基于

HALCON

的机器视觉系统的研究和实现

摘要

近年来，

机器视觉系统以其高效率、

高可靠、

低成本的特点在国外取得了广泛

的使用。机器视觉系统适用于众多领域，例如工业自动化、医药业、制造业、农

业等，弥补了人类视觉的很多不足。本文采用德国

MVTec

公司的专业机器视觉

软件

HALCON

来开发机器视觉系统，提出了相关机器视觉实现方法，并且在机

器视觉实验平台上完成了一个弹簧片检测任务。

目前关注较多的是机器视觉系统的硬件部分，而机器视觉软件部分关注较少，

一个先进的机器视觉系统除了具有高性能的硬件外，

还需要有高性能的软件，

虽

然说许多常见的开发软件例如

Mircosoft

的

Visual Studio

、

NI

的

LabWindows\CVI

等等都可以开发机器视觉系统，

但是开发周期比较长，

针对性较弱，

程序的复杂

程度较高。而采用

HALCON

作为机器视觉和图像处理核心软件，不仅大大缩短

了开发周期，降低了开发难度，而且可以参考

HALCON

提供的众多机器视觉和

图像处理例程来针对具体的任务做具体开发。

文章的第一章研究了机器视觉系统的组成、

使用现状和发展，

并且对机器视觉

软件

HALCON

做了概述。第二章根据相关要求，选择合适的硬件单元，设计和

搭建了

VS-ZM1200

机器视觉实验平台。第三章研究了机器视觉中常用的一些图

像处理技术，

重点讨论了在弹簧片检测任务中所采用的图像处理技术和算法，

如

图像的增强，分割，边缘检测等。第四章研究了机器视觉软件，重点研究了

HALCON

，并且对在

Visual C++

开发环境下如何使用

HALCON

编写的程序做了

讨论。

第五章介绍了在

VS-ZM1200

机器视觉实验平台上，

使用

HALCON

和

Visual 

C++

开发的一套弹簧片检测系统，

该系统完成关于弹簧片的尺寸参数测量和外观

参数判别的任务。

第一章：绪论

1.1

机器视觉概述

人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中

,

为了克服自身能力、能

量的局限性

,

发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务。这类机器

,

我们

通常称为智能机器

,

它能模拟人类的功能

,

能感知外部世界并有效地解决人所希望

解决的问题。

人类感知外部世界主要是通过视觉、

触觉、

听觉和嗅觉等感觉器官

,

而视觉

,

是人类最重要的感觉功能。

视

,

就是看

;

觉

,

就是感觉、

感知。

通过看来感知

外部世界丰富多采的信息。

“百闻不如一见”

,

这句话生动地说明了视觉对获得客

观世界信息的重要性。据统计

,

人所感知的外界信息有

80%

以上是由视觉得到的

[1],

通过视觉

,

我们可以感受到物体的位置

,

亮度以及物体之间的相互关系等。

因此

,

对于智能机器来说

,

赋予机器人类的视觉功能对发展智能机器是极其重要的

,

由此

形成了

一门新的学科———机器视觉。

机器视觉，就是用机器（通常是数字计算机）代替人眼来做测量及判断，对图

像进行自动处理并报告“图像中有什么”的过程。美国制造工程师协会（

SME 

Society 

of 

Manufacturing 

Engineers

）机器视觉分会和美国机器人工业协会（

RIA