隨著新一輪工業(yè)革命蓬勃興起,視覺檢測技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)檢測發(fā)展的主要瓶頸之一。圓鋸片作為典型的切割工具,其尺寸的檢測卻仍處于人工水平,而傳統(tǒng)視覺檢測技術(shù)容易受到工件表面紋理和外界環(huán)境影響,對于大尺寸工件的檢測精度及效率難以滿足生產(chǎn)的需求。隨著卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,在圖像特征提取上具有很強(qiáng)的泛化能力。因此,本文通過研究基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的視覺檢測方法,圍繞檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)、邊緣特征提取及細(xì)化處理、亞像素邊緣檢測及實(shí)驗(yàn)分析展開工作,實(shí)現(xiàn)圓鋸片基體尺寸高精度測量。根據(jù)圓鋸片基體尺寸測量精度要求,確定了檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及組成結(jié)構(gòu);闡述了相機(jī)等重要部件的工作原理并進(jìn)行參數(shù)計(jì)算與選型,分析了基體表面反射特性并提出了前向照明方案;基于模塊劃分原則進(jìn)行了軟件功能模塊設(shè)計(jì),完成了檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。分析了傳統(tǒng)邊緣檢測方法,通過實(shí)驗(yàn)表明了傳統(tǒng)算子對于基體邊緣檢測的魯棒性差,建立了基于RCF的邊緣檢測模型,增加了殘差結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型改進(jìn),實(shí)現(xiàn)將多尺度的邊緣特征圖進(jìn)行融合;通過圖像采集創(chuàng)建了對應(yīng)邊緣標(biāo)簽圖并進(jìn)行模型訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)了邊緣特征提取,在此基礎(chǔ)上通過非極大值抑制、雙閾值分割及形態(tài)學(xué)細(xì)化,獲... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１基體形狀結(jié)構(gòu)圖??為了滿足企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)檢測要求，本文設(shè)計(jì)的圓鋸片基體尺寸視覺檢測系??

??結(jié)果的可靠性。??２．１．２檢測系統(tǒng)硬件組成??根據(jù)圓鋸片基體尺寸檢測系統(tǒng)的需求，檢測系統(tǒng)是由硬件和軟件兩大模塊組??成。軟件模塊主要保障系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度、高性能的檢測要求。結(jié)合軟件功能實(shí)現(xiàn)??的需求，對硬件模塊的硬件要求以及控制邏輯進(jìn)行規(guī)劃，確保系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行。。??通過兩大模塊之間通信傳輸，完成圓鋸片基體的傳送，圖像采集、尺寸測量、數(shù)??據(jù)記錄及存儲(chǔ)、產(chǎn)品分類。??（１）檢測系統(tǒng)硬件組成??系統(tǒng)硬件部分主要包括上下料裝置、視覺系統(tǒng)硬件、分類裝置，組成架構(gòu)及??運(yùn)行邏輯如圖２－２所示。??上下料裝置：通過機(jī)械手將工件放置于傳送工作臺(tái)上，并輸送至視覺系統(tǒng)拍??攝區(qū)域。待完成尺寸檢測及產(chǎn)品分類之后，進(jìn)行碼垛。??定位裝置：保證工件位于相機(jī)可拍攝視野范圍內(nèi)，且位于相機(jī)正下方，確保??光源照射的均勻。??視覺系統(tǒng)：主要包括光源、工業(yè)相機(jī)、鏡頭、工控機(jī)、顯示器等，通過相機(jī)??與光源之間的協(xié)作進(jìn)行圖像采集，傳輸至工控機(jī)通過檢測算法完成尺寸測量，根??據(jù)測量結(jié)果，判定工件是否合格。??分類裝置：按照分類指令，執(zhí)行分類操作，將合格和不良的工件分別傳送至??下料區(qū)域。??視覺系統(tǒng)??ｉ?Ｉ????????：?：???????上料定位｜￣￣Ｈ?分類｜￣￣下料??圖２－２檢測系統(tǒng)組成及運(yùn)行邏輯圖??８??

第２章圓鋸片基體尺寸視覺檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)??（２）視覺系統(tǒng)硬件組成??視覺檢測是利用機(jī)器代替人眼對工件進(jìn)行測量和判斷，采用工業(yè)相機(jī)拍攝工??件圖像信息，并將圖像中色彩分布、位置等特征轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息［４５４６］。通過各種??算法從圖像中提取出目標(biāo)特征，根據(jù)邊緣特征分析計(jì)算實(shí)現(xiàn)對工件尺寸的測量。??因此，視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，視覺檢測重要的硬件有工業(yè)相機(jī)、??鏡頭、光源、計(jì)算機(jī)，如圖２－３所示，后續(xù)將對各組件工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析并??對重要硬件進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和方案設(shè)計(jì)。??—?－－－－－－－－－－?－?—?－?????￣??ｉ?Ｉ??ｒ?：???相機(jī)?［ｒ?＝?Ｉ?；??＼?Ｈ??；?光源?ｊ?＼?；??！丨?計(jì)算機(jī)??＞?Ｉ—＊＂＊＊＊？？＊？＊———－?￣—－－－??？?＞?＾?—?Ｚ?ｒ．?＞?；二?一?；｜?＾??｜?丨不合格??圖據(jù)片基體??圖２－３視覺系統(tǒng)硬件組成??２．２視覺系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)??２．２．１光源選擇??在基于機(jī)器視覺的實(shí)際應(yīng)用中，照明的目的是突出被測工件的主要特征，抑??制其他的無用特征，光源選擇及布置方式將直接影響所采集的圖像質(zhì)量和檢測效??果。??視覺檢測采用光源的種類多種多樣，針對不同的產(chǎn)品選擇不同的光源，一般??分為不可見光源和可見光源。常用的可見光源也稱人工光源，有發(fā)光二極管（ＬＥＤ）、??白熾燈、熒光燈、氙燈等。不同光源的特性各異，適用的場景也不同，見表２－１。???表２－］常見光源的特性???￣光源?ＬＥＤ?白熾燈?熒光燈?氙燈??亮度?Ｈ?Ｉ?非常亮??響應(yīng)速度?快?慢?慢?快?


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