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机器视觉应用实验报告
机器视觉应用实验报告
1. 实验背景
机器视觉是一种利用摄像头及图像处理技术进行实时观测和分析的
技术。
在工业、医疗、军事等领域有着广泛的应用。
本实验旨在探究
机器视觉在智能识别中的应用及效果。
2. 实验目的
通过实验验证机器视觉在智能识别中的应用效果，评估其准确性和
稳定性。
3. 实验内容
本次实验选择了人脸识别作为研究对象，使用机器视觉技术进行实
时人脸检测和识别。
首先，通过编写程序实现摄像头的拍摄和图像数
据的输入。
然后，利用机器学习算法对图像数据进行处理，提取人脸
特征并建立人脸数据库。
最后，实现对实时摄像头捕获的人脸进行识
别并输出结果。
4. 实验步骤
第一步：搭建实验环境，连接摄像头并测试摄像头的正常工作状态。
第二步：编写程序，调用机器视觉库进行人脸检测并显示检测结果。
第三步：准备人脸数据库，包含多个人脸图像及其对应的标签信息。
第四步：使用机器学习算法对人脸数据库进行训练，构建人脸识别
模型。
第五步：实现实时人脸识别功能，将识别结果显示在界面上。
5. 实验结果
经过实验，我们成功实现了实时人脸检测和识别功能。
机器视觉技
术能够准确地检测到摄像头捕获的人脸，并根据数据库信息进行识别。
在不同光照和姿态条件下，系统依然能够保持较高的准确性和稳定性。
6. 实验总结
本实验证明了机器视觉在人脸识别领域的强大应用潜力。
未来，机
器视觉技术将在更广泛的场景中得到应用，为人类社会带来更多的便
利和安全保障。
机械学机器视觉实训报告
一、实训背景随着科技的不断发展，机器视觉技术在工业生产、医疗、交通、安全等领域得到了广泛应用。
为了提高学生的实践能力，我校开设了机械学机器视觉实训课程。
本次实训旨在让学生了解机器视觉的基本原理、应用领域，并掌握机器视觉系统在实际工程中的应用。
二、实训目的1. 理解机器视觉的基本原理，掌握机器视觉系统在工业生产中的应用；2. 掌握机器视觉系统的硬件和软件配置；3. 学会使用机器视觉软件进行图像处理和识别；4. 提高学生动手实践能力，培养团队协作精神。
三、实训内容1. 机器视觉基本原理实训课程首先介绍了机器视觉的基本原理，包括图像采集、图像处理、特征提取、目标识别等环节。
通过学习，学生了解了机器视觉系统的组成、工作流程以及各个模块的功能。
2. 机器视觉硬件配置实训课程介绍了机器视觉硬件配置，包括摄像头、光源、图像采集卡、工控机等。
学生学习了如何选择合适的硬件设备，并了解了各个设备的性能指标。
3. 机器视觉软件操作实训课程介绍了机器视觉软件操作，包括图像采集、图像处理、特征提取、目标识别等。
学生学习了如何使用软件进行图像处理、特征提取和目标识别，并完成了相关实验。
4. 机器视觉系统在实际工程中的应用实训课程以实际工程案例为背景，让学生了解机器视觉系统在实际工程中的应用。
学生通过学习，掌握了如何将机器视觉技术应用于实际生产中，提高了工程实践能力。
四、实训过程1. 实训准备在实训开始前，学生需熟悉实训场地、设备、软件等，确保实训顺利进行。
2. 实训实施实训过程中，学生按照以下步骤进行：（1）了解实训内容，明确实训目的；（2）熟悉实训设备，掌握设备操作方法；（3）学习机器视觉基本原理，掌握机器视觉系统工作流程；（4）使用软件进行图像处理、特征提取和目标识别实验；（5）分析实验结果，总结经验教训。
3. 实训总结实训结束后，学生需撰写实训报告，总结实训过程中的收获和体会。
五、实训成果1. 学生掌握了机器视觉的基本原理和应用领域；2. 学会了使用机器视觉软件进行图像处理和识别；3. 提高了学生动手实践能力和团队协作精神；4. 为学生今后的学习和工作打下了基础。
机器视觉及其应用实验报告
机器视觉及其应用实验报告
实验报告
摘要
本报告主要讲述了一种机器视觉的应用实验，分别介绍了实验的背景
及研究目的，以及实验过程中采用的相关技术和结果，以及实验的结论以
及局限性。
实验背景与目的
机器视觉是一种将图像处理技术，计算机视觉和人类视觉结合在一起，可以用计算机系统形式模拟人类对光学信息（如彩色图像）处理的能力。
