LabVIEW及MATLAB对USB工业相机控制与采集的实现

发布时间：2017-06-17 00:00

  本文关键词：LabVIEW及MATLAB对USB工业相机控制与采集的实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：USB接口具有即插即用和热插拔等特性,在传输速率和价格方面有较高的性价比,因此现今已成为电脑外围设备的一种接口标准,并且广泛地应用于各种电子数码产品当中,在通讯和工业领域也同样有着广阔的应用前景。 LabVIEW有着强大的工业测量和控制功能,而MATLAB具有强大的图像处理能力,因此两者在机器视觉和图像处理领域有着十分广泛的应用,在工业自动化领域也占有着十分重要的地位。 本文研究LabVIEW以及MATLAB与USB接口相机之间的通信技术。对于现有的接口通信技术进行了分析和比较,并通过对LabVIEW和MATLAB软件平台特性和功能进行了深入的研究,最终设计出了LabVIEW以及MATLAB与USB接口相机的通信程序,并选择Toupcam系列UCMOS05100KPA相机进行实验和性能分析。 对于LabVIEW与USB接口设备之间的通信程序设计,主要工作有：1)通过Wrapper DLL, Windows消息机制以及用户注册事件的使用使得LabVIEW能够无碍的与Toupcam相机底层驱动进行通信；2)使用调用库函数节点(CLFN),实现了设备初始化和图像采集；3)利用LabVIEW提供的IMAQ Vision工具包设计通信程序的图像数据实时显示和静态抓取模块。经过调试和测试,该程序能正确高效地完成相机控制和图像采集功能。 对于MATLAB与USB接口设备之间的通信程序设计,主要是结合MATLAB中的图像采集工具箱(IMAQ Toolbox)提供的开发套件,并将相机底层驱动整合进去,开发出一个只支持Toupcam设备的适配器(adaptor),这个适配器能够通过工具箱引擎(Toolbox engine)与相机驱动进行通信,完成相机控制和图像数据的采集功能,并可以将采集到的数据导入MATLAB工作区间便于后续的处理。经测试,这个适配器能正确地完成设计功能。
【关键词】：USB LabVIEW MATLAB 工业相机 IMAQ Vision CLFN Adaptor IMAQ Toolbox
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.7
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景11-13
• 1.2 课题研究现状13-19
• 1.2.1 USB接口发展现状13-14
• 1.2.2 LabVIEW与USB接口技术研究现状14-17
• 1.2.3 MATLAB与USB接口技术研究现状17-19
• 1.3 课题研究目标19
• 1.4 课题研究内容与论文结构19-21
• 第2章 USB基本结构及特性21-29
• 2.1 USB体系结构21-23
• 2.1.1 USB的层次结构21-22
• 2.1.2 USB总线拓扑结构22-23
• 2.1.3 USB系统的组成23
• 2.2 USB通信23-26
• 2.2.1 USB通信模型23-24
• 2.2.2 USB数据的传输类型24-26
• 2.3 USB设备描述符及其设备请求26-27
• 2.3.1 USB设备描述符26-27
• 2.3.2 USB设备请求和枚举27
• 2.4 数据错误检测和恢复27-29
• 第3章 LABVIEW与USB2.0&3.0接口技术的研究29-53
• 3.1 LABVIEW概述29-34
• 3.1.1 LabVIEW简介29
• 3.1.2 LabVIEW软件的特点29-30
• 3.1.3 LabVIEW的开发环境30-33
• 3.1.4 LabVIEW数据流、数据线和数据类型33-34
• 3.2 LABVIEW与硬件的连接34-41
• 3.2.1 IMAQ Vision图像处理软件包34-37
• 3.2.2 CLFN37-41
• 3.3 LABVIEW与USB接口技术的实现41-46
• 3.3.1 Wrapper DLL41-43
• 3.3.2 Windows消息机制43-44
• 3.3.3 用户事件44-46
• 3.4 LABVIEW与USB工业相机通信程序设计46-53
• 3.4.1 图像数据采集46-49
• 3.4.2 视频图像数据实时显示49-50
• 3.4.3 静态图像数据抓取50-51
• 3.4.4 程序前面板设计51-53
• 第4章 MATLAB与USB2.0&3.0接口技术的研究53-65
• 4.1 MATLAB简介53-54
• 4.2 IMAQ TOOLBOX简介54
• 4.3 MATLAB与USB接口技术的实现54-65
• 4.3.1 适配器(Adaptor)概述55-56
• 4.3.2 创建适配器56-59
• 4.3.3 定义适配器类59
• 4.3.4 采集图像数据59-62
• 4.3.5 指定设备特定的属性62-65
• 第5章 实验结果分析65-70
• 5.1 LABVIEW程序实验65-67
• 5.1.1 LabVIEW程序运行结果65-66
• 5.1.2 性能分析与比较66-67
• 5.2 MATLAB程序实验67-70
• 第6章 总结与展望70-72
• 参考文献72-75
• 硕士在读期间所取得的科研成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 刘妍秀;;USB3.0体系结构及发展前景[J];长春大学学报;2010年10期

2 李树杰;;中国机器视觉的发展趋势[J];赤峰学院学报(自然科学版);2010年01期

3 王日宏;李红星;;USB传输错误检测与处理机制[J];电子测量技术;2005年01期

4 刘丁,毛德柱,王云飞;USB在数据采集系统中的应用[J];电子技术应用;2000年04期

5 黄辉;;USB3.0技术发展和展望[J];大众硬件;2008年10期

6 陈乃塘;;您必须知道的USB3.0(上)[J];电子与电脑;2009年10期

7 刘秀丽;彭复员;;MATLAB在激光水下图像处理中的应用[J];信息技术;2006年06期

8 那洪洋;李杨;杨文通;;USB总线通信原理的研究与分析[J];机械设计与制造;2006年01期

9 洪添胜,李永刚,罗锡文;LabVIEW中数据采集动态链接库的设计及应用[J];计算机自动测量与控制;2000年04期

  本文关键词：LabVIEW及MATLAB对USB工业相机控制与采集的实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：456747