| 【中文题名】 | 基于数字图像的工件自动寻位系统若干关键技术的研究 |
| 【英文题名】 | Research of Several Key Technology on Part-location System Based on Computer Vision |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 工件寻位,计算机视觉,摄像机标定,三维重建,, |
| 【英关键词】 | part locating,computer vision,camera standardization,three dimensional reconstructions, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 |
在数控加工中，机床在数控系统的控制下，实现了零件切削加工过程的柔性自动化。但是，仍主要用非自动化的方式对被加工零件(工件)进行安装定位，以保证零件加工时工件在机床上相对于刀具轨迹占有正确的位置。这种非自动化的操作方式势必会造成加工的辅助时间长、装夹效率低、装夹精度受人的技能高低和状态好坏的影响。因而现有的工件安装操作方式是与数控加工的高精度、高效率、高柔性、高自动化的特征不相适应的。
本论文提出了基于计算机视觉来测量和识别工件在机床上的准确位置的技术，进而能够利用该技术在数控加工中实现一种“夹紧—寻位—加工”的新的操作模式。通过这种模式可以解决目前数控加工中存在的，采用夹具安装工件所带来的生产准备时间长、成本增加、柔性低的问题，采用人工测量找正安装工件带来的辅助时间长、安装效率低、安装精度不易保证的问题，以及安装定位过程自动化的问题。
本论文完成的主要内容如下：
采用基于PC机控制两个摄像机的双目视觉硬件系统，以完成从不同空间点获得同一物体的图像对。然后用VC++编程，将图像采集卡采集的彩色图像转换为灰度图像，并对图像进行二值化处理，图像阈值分割，边缘检测处理。
为提... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 本课题的研究目的和意义 |
8-9 |
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1.2 本课题国内外研究现状分析 |
9-11 |
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1.3 本课题主要研究内容 |
11-13 |
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第二章 工件自动寻位系统的构成及原理 |
13-22 |
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2.1 工件自动寻位系统构成 |
13-14 |
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2.2 工件自动寻位系统特点 |
14-16 |
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2.3 工件自动寻位系统工作原理 |
16-22 |
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2.3.1 摄像机标定及其目的 |
16-18 |
|
2.3.2 本文的摄象机标定模型 |
18-19 |
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2.3.3 工件自动寻位系统工作原理 |
19-22 |
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第三章 寻位系统中的图像处理技术 |
22-36 |
|
3.1 数字图像概念介绍 |
22-24 |
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3.1.1 数字图像基本概念 |
22-23 |
|
3.1.2 图像分辨率和像素 |
23-24 |
|
3.2 工件图像的预处理 |
24-28 |
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3.2.1 图像的灰度化 |
24-25 |
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3.2.2 直方图均衡 |
25-26 |
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3.2.3 中值滤波 |
26 |
|
3.2.4 图像分割 |
26-28 |
|
3.3 工件图像的特征提取 |
28-36 |
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3.3.1 边缘检测定义 |
28-32 |
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3.3.2 亚像素边缘检测 |
32-36 |
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第四章 图像处理误差来源分析 |
36-43 |
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4.1 CCD摄像机的误差及校验 |
36-38 |
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4.1.1 CCD摄像机的误差 |
36-37 |
|
4.1.2 CCD摄像机的误差校验 |
37-38 |
|
4.2 摄像机标定时引起的误差 |
38-41 |
|
4.2.1 镜头畸变 |
38-40 |
|
4.2.2 透镜畸变校正 |
40-41 |
|
4.3 定位精度评定 |
41-43 |
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第五章 工件图像特征点的三维重建 |
43-59 |
|
5.1 系统坐标系间的变换矩阵 |
43-44 |
|
5.2 特征点三维重建算法 |
44-50 |
|
5.3 三维坐标测量精度分析 |
50-52 |
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5.3.1 系统结构参数对测量精度的影响 |
51-52 |
|
5.3.2 摄像机焦距对测量精度的影响 |
52 |
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5.4 特征点匹配及三维重建 |
52-54 |
|
5.4.1 双目视觉匹配准则 |
52-53 |
|
5.4.2 基于特征点灰度的匹配 |
53-54 |
|
5.5 工程实际 |
54-59 |
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第六章 结论及展望 |
59-60 |
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6.1 结论 |
59 |
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6.2 展望 |
59-60 |
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参考文献 |
60-63 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
63-64 |
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致谢 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385443 |