它是机器人，工业机器，图像认证系统以及其他自动控制系统的关键技术。
本次实验的目的是通过机器视觉技术，完成图像处理，主要是完成人脸检测、行人检测、文本检测以及车牌检测，以及有关图像分类的实验。
实验过程
1、人脸检测：首先，将原始图像转换为灰度图像，然后使用Haar特
征或深度学习技术，以此来检测图像中的人脸，从而完成人脸检测；
2、行人检测：使用改进的HOG特征图，结合SVM算法，最终能够完
成行人检测；
3、文本检测：首先需要将原始图像转换为灰度图像，然后使用
Canny边缘检测、Hough直线检测算法，以此来检测图像中的文本；
4、车牌检测：首先需要将原始图像转换为灰度图像，然后使用KNN
算法或者深度学习技术，以此来检测图像中的车牌；。
机器视觉实验报告
机器视觉实验报告
一、实验目的
本实验旨在探究机器视觉在图像识别和分析方面的应用，通过实际操作和数据分析，验证机器视觉技术的准确性和可行性。
二、实验装置与方法
1. 实验装置：使用具备机器视觉功能的摄像头和计算机软件。
2. 实验方法：
a. 首先，搜集一定数量的图像数据作为实验样本。
b. 接着，利用机器视觉软件对图像数据进行处理和分析。
c. 最后，对机器视觉技术的准确性和稳定性进行评估。
三、实验结果分析
通过实验数据的分析和比对，我们得出以下结论：
1. 机器视觉在图像识别方面具有较高的准确率，能够准确辨识不同物体和场景。
2. 机器视觉在图像分析方面具有较强的处理能力，能够提取图像特征和进行数据分析。
3. 机器视觉技术的稳定性较高，能够在复杂环境下正常工作并保持较高的准确性。
四、实验结论与展望
通过本次实验，我们验证了机器视觉技术在图像识别和分析方面的有效性和可靠性。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，机器视觉将会在更多领域展示出其强大的功能和潜力，为人类生活和工作带来更多便利和效益。
以上为机器视觉实验报告的内容，希望能够对您有所帮助。
机器视觉及其应用实验报告
机器视觉及其应用实验报告机器视觉是一门利用计算机视觉技术进行图像处理和分析的学科。
通过机器视觉，计算机可以模拟人类感知视觉信息的过程，并基于此进行图像处理、目标检测、物体识别等应用。
本次实验的目标是研究机器视觉的基础概念及其应用，并通过Python编程实现一个实例。
本次实验基于Python语言和OpenCV库进行图像处理和分析。
首先，我们学习了机器视觉的基础概念，包括图像获取、图像处理和图像分析。
图像获取是指利用摄像头或其他设备获取图像数据。
图像处理是指对采集到的图像进行滤波、边缘检测、图像增强等操作，以便更好地识别和分析图像内容。
图像分析是指利用图像处理的结果进行目标检测、物体识别、运动跟踪等应用。
然后，在实验中我们使用Python编程语言和OpenCV库对图像数据进行处理和分析。
我们通过读取图像数据文件，加载图像数据，并利用OpenCV库的各种函数实现图像的滤波、边缘检测和图像增强等操作。
同时，我们还实现了简单的目标检测和运动跟踪算法。
具体来说，我们使用高斯滤波器对图像进行模糊处理，使用Sobel算子进行边缘检测，使用直方图均衡化方法进行图像增强，以及使用Haar级联检测器进行目标检测。
最后，我们通过实验结果验证了机器视觉的应用价值。
我们发现，通过图像处理和分析，计算机可以实现对图像的高效处理和分析，从而达到识别目标、检测运动等目的。
这些应用可以广泛应用于人脸识别、车牌识别、电子游戏等方面。
综上所述，本次实验研究了机器视觉的基础概念及其应用，并通过Python编程实现实例。
通过本次实验，我们对机器视觉有了更深入的了解，并通过实践掌握了图像处理和分析的相关技术。
视觉的实验报告
一、实验背景随着计算机视觉技术的不断发展，机器视觉在工业、农业、医疗、安防等领域得到了广泛应用。
物体识别与跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向，通过对图像或视频序列中的物体进行识别和跟踪，实现对物体的实时监测和分析。
