基于机器视觉的柔性制造岛在线零件识别系统研究（可复制论文）.pdf

摘要随着现代科技的发展,现代化工业生产对制造精度更高、效率更快、智能化更高的先进制造技术要求越来越迫切;机器视觉技术具有快速性、可重复性、智能化、非接触、现场抗干扰能力强等优点,机器视觉技术应用于柔性制造系统中大大提高了系统得柔性化、自动化、和智能化水平,‘适应了现代制造业的进步和发展要求,在实际应用中显示出了广阔的应用前景。本文以与成都某机床股份有限公司的合作项目“柔性制造岛在线零件的自动识别1尘埃攵匀嵝灾圃煜低中存在不能自动识别在线零件而正确调用相应程序进行加工这一问题,开展了基于机器视觉的柔性制造岛在线零件识别系统的研究。涉及到机器视觉系统的建立、图像采集方案的实现、图像预处理、边缘特征提取及图像识别等方面,从理论和实践上解决了用机器视觉实现柔性制造岛在线零件自动识别的一系列问题。本文的具体内容和创新有以下几点:⒉隽嘶魇泳跏侗鸺际醯难芯勘尘昂鸵庖澹缓笤诮樯芑魇泳跫际醯发展和应用状况以及机器视觉技术在机械制造行业中的应用现状的基础上,概述了本文的研究目的和主要工作。凑栈魇泳跸低车穆呒峁梗治龈鞑糠值纳杓品椒ǎ⒃诖朔椒ǖ闹导下本文建立了由ひ迪嗷⑼枷癫杉ā⒐庠春蚉槌傻幕魇泳跸统,系统通过屯枷癫杉ɑ袢”皇侗鹆慵亩枷袷荩渌腿爰算机,经过图像预处理和图像识别分析,实现了对零件的自动识别。⒄攵韵殖∮跋焱枷竦闹饕T肷航费卧肷⒙龀逶肷A嗽诼顺肷同时,很好地保留图像的边缘信息,我们设计了一种多重滤波器的预处理方法,该多重虑波器由高斯滤波器、锐化和自适应中值滤波器组成。采用该滤波器的预处理方法可以克服一般除噪滤波器具有的模糊效应,使得图像的边缘和细节变得模糊不清的缺点。⒔岷涎芯康氖道约钢殖S玫腟、瓹等边缘检测算法进行了大量实验,。⒈疚恼攵远当咴低枷竦奶匦院土慵巫吹牟钜煨裕粤慵穆掷P巫次分类特征提出了二值图像快速序贯相似性检测模板匹配识别算法。为
了进一步减少匹配运算量该算法采用嗬爰扑阆嗨贫龋萘慵谕枷中的位置相对变化小,在匹配前设定匹配搜索区域和采取以边缘特征点的谟为参与匹配点的方法。实验表明,该算法应用于二值图像的匹配识别大大提高了⒈疚脑诶砺垩芯俊⒎治龊痛罅渴笛榈幕∩希7⒘巳嵝缘涸谙吡慵枷识别系统软件,并完成了整个系统的设计、安装和调试。本课题中自主开的基于机器视觉的柔性岛在线零件识别系统已经在成都某机床厂开始投入生产应用。理论分析和应用表明,本文的研究内容具有实际的应用关键词:柔性制造系统,图像预处理,边缘提取,二值图像快速序贯相似性检匹配速度和准确率。价值。摘要Ⅱ
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、对视觉信息的获取、传输、处理与理解,是人类观察世界和认知世界的重要手段。据统计人类从外部世界获得的信息约有%是由视觉获取的。随着信号处理理论和计算机技术的发展,人们试图用摄像机获取环境图像并将其转换成数字信号,用计算机实现对视觉信息处理的全过程,这就是计算机视觉,其目的是使计算机具有通过一幅或多幅图像认知周围环境信息的能力。机器视觉则是建立在计算机视觉理论的基础上,偏重于计算机技术工程化。与计算机视觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容不同,机器视觉重点在于感知环境中物体的形状、位置、姿态、运动等几何信息【俊机器视觉是机器ǔV甘旨扑慊对图像进行自动处理并报告“图像中有什么墓蹋簿褪撬邓侗鹜枷裰械哪谌荨M枷裰械哪谌萃悄承┗零件,而处理的目标不仅要能对机器零件定位,还要能对其进行检验【。机器视觉实际上是数字视觉技术与工业制造技术的结合的综合性技术,主要包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、电光源照明技术,光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术,计算机软硬技术,人机接口技术等。这些技术在机器视觉中是并列关系,这些技术相互协调应用才能构成一个成功的工业机器视觉应用系统【俊机器视觉系统基本原理:机器视觉系统通常采用相机摄取图像,将其转化为数字信号,再采用先进的计算机硬件与软件技术对图像数字信号进行处理,从而得到所需要的各种目标图像特征值,并在此基础上实现模式识别、坐标计算、灰度分布图等多种功能。机器视觉系统能够根据其检测结果快速地显示图像、输出数据、发布指令,执行机构可以配合其完成指令的实施。机器视觉系统主要由图像获取、图像分析和处理、输出显示或控制三个功能
⒄模块组成,如图所示【俊卜\/,若发现不合格产品,则通过信号报警,并由执行机构自动将其排除出生产线。机器视觉检测的结果可以作