種圖像處理算法學(xué)習(xí)研究基礎(chǔ)上，采用VC語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)工件或一個(gè)產(chǎn)品的檢驗(yàn)判定，并與配套軟件鏈接，在TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上與配套軟件提供的示例進(jìn)行比較，驗(yàn)證自選算法的可行性和準(zhǔn)確性。如多元弧線檢測(cè)示例、劃痕缺陷檢測(cè)示例、噴碼字符識(shí)別實(shí)驗(yàn)、圖像配準(zhǔn)測(cè)量示例等。
3) 探索創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
在機(jī)器視覺與圖像處理算法學(xué)習(xí)研究基礎(chǔ)上，結(jié)合老師項(xiàng)目、自選題目或配套軟件實(shí)驗(yàn)示例，采用VC編程實(shí)現(xiàn)自行提出的的關(guān)鍵創(chuàng)新算法，借助于配套軟件提供的大量基本處理函數(shù)和TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究驗(yàn)證提出算法的可行性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。如多光照?qǐng)D像融合實(shí)驗(yàn)、血管造影圖像識(shí)別實(shí)驗(yàn)、撥碼開關(guān)狀態(tài)識(shí)別實(shí)驗(yàn)、機(jī)器學(xué)習(xí)分類實(shí)驗(yàn)、交叉阻擋跟蹤實(shí)驗(yàn)等。
4) 集成創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
在機(jī)器視覺各類實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的采集觸發(fā)單元、鏡頭選配單元、光源選型單元、配套軟件功能等技術(shù)，自行提出某一對(duì)象檢測(cè)判定或識(shí)別分類的應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)。軟件采取配套軟件組態(tài)設(shè)計(jì)，硬件采用采集觸發(fā)單元調(diào)整、鏡頭單元匹配、光源單元附加等集成設(shè)計(jì)，借助于TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本環(huán)境，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)提出檢測(cè)判定或識(shí)別分類機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)的可行性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。如參考多光照?qǐng)D像融合實(shí)驗(yàn)、血管造影圖像識(shí)別實(shí)驗(yàn)、撥碼開關(guān)狀態(tài)識(shí)別實(shí)驗(yàn)、機(jī)器學(xué)習(xí)分類實(shí)驗(yàn)、交叉阻擋跟蹤實(shí)驗(yàn)等。
3.平臺(tái)配套完善且易于建設(shè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室
配套相關(guān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)所需材料，提供單獨(dú)的機(jī)器視覺創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)或者課程開設(shè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的整體方案。
1) 配套教指委規(guī)劃教材
配套教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃教材《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》，由高等教育出版社2009年12月出版，西安交通大學(xué)韓九強(qiáng)教授主編；該教材和教學(xué)平臺(tái)配套。
2) 配套其它課件
配套對(duì)應(yīng)的教學(xué)課件PPT、教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和XAVIS軟件在線幫助和文檔幫助。
3) 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
設(shè)備通過(guò)USB接口和通用PC機(jī)連接，有專用的實(shí)驗(yàn)箱，且設(shè)備模塊間連接搭建簡(jiǎn)單方便，因此實(shí)驗(yàn)室改建和建設(shè)容易進(jìn)行。
機(jī)器視覺教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（該圖為V1.0版本 現(xiàn)系統(tǒng)已升級(jí)為V2.0版本）
配套教材封面
系統(tǒng)軟件運(yùn)行界面
主要實(shí)驗(yàn)
1.弧線分離尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)；
2.多齒插件尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)；
3.多圓尺寸測(cè)量試驗(yàn)；
4.劃痕與缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；
5.PCB焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；
6.不規(guī)則形狀面積測(cè)量實(shí)驗(yàn)；
7.一維條碼識(shí)別實(shí)驗(yàn)；
8.PDF417二維條碼識(shí)別實(shí)驗(yàn)；
9．生產(chǎn)日期字符識(shí)別實(shí)驗(yàn)；
10．血管管徑測(cè)量試驗(yàn)；
11．瓶蓋缺陷檢測(cè)判定試驗(yàn)；
12．電纜顏色分類檢測(cè)試驗(yàn)；
13．電子器件模糊測(cè)量試驗(yàn)；
14．多零件分類機(jī)器學(xué)習(xí)試驗(yàn)；
15．運(yùn)動(dòng)物體跟蹤試驗(yàn)；
16．生物粒子識(shí)別測(cè)量試驗(yàn)；
17．多齒橢圓擬合半徑測(cè)量試驗(yàn)；
18．多聚焦圖像融合尺寸測(cè)量試驗(yàn)；
19．多光照?qǐng)D像增強(qiáng)融合試驗(yàn)；
20．3D重建測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
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