本实验旨在研究基于机器视觉的物体识别与跟踪技术，并实现一个简单的物体识别与跟踪系统。
二、实验目的1. 了解物体识别与跟踪的基本原理和方法；2. 掌握常用的图像处理和计算机视觉算法；3. 设计并实现一个简单的物体识别与跟踪系统；4. 分析实验结果，总结经验与不足。
三、实验原理物体识别与跟踪是计算机视觉领域的一个重要研究方向，主要包括以下两个部分：1. 物体识别：通过分析图像或视频序列中的特征，识别出目标物体。
常用的方法有基于颜色、纹理、形状、运动等特征的方法。
2. 物体跟踪：在视频序列中跟踪目标物体的运动轨迹。
常用的方法有基于光流法、卡尔曼滤波、粒子滤波等。
本实验采用基于颜色特征的物体识别方法，结合光流法进行物体跟踪。
四、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 开发环境：PyCharm4. 图像处理库：OpenCV5. 视频采集设备：USB摄像头五、实验步骤1. 数据采集：使用USB摄像头采集包含目标物体的图像或视频序列。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行灰度化、滤波、二值化等预处理操作，以提高后续处理的效率。
3. 物体识别：根据颜色特征，对预处理后的图像进行物体识别。
具体步骤如下：a. 提取颜色特征：计算图像中每个像素点的颜色特征，如RGB值、HSV值等；b. 颜色阈值分割：根据目标物体的颜色特征，设置合适的颜色阈值，将图像分割为前景和背景；c. 物体轮廓提取：对分割后的前景图像进行轮廓提取，得到目标物体的轮廓信息。
4. 物体跟踪：结合光流法，对识别出的物体进行跟踪。
具体步骤如下：a. 光流计算：根据相邻帧之间的像素位移，计算光流场；b. 跟踪目标：根据光流场，对识别出的物体进行跟踪，更新目标物体的位置信息。
机器视觉实习报告模板
实习报告实习单位：XX有限公司实习时间：20XX年X月X日至20XX年X月X日实习岗位：机器视觉工程师一、实习单位简介XX有限公司成立于XX年，主要从事机器视觉技术的研发和应用。
公司拥有一支高素质的研发团队，致力于为客户提供高质量的机器视觉解决方案。
此次实习，我将在公司的机器视觉部门担任机器视觉工程师一职，参与公司的项目开发和实施。
二、实习目的和意义实习期间，我将通过实际操作，深入了解机器视觉技术的基本原理和应用，掌握相关软件和硬件的使用方法，提高自己的实践能力和解决问题的能力。
同时，实习为我提供了一个与专业理论知识相结合的机会，有助于我更好地理解课堂所学知识，并为今后的学习和工作打下坚实基础。
三、实习内容及收获1. 实习内容（1）参加公司内部培训，了解机器视觉基本原理、技术发展趋势和应用领域。
（2）参与项目开发，负责机器视觉系统的搭建、调试和优化。
（3）协助主管完成实验设计和数据分析，为项目提供技术支持。
（4）学习并掌握相关软件和硬件的使用，如OpenCV、MATLAB、Halcon等。
2. 实习收获（1）掌握了机器视觉基本原理，了解了各种视觉处理算法及其应用。
（2）学会了使用OpenCV、MATLAB、Halcon等软件进行机器视觉编程和实验。
（3）提高了自己的动手能力和团队协作能力，学会了如何在实际项目中解决问题。
（4）增加了对机器视觉行业的认识，为今后的学习和工作提供了方向。
四、实习总结通过这次实习，我对机器视觉技术有了更深入的了解，掌握了相关软件和硬件的使用方法，实践能力和解决问题的能力得到了很大提高。
同时，我也认识到了自己在专业知识和技能方面的不足，明确了今后的学习方向。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，充分发挥所学知识，为我国机器视觉行业的发展贡献自己的力量。
最后，感谢公司给予我的实习机会，感谢实习期间同事和主管的关心与帮助。
这次实习让我受益匪浅，将成为我人生中一段难忘的经历。
机器视觉实训报告
一、实训背景随着人工智能技术的飞速发展，机器视觉作为人工智能领域的一个重要分支，已在工业、医疗、农业等多个领域得到广泛应用。
