工业机器人视觉应用

本书是由一批具有丰富教学经验的高校教师和一批具有丰富实践经验的企业工程师共同编写，全文概念清晰、结构合理、重点突出、难度适中、实例丰富，便于教学和学习。 本书内容包括：机器视觉概述、工业机器人视觉系统软硬件环境搭建、图像采集、图像预处理、图像分割、颜色处理、图像的形态学处理、特征提取、边缘检测、模板匹配、图像分类等，各章附有习题和答案。 本书可作为高校电子信息类、电气类、光电类、自动化类及计算机类等相关专业的教材和教学参考书，也可作为工程技术人员参考资料和感兴趣的读者的自学读物。

工业机器人视觉应用目录 第1章机器视觉概述(1) 1.1什么是机器视觉(2) 1.2机器视觉的工作原理(3) 1.3机器视觉常见软件开发工具(3) 1.4工业机器人视觉系统的应用(4) 1.4.1机器视觉的应用领域(4) 1.4.2机器视觉面临的问题(5) 第2章工业机器人视觉系统软硬件环境搭建(7) 2.1工业机器人视觉系统软件环境搭建(8) 2.1.1Halcon软件简介(8) 2.1.2Halcon软件安装(9) 2.1.3Halcon软件界面介绍(16) 2.1.4Halcon软件常用操作介绍(16) 2.2工业机器人视觉系统硬件环境搭建(18) 2.2.1工业相机(18) 2.2.2图像采集卡(23) 2.2.3镜头(24) 2.2.4光源(26) 2.2.5支架平台(26) 第3章图像采集(27) 3.1图像(28) 3.1.1图像的概念(28) 3.1.2Halcon图像的基本结构(28) 3.2获取非实时图像(29) 3.2.1读取图像文件(29) 3.2.2读取视频文件(30) 3.3获取实时图像(32) 3.3.1Halcon的图像采集步骤(32) 3.3.2使用Halcon接口连接相机(33) 3.3.3外部触发采集图像(34) 3.4实例：采集图像并进行简单的处理(35) 第4章图像预处理(43) 4.1图像的变换与校正(44) 4.1.1齐次坐标(44) 4.1.2二维图像的平移、旋转和缩放(44) 4.1.3投影变换(46) 4.1.4图像的仿射变换(48) 4.2感兴趣区域ROI(51) 4.2.1ROI的意义(51) 4.2.2创建ROI(51) 4.3图像增强(54) 4.3.1直方图均衡(54) 4.3.2增强对比度(55) 4.3.3处理失焦图像(57) 4.4图像平滑与去噪(58) 4.4.1均值滤波(58) 4.4.2中值滤波(59) 4.4.3高斯滤波(60) 4.5实例：图像的平滑处理与增强(61) 第5章图像分割(63) 5.1阈值处理(64) 5.1.1全局阈值(64) 5.1.2基于直方图的自动阈值分割方法(65) 5.1.3自动布局阈值分割方法(65) 5.1.4局部阈值分割方法(67) 5.1.5其他阈值分割方法(70) 5.2区域生长法(71) 5.2.1regiongrowing算子(72) 5.2.2regiongrowing_mean算子(73) 5.3分水岭算法(76) 5.4实例：利用区域生长算法提取图像中特定区域(79) 第6章颜色处理(85) 6.1图像的颜色(86) 6.1.1图像的色彩空间(86) 6.1.2颜色空间的转换(87) 6.2颜色通道的处理(88) 6.2.1图像的通道与访问(88) 6.2.2通道分离与合并(90) 6.2.3处理RGB信息(92) 6.3实例：利用颜色信息提取颜色相近的线段(95) 第7章图像的形态学处理(99) 7.1腐蚀与膨胀(100) 7.1.1腐蚀(100) 7.1.2膨胀(102) 7.2开运算与闭运算(104) 7.2.1开运算(104) 7.2.2闭运算(106) 7.3顶帽运算与底帽运算(109) 7.3.1顶帽运算(109) 7.3.2底帽运算(111) 7.4灰度图像的形态学运算(113) 7.4.1灰度图像与区域的区别(113) 7.4.2灰度图像的形态学运算效果及常用算子(113) 7.5实例：图像目标的分割与计数(117) 第8章特征提取(121) 8.1区域形状特征(122) 8.1.1区域的面积和中心点(122) 8.1.2封闭区域(孔洞)的面积(124) 8.1.3根据特征值选择区域(126) 8.1.4根据特征值创建区域(128) 8.2基于灰度值的特征(130) 8.2.1区域的灰度特征值(130) 8.2.2区域的最大、最小灰度值(132) 8.2.3灰度的平均值和偏差(132) 8.2.4灰度区域的面积和中心(133) 8.2.5根据灰度特征值选择区域(134) 8.3基于图像纹理的特征(135) 8.3.1灰度共生矩阵(136) 8.3.2灰度共生矩阵的创建与计算(137) 8.4实例：提取图像的纹理特征(138) 第9章边缘检测(141) 9.1像素级边缘提取(142) 9.1.1经典的边缘检测算子(142) 9.1.2sobel_amp算子(143) 9.1.3edges_image算子(145) 9.1.4laplace_of_gauss算子(148) 9.2亚像素级边缘提取(151) 9.2.1edges_sub_pix算子(151) 9.2.2edges_color_sub_pix算子(153) 9.2.3lines_gauss算子(154) 9.3亚轮廓处理(156) 9.3.1轮廓的生成(156) 9.3.2轮廓的处理(156) 9.4实例：对图像实现边缘检测并提取轮廓(159) 第10章模板匹配(165) 10.1模板匹配的种类(166) 10.1.1基于灰度值的模板匹配(166) 10.1.2基于相关性的模板匹配(167) 10.1.3基于形状的模板匹配(167) 10.2图像金字塔(168) 10.3模板图像的创建(169) 10.3.1从参考图像的特定区域中创建模板(169) 10.3.2使用XLD轮廓创建模板(170) 10.4模板匹配的步骤(172) 10.4.1基于灰度值的模板匹配(172) 10.4.2基于相关性的模板匹配(174) 10.4.3基于形状的模板匹配(177) 10.4.4优化匹配速度(180) 10.4.5使用Halcon匹配助手进行匹配(181) 10.5实例：叠层区域的形状匹配(182) 第11章图像分类(187) 11.1分类器(188) 11.1.1分类的基础知识(188) 11.1.2MLP分类器(188) 11.1.3SVM分类器(189) 11.1.4GMM分类器(190) 11.1.5kNN分类器(190) 11.1.6分类器的选择(190) 11.1.7特征和训练样本的选择(191) 11.2特征的分类(191) 11.2.1一般步骤(191) 11.2.2MLP分类器(192) 11.2.3SVM分类器(193) 11.2.4GMM分类器(194) 11.2.5kNN分类器(195) 11.3实例：用MLP分类器对不同的零件进行分类(196) 参考文献(202)