基于WebCamera的路面标线用玻璃珠成圆率视觉检测系统.pdf

2011年第30卷第10期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies)
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基于 Web Camera的路面标线用玻璃珠成圆率视觉检测系统
段明磊,肖强,杨金铨,刘聪
(云南省交通科学研究所,云南昆明650011)
摘要:提出了一种检测玻璃珠成圆率的新方法,运用 Webcamera为核心,配合专业镜头、自制光源和显
微镜,将其改造成为路面标线用玻璃珠成圆率视觉检测系统,利用 Lab W8.2调用 Windows系统下的
viap32.dll和user32.dl对 Webcamera进行驱动,实现了对玻璃珠圆度的正确检测,避免使用专业摄像
机,节约了设计成本和项目开发时问
关键词: Labview; Webcamera;机器视觉;玻璃珠;成圆率
中图分类号:'TP391文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)10-0093-03
Vision detecting system of roundness of glass beads
based on Web Camera for pavement marking
DUAN Ming-lei, XIAO Qiang, YANG Jin-quan, LIU Cong
Traffic Institute of Traffic Science of Yunnan Province, Kunming 650011, China
Abstract: A new method is brought up, which takes Webcamera as the core with professional lens, homemade
light source and microscope, it is transformed into the detecting system of roundness of glass beads for pavement
marking Lab VIEW 8.2 is used to drive the Web Camera by using the file of avicap 32. dll and user 32. dl under
the system of Windows. It is proved that the system can correctly detects the roundness of glass beads. Avoid using
the professional video camera. It can save design costs and development time
Key words: Labview; Webcamera; machine vision; glass beads; roundness
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璃珠的胶带粘接到玻璃载波片上,将载波片放在显微鏡的
目前,使用含玻璃珠的反光路面标线已经成为解决交视域区内,用合适尺寸的网格,构出含有约250~300粒玻
通安全问题的重要于段,路而标线中加入玻璃珠,一方而可璃珠的区域,使用摄像机进行拍照,理摄像机得到的图
使标线具有夜间可祝性,另一方面可提高标线的耐久性
像,并根据实现规定的“圆类”、“不圆类”玻璃珠的图形?
能。其中,对交通安全影响最大的是标线的逆反射系来区分圆珠和不圆珠,从而计算玻璃珠的成圆率。系统框
数,其很大程度上是通过玻璃珠进行漫反射的,而玻璃珠的
图如图1所示。
成圆率对于光的逆反射效应影响非常大。不圆的玻璃珠使
得反射光线难以进人驾驶员的视野,导致标线难以看清,故
保证玻璃珠的成圆率对于保证行车安全至关重要。
目前,国内一些企业生产的玻璃珠的成圆率偏低,有的
光源?、
成圆率只有40%左右,基本上可算作玻璃粉2,《CB/T
图1系统框图
24722-2009路面标线用玻璃珠》中规定路面标线用玻璃珠
Fig I Block diagram of the system
的成圆率必须在80%以上,而且,检测玻璃珠成圆率使用
1系统硬件
玻璃珠选形器进行。该仪器使用过程中需要检测人员时刻
1.1摄像机改造
操作,人为因素较大,而且对一个样品进行试验需要大约
系统使用 Webcarnera(普通聊天摄像头)配合专业镜
6h的时间检测,浪费大量的人力、物力。为此,本文提出
头进行图像采集,必须将其进行改造,需要加工一个能安装
种新的检测方法,该方法结合了文献[3,4!,将粘有玻CMOS芯片和专业镜头的摄像机架,木文设计的摄像机架
收稿日期:2011-08-10
传感器与微系统
第30卷
如图2所示。
1.3显徽镜
按照文献[4]的要求,显微镜需放大10倍的显微镜,由
于条件限制,本实验采用100倍显微镜进行观察
2系统软件与主要技术
M25Xの.84mm深
软件系统采用 sabview和 MAQ vision编程实现,其
主要包括摄像头岖动、图像采集和图像处理等模块。
摄像头的驱动
在 LABVIEW中驱动普通摄像头有很多方法,可以使用
NI公司提供的USB摄像头驱动即可,本文介绍一种使用
图2摄像机架前盖三视卧
Windows自带的DLL函数对 Webcamera进行控制,采集图
ig 2 Three-view drawing of video camera s front cover
加工时可使用45号钢、铜和铝合金等作为材料,其加
像
工尺寸如图2和图3所示,图2为改造用摄像头的前盖,
在安装好 Webcamera的自带驱动后, Windows系统下
图3为改造用摄像头的后盖,再运用挢卸后的摄像头芯片
会出现一个 avcap32.dll,结合user32.l就可对摄像头进
放人前后盖中即可完成改造
行驱动,其使用的框图如图5。
图2和图3中的尺寸可以按照摄像机内部芯片的尺寸
进行设计,图示中的尺寸可以适用大多数摄像机芯片。
图5摄像头驱动框图
Fig 5 Block diagram of Webcamera driving
图中寻找窗口,发送连接信息,预览图像,关闭相机都
使用到了user32.dIl中的 Send Message函数,创建视频窗
口使用到了 avicap32.dl中的 capcreate Capture Windowa函
数。通过上述系统的搭建就可以采集图像了,对玻璃珠进
N3孔
行图像采集。
头孔60x1mn
2.2图像预处理
图3摄像机架后盖主俯视图
采集到的图像中夹杂有大量的噪声,这给图像的细化
Fig 3 Main and overlook view drawing of video cameras cover
识别等过程带来极大的困难,因此,必须将它们滤除。图6
摄像机芯片可使用玻璃胶使其粘贴在后盖上,(注意:为采集到的原图,可以看到图像中有光照不均匀引起的噪
芯片电路的针脚不接触到后盖,导致短路)待其于爆后即音,经过中值滤波后图像得到了平滑,玻璃珠在背景中的轮
可盖上前盖,安装好镜头。组装好后的摄像机如图4所示。廓史加清晰(图7)。
图68bit原图
图4改造后摄像机组装图
Fig 6 8 bit source picture
Fig 4