为了更好地了解机器视觉技术，提高自身实践能力，我参加了本次机器视觉实训课程。
通过本次实训，我对机器视觉有了更深入的认识，掌握了机器视觉的基本原理、常用算法以及实际应用。
二、实训内容本次实训主要分为以下几个部分：1. 机器视觉基础知识学习- 了解机器视觉的定义、发展历程和分类。
- 学习图像处理的基本原理，包括图像的采集、预处理、特征提取和匹配等。
2. 机器视觉系统搭建- 学习搭建机器视觉系统所需的硬件设备，如光源、相机、镜头等。
- 掌握机器视觉系统的软件平台，如OpenCV、MATLAB等。
3. 图像处理与算法学习- 学习图像预处理方法，如滤波、阈值化、边缘检测等。
- 学习特征提取方法，如SIFT、SURF、ORB等。
- 学习图像匹配方法，如最近邻匹配、随机样本一致性（RANSAC）等。
4. 实际应用案例分析- 分析典型机器视觉应用案例，如人脸识别、车牌识别、物体检测等。
- 学习如何根据实际需求选择合适的算法和参数。
三、实训过程1. 理论学习- 通过查阅资料、阅读教材，掌握机器视觉基础知识。
- 参加实训课程，跟随老师学习图像处理与算法。
2. 实践操作- 使用OpenCV、MATLAB等软件进行图像处理实验。
- 搭建简单的机器视觉系统，进行图像采集、处理和分析。
3. 项目实践- 参与实际项目，如物体检测、人脸识别等，将所学知识应用于实际场景。
四、实训成果1. 理论水平提高- 通过本次实训，我对机器视觉有了更深入的理解，掌握了图像处理、特征提取和匹配等基本算法。
2. 实践能力提升- 通过实际操作，我熟悉了OpenCV、MATLAB等软件的使用，提高了编程能力和动手能力。
3. 项目经验积累- 参与实际项目，锻炼了团队合作能力和解决问题的能力。
五、实训总结本次机器视觉实训让我受益匪浅。
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m00
m01
m02
xw
m03
s v
m10
m11
m12
yw
m13
1
m20
m21
m22
zw
m23
1
(2-18)
本实验采用传统的摄像机标定方法。在传统的标定方法中，标定参照的标准件的精度对标定结果的影响较大。但3D立体靶标的制作成本较高，且加工精度
2
受加工条件的限制。基于2D平面靶标提出了摄像机标定方法避免了一般传统方法对设备要求较高，操作繁琐等缺点，同时标定精度高。
，其相应图像平面上的二维点记为
m (u,v)T，则相应的齐次
坐标分别为%(
, ,，1)T
与~
(u,v,1)
T
。摄像机基于针孔成像模型，空间点M与
M
x y z
m
图像点m之间的关系为：
~
~
sm
A[ R | T ]M
(2-19)
Zc
M ( xw, yw, zw)
Yc
O
Yw
Xc
Zw
m(u, v)
Ow
Xw
图7二维平面标靶标定示意图
hiTBhj
vijb
(2-27)
vij
hi 1hj 1,hi1hj 2hi 2hj1, hi 2hj 2,hi 3hj 1hi1hj 3, hi3hj 2
hi 2hj 3, hi 3hj3
T
(2-28)
最后根据内参限制条件(2-24)、(2-25)得到：
v12T
(v11
v22)Tb
0
(2-29)
V矩阵是2*6矩阵，也就是说每张图像可以建立起两个方程，
b矩阵有六个
未知数，也就是说至少三张图片就可以求出
b矩阵。b矩阵的解出，相机内参矩
阵A也就可以解出来了，而从每张图像的R矩阵、T向量也就可以得到了。
双目摄像机与单目摄像机的区别是： 双目摄像机中还需要确定两个摄像机之间的位置关系，其中，R0和T0分别表示旋转矩阵和平移向量。通过标定确定两
4
个摄像机的内部参数以及外部参数，其中，R1、
传统的摄像机标定方法按其求解的方法可分为三类： 线性方法、非线性优化方法和考虑畸变补偿的两步法[15]。
线性方法不需要迭代， 速度较快。但是定标过程中忽略了摄像机镜头的非线性畸变，使得定标精度受到影响。 一般的线性求解方法是透镜变换方法和直接线性变换(DLT)方法，他们都是利用一定数目的已知特征点的成像信息和公式(2-18)的投影变换矩阵求解。
