本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)水泥灌裝系統(tǒng)中基于機(jī)器視覺的定位方法研究

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【摘要】：我國(guó)水泥企業(yè)多數(shù)采用水泥灌裝車進(jìn)行運(yùn)輸,水泥灌裝效率對(duì)企業(yè)效益有重要影響。灌裝過程中,當(dāng)前多數(shù)企業(yè)采用手工方式對(duì)接水泥出料口和灌裝車上的水泥裝料口。手工操作存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢、易于發(fā)生事故等不足,因此研發(fā)自動(dòng)水泥灌裝系統(tǒng)有重要應(yīng)用價(jià)值。作為自動(dòng)水泥灌裝系統(tǒng)的重要組成部分,本文研究基于機(jī)器視覺技術(shù)的出料口和裝料口的自動(dòng)對(duì)接方法,主要工作如下：(1) Eye-to-hand和Eye-in-hand相結(jié)合的定位方案：水泥自動(dòng)灌裝存在視野范圍大、定位精度要求高的要求,為此本文提出Eye-to-hand和Eye-in-hand相結(jié)合的定位策略：首先基于Eye-to-hand相機(jī)實(shí)現(xiàn)大范圍粗略定位,然后使用Eye-in-hand相機(jī)進(jìn)行精確定位。(2)強(qiáng)干擾圖像中像素級(jí)精度的裝料口提取方法：從圖像中精確提取裝料口是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌裝的基礎(chǔ),但因水泥灌裝現(xiàn)場(chǎng)存在粉塵多、光照不穩(wěn)定等等干擾因素,成像質(zhì)量差,對(duì)精確提取裝料口提出挑戰(zhàn)。本文方法首先進(jìn)行采用形態(tài)學(xué)閉操作進(jìn)行邊緣增強(qiáng)；然后使用基于中值濾波的Canny算子進(jìn)行提取邊緣；最后采用基于連續(xù)等長(zhǎng)弦的快速圓檢測(cè)算法提取裝料口。(3)迭代逼近的出料口和裝料口精確定位方法：因?yàn)闄C(jī)械臂運(yùn)動(dòng)誤差的影響,難以實(shí)現(xiàn)出料口和裝料口的一次性精確定位,本文采用迭代逼近方法實(shí)現(xiàn)精確定位：首先根據(jù)視覺系統(tǒng)的成像模型,采用直接線性標(biāo)定法計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)；其次根據(jù)裝料口在圖像中的位置,結(jié)合轉(zhuǎn)換參數(shù),計(jì)算機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)；在機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)后,再次獲取新圖像,判斷是否已經(jīng)精確定位,若沒有,再次進(jìn)行裝料口檢測(cè)、計(jì)算機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)參數(shù),反復(fù)迭代。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器視覺 水泥灌裝 圓檢測(cè) 相機(jī)標(biāo)定 迭代定位
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ172.68;TP391.41
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 問題來(lái)源16-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.1 機(jī)器視覺18-19
• 1.2.2 相機(jī)標(biāo)定19-20
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 自動(dòng)水泥灌裝定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)22-29
• 2.1 基于機(jī)器視覺的定位方案22-24
• 2.1.1 需求分析22
• 2.1.2 基于兩級(jí)視覺系統(tǒng)的定位方案22-24
• 2.2 自動(dòng)水泥灌裝定位系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)24-27
• 2.2.1 圖像采集模塊24-25
• 2.2.2 圖像處理模塊25
• 2.2.3 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模塊25-26
• 2.2.4 軟件整體框架26-27
• 2.3 相關(guān)軟件包簡(jiǎn)介27-28
• 2.3.1 Opencv圖像處理庫(kù)27
• 2.3.2 MFC界面設(shè)計(jì)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 強(qiáng)干擾圖像中像素級(jí)精度的裝料口提取方法29-46
• 3.1 基于形態(tài)學(xué)操作的邊緣增強(qiáng)29-35
• 3.1.1 形態(tài)學(xué)基本理論與運(yùn)算30-34
• 3.1.2 邊緣增強(qiáng)34-35
• 3.2 基于CANNY算子的邊緣提取35-39
• 3.2.1 Canny邊緣檢測(cè)的35-37
• 3.2.2 中值濾波37
• 3.2.3 基于中值濾波的Canny邊緣提取算法37-39
• 3.3 基于連續(xù)等長(zhǎng)弦的快速圓檢測(cè)算法39-44
• 3.3.1 基于Hough變換的圓檢測(cè)算法39-41
• 3.3.2 基于連續(xù)等長(zhǎng)弦的快速圓檢測(cè)算法41-43
• 3.3.3 目標(biāo)圓的篩選及結(jié)果展示43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 基于迭代逼近的出料口和裝料口精確定位方法46-55
• 4.1 攝像機(jī)標(biāo)定原理46-49
• 4.1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)46-47
• 4.1.2 需要標(biāo)定的參數(shù)47
• 4.1.3 標(biāo)定算法47-48
• 4.1.4 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換48-49
• 4.2 基于迭代逼近的裝料口與出料口的精確定位方法49-54
• 4.2.1 直接線性標(biāo)定法計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)49-51
• 4.2.2 迭代逼近的優(yōu)化定位過程51-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用55-60
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)55-56
• 5.2 軟件界面56-57
• 5.2.1 系統(tǒng)主界面56-57
• 5.2.2 標(biāo)定界面57
• 5.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60-61
• 6.2 研究展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況66-67

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