本文關(guān)鍵詞：螺母機器視覺檢測與篩選系統(tǒng)研究與設計

  更多相關(guān)文章： 螺母 機器視覺 檢測 單片機 Hough變換 圖像處理 篩選

【摘要】：近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)ψ詣踊潭纫蟮牟粩嗵岣�，機器視覺檢測技術(shù)作為一種新型的技術(shù)手段開始大量運用于工業(yè)、醫(yī)療、遙測探測以及智能交通等領(lǐng)域。其中，產(chǎn)品的在線檢測是機器視覺檢測技術(shù)最為廣泛的一種應用。 螺母是一種在工業(yè)領(lǐng)域中大量使用的機械零件，特別是在一些精細生產(chǎn)加工領(lǐng)域，往往需要使用專業(yè)精密螺母進行產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配。然而，目前，很多的螺母生產(chǎn)廠家仍然在使用傳統(tǒng)的人工抽檢方式對其產(chǎn)品的質(zhì)量進行控制，這不僅嚴重依賴人力，提升了企業(yè)的成本，而且，由于檢測過程與生產(chǎn)過程相分離，導致了大量漏檢情況的發(fā)生。因此，本文提出的基于機器視覺檢測技術(shù)的螺母檢測與篩選系統(tǒng)對于改變這一現(xiàn)狀具有很重要的應用價值。 盡管隨著工業(yè)應用需求的日益多樣化，目前的機械零件的外形越來越復雜，但是這些復雜形狀大多是由直線和圓弧組成的，因此，對直線和圓的特征識別與檢測仍是這些復雜形狀檢測的基礎和重要內(nèi)容。本文在學習和借鑒國內(nèi)外相關(guān)文獻資料的基礎上，應用MATLAB圖像處理工具箱，針對螺母中的直線和圓特征，利用改進的Hough變換算法進行邊界提取，并對相應的幾何特征進行尺寸測量，然后上位機根據(jù)測量結(jié)果做出零件質(zhì)量判定結(jié)果，并通過串口與單片機進行通信，隨后單片機控制執(zhí)行機構(gòu)動作，完成對零件的篩選過程。 本文的主要研究內(nèi)容、工作、成果包括以下幾個方面： 1.針對在線檢測以及螺母各項參數(shù)測量的特點，分析和研究了基于機器視覺在線檢測與篩選系統(tǒng)的工作原理與硬件構(gòu)成，并對本系統(tǒng)相關(guān)硬件進行了選型； 2.提出了螺母在線檢測的具體工藝流程，包括圖像獲取、信息處理、特征提取和控制與執(zhí)行； 3.在圖像處理中，使用峰谷法進行二值化處理；在對螺母內(nèi)孔圓提取時，使用了隨機Hough變換的改進算法，提高了系統(tǒng)對圓檢測的速度和精度；考慮到本系統(tǒng)待檢零件的特點，在對直線提取時，采用了傳統(tǒng)Hough變換檢測直線算法，，減少了系統(tǒng)算法的開發(fā)難度； 4.對系統(tǒng)進行了標定，并通過對六角螺母的檢測實驗對系統(tǒng)軟件算法的可行性進行了驗證； 5.對系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的各種誤差進行了分析，并提出了下一步的工作設想； 6.利用MATLAB平臺對系統(tǒng)進行了實驗與分析，并在附錄中給出了部分相關(guān)程序。
【關(guān)鍵詞】：螺母 機器視覺 檢測 單片機 Hough變換 圖像處理 篩選
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP391.41;TH131
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 課題的來源、目的及意義10-11
• 1.2.1 課題來源10
• 1.2.2 課題研究的目的和意義10-11
• 1.3 機器視覺檢測系統(tǒng)的概念11
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.4.1 國內(nèi)外研究及應用現(xiàn)狀11-12
• 1.4.2 機器視覺發(fā)展趨勢12-13
• 1.5 本課題主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點13
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容13
• 1.5.2 創(chuàng)新點13
• 1.6 本章小結(jié)13-14
• 第二章 螺母檢測篩選系統(tǒng)總體方案設計14-25
• 2.1 引言14
• 2.2 基于機器視覺的螺母檢測篩選系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3 系統(tǒng)硬件的選取與構(gòu)建15-21
• 2.3.1 相機16-17
• 2.3.2 光源選取與照明系統(tǒng)17-18
• 2.3.3 鏡頭18-19
• 2.3.4 圖像采集卡19-20
• 2.3.5 系統(tǒng) I/O 卡的選取20
• 2.3.6 電機的選擇20-21
• 2.4 系統(tǒng)軟件21-24
• 2.4.1 本系統(tǒng)軟件完整流程21-22
• 2.4.2 軟件界面設計模塊22
• 2.4.3 待檢螺母圖像采集模塊22-23
• 2.4.4 圖像處理與分析模塊23-24
• 2.4.5 MATLAB 與單片機串行通信模塊24
• 2.4.6 單片機控制執(zhí)行模塊24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 圖像預處理與圖像分割25-45
• 3.1 引言25
• 3.2 圖像的預處理25-37
• 3.2.1 圖像的增強25-27
• 3.2.1.1 直方圖增強技術(shù)25-27
• 3.2.2 圖像平滑27-31
• 3.2.2.1 空域濾波27-29
• 3.2.2.2 頻域濾波平滑29-31
• 3.2.3 圖像銳化31-36
• 3.2.3.1 空域法31-34
• 3.2.3.2 頻域法34-36
• 3.2.4 合理選擇圖像預處理方法36-37
• 3.3 閾值分割與二值化處理37-41
• 3.4 邊緣檢測（提�。�41-43
• 3.4.1 邊緣檢測方法綜述41
• 3.4.2 邊緣檢測實驗41-43
• 3.4.3 圖像邊緣的后續(xù)處理43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 基于 Hough 變換的幾何特征提取45-50
• 4.1 幾何特征提取45-49
• 4.1.1 標準 Hough 變換45-47
• 4.1.2 改進的隨機 Hough 變換（RHT）檢測圓47-49
• 4.2 本章小結(jié)49-50
• 第五章 螺母檢測與篩選系統(tǒng)軟件實現(xiàn)50-57
• 5.1 引言50
• 5.2 單片機控制系統(tǒng)軟件設計50-53
• 5.2.1 控制流程簡介與硬件資源分配50-52
• 5.2.2 零件延時程序模塊設計52-53
• 5.2.3 單片機主機與從機的通信53
• 5.3 基于 MATLAB 的圖像處理系統(tǒng)的軟件設計53-56
• 5.3.1 引言53-54
• 5.3.2 零件圖像幾何參數(shù)測量部分的代碼編寫54
• 5.3.3 上位機與下位機單片機之間通信的 MATLAB 實現(xiàn)54-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 系統(tǒng)標定與實驗誤差分析57-66
• 6.1 系統(tǒng)標定57
• 6.1.1 引言57
• 6.1.2 相機標定57
• 6.2 系統(tǒng)實驗57-64
• 6.3 系統(tǒng)誤差及實驗結(jié)果分析64-65
• 6.4 本章小結(jié)65-66
• 第七章 總結(jié)與展望66-67
• 7.1 總結(jié)66
• 7.2 展望66-67
• 參考文獻67-69
• 致謝69-70
• 附錄 A70-81
• 附錄 B81-98
• 個人簡歷98
• 在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果98

【參考文獻】

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本文編號：987379