矩阵的第i列为ri，则由式(2-19)可得式(2-21)。
3
u
x
x
y
s vA r1r2
r3T
A r1r2T y
0
1
1
1
(2-21)
将式子(2-21)进一步简化，得到：
~
~
(2-22)
sm
HM
其中 ，H就是 要求 得的 测量 平面 与图 像平面 之间 的单 应性 矩 阵。则
HA r1r2T为一3*3的矩阵，λ为一个常数因子。
系，通过一系列数学变换和计算方法， 求取摄像机模型的内外参数。 传统的摄像机标定方法需要高精度的已知结构信息， 过程复杂，但是标定精度高， 适用于多种摄像机模型。
而摄像机自标定方法则不依赖特定的标定参照物， 仅仅利用摄像机获取的一系列图像信息来确定摄像机参数。 摄像机自标定方法对环境适应较好， 可以无人参与下完成标定，但是精度低，鲁棒性不足，不适用于测量场合。
1h2
(2-25)
设
B11
B12
B13
B ATA1
B21
B22
B23
B31
B32
B33
(2-26)
可知B矩阵是一个 对阵 矩阵 ，所以可以写 成一 个六维向量形 式：
b B11, B12, B22, B13, B23, B33。设H中的第i列向量为i
i1
i 2
i3
T
，那么可以将
h
h
, h
, h
公式(2-24)改写为：
Har bin I nstitute of Techn ol ogy
实验报告
课程名称：机器视觉及其应用
实验名称：摄像机标定上机验证
院系：自动化测试与控制系
班级：1036103
实 验 人：胡洋
学号：6100100311
教师：陈凤东
实验时间：2013.11.8
哈尔滨工业大学
1
《机器视觉及其应用》实验报告
像像素坐标(u,v)之间的关系。最终实现利用计算机采集得到的二维图像来恢复待测物体的三维信息的目的。
摄像机标定方法是视觉系统实现的前提和基础。目前现有的摄像机标定技术大体可以分成两类：传统的摄像机标定方法和摄像机自标定方法。
传统的摄像机标定方法是在一定的摄像机模型基础上，基于形状、尺寸已知的特定参照物，利用参照物上的特征点的世界坐标和相应的像素坐标之间的关
在标定过程中，要求平面靶标至少有两个不同的姿态，摄像机和平面靶标都
可以自由的移动， 不需要知道运动参数， 且不论摄像机从任何角度拍摄靶标，摄
像机内部参数都为常数，只有外部参数发生变化。该标定示意图如图7所示。第一步：求解测量平面与图像平面之间的单应性矩阵。 测量平面上的三维点
记为M (x, y, z)T
其中，s为一任意的非零尺寸因子，A矩阵称为摄像机的内部参数矩阵，定义为：
xu0
A0yv0
001
(2-20)
(u0, v0)为主点坐标，x、y分别是u轴和v轴的尺度因子，是u轴和v轴的不
垂直因子。旋转矩阵R与平移向量T称为摄像机的外部参数矩阵。
为了不失一般性，可以假设测量平面位于世界坐标系的Zw0平面。记旋转
R0
R2R1
1,T
T2
R2R1
1T1
由于摄像机图像平面的点的坐标可以通过图像处理的方式获取。 所以每张图片都可以计算出一个H矩阵。第二步：摄像机内部参数来自求解。记Hh1h2h3，则有：
h1h2h3
A r1
r2
T
(2-23)
因为r1和r2
是标准正交的。所以可以得到关于内参的两个限制条件：
h1TATA1h2
0
(2-24)
h1TATA1h1h2TATA
1与
22
分别表示左、右摄
T
R、T
像机与世界坐标系的相对位置。
假定空间中任意一点在世界坐标系、
左摄像机坐标系和右摄像机坐标系下的
非齐次坐标分别为xw、x1、x2，则有：
x1
R1xw
T1, x2
R2xw
T2
(2-30)
消去xw，得到：
x2
R2R1
1x1
T2
R2R1
1T1
(2-31)
两个摄像机之间的位置关系R0、T0可以用以下关系式表示：
一、实验名称：
摄像机标定上机验证
二、实验人员：胡洋
三、实验日期：2013.11.8
四、实验目的：
上机验证摄像机标定方法
五、实验原理：
摄像机标定是一个确定摄像机内部参数(包括几何与光学参数)和外部参数
(包括摄像机相对世界坐标的位置及方向)的过程。
摄像机标定的目的是建立摄像机世界坐标系中坐标(xw, yw, zw)T与其相应图