TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)實驗創(chuàng)新平臺

一、概述：

“TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)科研創(chuàng)新實驗平臺”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)新型高端技術(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)速電動轉(zhuǎn)盤、計算機(jī)、和顯示等所有視覺系統(tǒng)常用的組件，形成一個完整的機(jī)器視覺教學(xué)科研實驗系統(tǒng)。平臺提供了數(shù)十種機(jī)器視覺智能測控教學(xué)實驗方案，并設(shè)置有學(xué)生自定義的開放研究型實驗。如圖1所示，為該實驗平臺和某高校建設(shè)的實驗室。

教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃教材《機(jī)器視覺技術(shù)及應(yīng)用》，是該設(shè)備完全配套的教材，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)實驗指導(dǎo)書。如圖2所示，為教材封面圖。

該實驗設(shè)備和教材已經(jīng)在全國數(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踐的檢驗，且設(shè)備保證期較長，由公司保證技術(shù)服務(wù)。

二．主要特點：

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、控制語句、圖形標(biāo)示、圖像變換、閾值分割、圖像濾波、邊緣檢測、形態(tài)處理、直方處理、小波變換、圖像測量、圖像匹配、圖像融合、圖像拼接、條碼識別、字符識別、缺陷檢測、焊點檢測、目標(biāo)跟蹤、三維建模和相機(jī)操作等280多個功能庫函數(shù)。如圖3所示，為系統(tǒng)軟件運行界面。

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)庫的基礎(chǔ)上，針對機(jī)器視覺領(lǐng)域的所有分支都有相應(yīng)的庫函數(shù)支持；同時，對于視覺技術(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)庫函數(shù)和例程以便對相關(guān)學(xué)習(xí)和研究活動進(jìn)行支持。

軟件自帶大量例程，并提供庫函數(shù)搜索、查詢和詳細(xì)的使用說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. 實驗針對性強(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，平臺將實驗項目進(jìn)行分類。該平臺的實驗類型分別為：學(xué)習(xí)設(shè)計型實驗、研究驗證型實驗、探索創(chuàng)新型實驗、集成創(chuàng)新型實驗等。平臺可為學(xué)生提供30-50個配套教材實驗，各類實驗為培養(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)計型實驗：

通過TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實驗平臺提供的尺寸測量、缺陷測量配套軟件編程示例，學(xué)習(xí)設(shè)計一個工件或一個產(chǎn)品檢驗判定系統(tǒng)的配套軟件快速編程方法，如多距離尺寸測量實驗、多元弧線檢測試驗、劃痕缺陷檢測實驗等。2) 研究驗證型實驗：

在對各種圖像處理算法學(xué)習(xí)研究基礎(chǔ)上，采用VC語言編程實現(xiàn)一個工件或一個產(chǎn)品的檢驗判定，并與配套軟件鏈接，在TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實驗平臺上與配套軟件提供的示例進(jìn)行比較，驗證自選算法的可行性和準(zhǔn)確性。如多元弧線檢測示例、劃痕缺陷檢測示例、噴碼字符識別實驗、圖像配準(zhǔn)測量示例等。

3) 探索創(chuàng)新型實驗：

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)合老師項目、自選題目或配套軟件實驗示例，采用VC編程實現(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)新實驗平臺，研究驗證提出算法的可行性、準(zhǔn)確性和實時性。如多光照圖像融合實驗、血管造影圖像識別實驗、撥碼開關(guān)狀態(tài)識別實驗、機(jī)器學(xué)習(xí)分類實驗、交叉阻擋跟蹤實驗等。

4) 集成創(chuàng)新型實驗：

在機(jī)器視覺各類實驗學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實驗平臺的采集觸發(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)，自行提出某一對象檢測判定或識別分類的應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)。軟件采取配套軟件組態(tài)設(shè)計，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，借助于TC-VS1200機(jī)器視覺教學(xué)創(chuàng)新實驗平臺的基本環(huán)境，設(shè)計實現(xiàn)提出檢測判定或識別分類機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)的可行性、準(zhǔn)確性和實時性。如參考多光照圖像融合實驗、血管造影圖像識別實驗、撥碼開關(guān)狀態(tài)識別實驗、機(jī)器學(xué)習(xí)分類實驗、交叉阻擋跟蹤實驗等。

3. 平臺配套完善且易于建設(shè)創(chuàng)新型實驗室：

配套相關(guān)教學(xué)實驗所需材料，提供單獨的機(jī)器視覺創(chuàng)新實驗室建設(shè)或者課程開設(shè)和創(chuàng)新實驗室建設(shè)的整體方案。

1)配套教指委規(guī)劃教材：配套教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會規(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)平臺完全配套。

2)配套其它課件：配套對應(yīng)的教學(xué)課件PPT、教學(xué)實驗指導(dǎo)書和XAVIS軟件在線幫助和文檔幫助。

3)創(chuàng)新型實驗室建設(shè)：設(shè)備通過USB接口和通用PC機(jī)連接，有專用的實驗箱，且設(shè)備模塊間連接搭建簡單方便，因此實驗室改建和建設(shè)容易進(jìn)行。