發(fā)布時間：2020-06-01 12:40

【摘要】：薄板零部件廣泛應(yīng)用在汽車制造、電器產(chǎn)品、精密儀器等工業(yè)領(lǐng)域,此類零部件具有厚度薄,孔形及孔分布位置常變化的特點,對其加工質(zhì)量的測量與控制是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本文結(jié)合具體應(yīng)用需求,研究了一種用于識別鉚釘薄板上分布孔形狀并測量其幾何參數(shù)的視覺測量系統(tǒng),在實現(xiàn)對鉚釘薄板幾何參數(shù)測量的同時,為后續(xù)鉚釘機(jī)送料裝置自動化改造提供技術(shù)支持。依據(jù)需求,以單目機(jī)器視覺技術(shù)為基礎(chǔ),完成了鉚釘薄板幾何參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計。以鉚釘機(jī)自動送料裝置為基礎(chǔ),設(shè)計搭建用于獲取鉚釘薄板圖像的視覺系統(tǒng),其中包括工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、鏡頭型號的選取,光源照明方式和薄板裝夾平臺背景的設(shè)計及視覺系統(tǒng)的標(biāo)定;圖像處理部分作為本文的核心內(nèi)容,主要包括圖像預(yù)處理、圖像閾值分割、特征提取、孔形識別及參數(shù)提取算法的研究,首先圖像預(yù)處理過程對圖像所受干擾進(jìn)行了分析和濾波處理,其次閾值分割及特征提取部分結(jié)合圖像灰度分布規(guī)律,研究了包括灰度直方圖法、迭代法及Otsu法在內(nèi)的單閾值圖像分割方法,根據(jù)分割圖像的效率,確定采用Otsu方法對圖像進(jìn)行分割,并針對其分割過程中存在的將背景劃分為目標(biāo)的分割錯誤進(jìn)行了具體研究,提出以圖像連通域原理為基礎(chǔ)的ROI提取算法,完成了圖像的分割及特征提取,最后分析三種幾何孔形在極坐標(biāo)下的特征,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)孔形的識別,利用質(zhì)心法及不同孔形的面積幾何關(guān)系,實現(xiàn)對鉚釘薄板幾何參數(shù)的測量。通過對具有不同孔形及尺寸孔的鉚釘薄板圖像的處理,驗證本文所用的孔形識別、圖像分割及孔幾何參數(shù)提取算法的適用性,并分析影響處理結(jié)果的因素,結(jié)合測量系統(tǒng)所使用的環(huán)境,提出解決和改進(jìn)方案。
【圖文】：

西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 6頁 視覺測量系統(tǒng)的整體設(shè)計單目機(jī)器視覺和雙目機(jī)器視覺是機(jī)器視覺技術(shù)中常用的視覺測量技術(shù)，其目機(jī)器視覺多用于二維目標(biāo)的測量和檢測工作，依據(jù)相機(jī)的小孔成像原理進(jìn)標(biāo)的測量，常用于二維目標(biāo)的非接觸測量，是一種經(jīng)濟(jì)、快速的測量方法，機(jī)器視覺多用于三維目標(biāo)的測量、計算機(jī)三維目標(biāo)重建及空間點的定位等，利用與人眼看事物相近的原理進(jìn)行工作[38-39]。本文研究的測量對象采用水平固定的方式布置且主要測量其二維平面上的幾何參數(shù)，所以本文采用單目機(jī)覺技術(shù)進(jìn)行測量系統(tǒng)研究。鉚釘薄板幾何參數(shù)測量系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分組成，硬件部分主括工件放置平臺、工業(yè)相機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、光源、計算機(jī)等，軟件部要涉及包括圖像預(yù)處理、圖像分割、ROI 提取、孔形識別及參數(shù)提取等各個模塊，其中圖像分割和孔形識別是重要研究內(nèi)容。

所以采用直角定位的方式對其進(jìn)行基準(zhǔn)點的設(shè)置，如圖2-2 所示，，將直角定位塊的內(nèi)直角的交點 A 設(shè)為中心坐標(biāo)測量的參考點，直角定位塊的定位誤差為 0.05mm（以薄板和直角定位塊之間的平行度誤差衡量）。圖 2-2 薄板定位示意圖Fig.2-2 Diagrammatic Sketch of Thin Plate Positioning2.1.1.2 薄板放置背景設(shè)計鉚釘薄板和裝夾平臺所用的材料顏色相近，所以薄板在送料裝置上的放置方式如不合適，放置平臺將對獲取的薄板圖像產(chǎn)生干涉，不便于后續(xù)對獲取的圖像進(jìn)行處理，從而增加處理過程的難度，針對此種情況，在裝夾平臺和薄板之間增加一個黑色背景板，消除了裝夾平臺在獲取薄板圖像時產(chǎn)生的干擾，并且突出了板件的邊緣和測量的目標(biāo)孔，方便后續(xù)鉚釘薄板的圖像處理，背景設(shè)置如圖 2-3所示。圖 2-3 裝夾平臺背景設(shè)置Fig.2-3 Clamping Platform Background Setting
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG806;TP391.41

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本文編號：2691498