【摘要】：工件機(jī)械尺寸的檢測(cè)是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域一個(gè)重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)的工件尺寸檢測(cè)多是通過(guò)人工測(cè)量得出,具有人工影響大、效率低、誤差隨機(jī)等缺點(diǎn)。近些年來(lái)隨著新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,基于雙目視覺(jué)的工件尺寸檢測(cè)逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了應(yīng)用,并憑借著無(wú)需接觸、精度合適、設(shè)備成本可控等諸多優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到青睞。本文基于搭建的雙目視覺(jué)系統(tǒng)硬件平臺(tái)以及OpenCV開(kāi)源視覺(jué)庫(kù)、MATLAB等軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件機(jī)械尺寸的測(cè)量。主要工作內(nèi)容有:(1)攝像機(jī)標(biāo)定。在介紹標(biāo)定涉及到的相關(guān)坐標(biāo)系以及相機(jī)的成像模型之后,在MATLAB軟件平臺(tái)采用經(jīng)典的張氏平面標(biāo)定法完成了攝像機(jī)的標(biāo)定工作,得到了攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。(2)特征點(diǎn)提取。首先介紹了特征點(diǎn)提取領(lǐng)域著名的SIFT算子,但其存在著提取的特征點(diǎn)是尺度空間中的極值點(diǎn),而并不一定是包含工件尺寸信息、人眼視覺(jué)意義上工件“角點(diǎn)”的問(wèn)題,故提出一種結(jié)合SIFT算子和角點(diǎn)檢測(cè)FAST算子兩者優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)SIFT算子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該改進(jìn)SIFT算子可以提取所需的特征點(diǎn),完成工件的尺寸測(cè)量。(3)立體匹配與特征點(diǎn)的三維重建。首先將左右圖像提取得到的特征點(diǎn)使用最近鄰次近鄰比值法進(jìn)行匹配,然后根據(jù)極線約束法則去除其中存在的誤匹配點(diǎn)對(duì),最后在保留的正確匹配點(diǎn)對(duì)中使用折半搜索法篩選所需的匹配點(diǎn)對(duì)。在得到所需的匹配點(diǎn)對(duì)后,根據(jù)雙目視覺(jué)原理以及攝像機(jī)標(biāo)定獲得的內(nèi)外參數(shù),可以計(jì)算得到工件“角點(diǎn)”的三維坐標(biāo),進(jìn)而求出工件的相關(guān)尺寸。(4)改進(jìn)的雙目視覺(jué)尺寸檢測(cè)方法。經(jīng)典的雙目視覺(jué)尺寸檢測(cè)方法在存在著提取特征點(diǎn)過(guò)多的問(wèn)題,這會(huì)導(dǎo)致后續(xù)特征點(diǎn)描述與匹配耗時(shí)增加,同時(shí)也會(huì)使得手工篩選所需特征點(diǎn)變得復(fù)雜耗時(shí)。故提出一種將工件從背景中提取后再進(jìn)行特征提取與匹配的改進(jìn)雙目視覺(jué)尺寸檢測(cè)方法,實(shí)驗(yàn)證明,該方法能有效減少特征點(diǎn)的提取數(shù)量及匹配耗時(shí),提高篩選效率,加快匹配速度。根據(jù)尺寸測(cè)量的結(jié)果與工件真實(shí)尺寸的對(duì)比,驗(yàn)證了基于雙目視覺(jué)尺寸檢測(cè)方法的可行性以及測(cè)量精度能夠滿足一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH161.11;TP391.41
【圖文】：

圖 2.8 標(biāo)定板圖像。兩平行放置的攝像頭同時(shí)拍攝擺放角度不同、距量在 10~20 對(duì)為宜，本文拍攝了 11 對(duì)圖像。標(biāo)定工具箱。下載解壓標(biāo)定工具箱 TOOLBOX_calib，所要標(biāo)定的圖片添加到 MATLAB 中的當(dāng)前文件夾 Cur工具箱文件添加到 MATLAB 路徑 path 中，這樣就可以定工具箱 TOOLBOX_calib 里的函數(shù)了。圖像。在 MATLAB 命令行窗口輸入 calib_gui，在出現(xiàn) the images are stored in memory）按鈕，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的單擊 Image names 按鈕，并在命令行窗口輸入圖片的MATLAB 便自動(dòng)讀取圖片，讀取成功后的界面如圖 2.

圖 2.8 標(biāo)定板像。兩平行放置的攝像頭同時(shí)拍攝擺放角度不同、距在 10~20 對(duì)為宜，本文拍攝了 11 對(duì)圖像。定工具箱。下載解壓標(biāo)定工具箱 TOOLBOX_calib，要標(biāo)定的圖片添加到 MATLAB 中的當(dāng)前文件夾 Cur具箱文件添加到 MATLAB 路徑 path 中，這樣就可以工具箱 TOOLBOX_calib 里的函數(shù)了。像。在 MATLAB 命令行窗口輸入 calib_gui，在出現(xiàn) images are stored in memory）按鈕，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的擊 Image names 按鈕，并在命令行窗口輸入圖片的 ATLAB 便自動(dòng)讀取圖片，讀取成功后的界面如圖 2.

圖 2.10 提取角點(diǎn)標(biāo)定。重復(fù)步驟（5）依次提取左相機(jī)拍攝的所有圖片，單擊主控面板 Calibration 按鈕，對(duì)左相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)鈕，MATLAB 自動(dòng)將左相機(jī)的標(biāo)定結(jié)果儲(chǔ)存在 Calib_R與后續(xù)操作中保存右相機(jī)標(biāo)定結(jié)果的文件重名，把該文left.mat。右攝像機(jī)的標(biāo)定方法和左攝像機(jī)完全一致，同文件 Calib_Result.mat 后，將其改名為 Calib_Result_rig標(biāo)定，又稱為立體標(biāo)定。在命令行窗口輸入 stereo_gui 單擊立體標(biāo)定主控界面的 Load left and right calibration口的提示加載左右相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，加載完畢后單擊鈕完成立體標(biāo)定。立體標(biāo)定完成之后，可將獲得的立體，在之后的圖像處理中用 OpenCV 的 cvLoad 函數(shù)讀入的比較與分析定結(jié)果如下：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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3 劉建偉;梁晉;梁新合;曹巨明;張德海;;大尺寸工業(yè)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2010年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

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本文編號(hào)：2791371