基于機器視覺的精確尺寸測量研究.pdf

1、隨著當(dāng)今計算機技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用的普及,機器視覺已經(jīng)成為當(dāng)今最為活躍的研究領(lǐng)域之一,它以獨特的優(yōu)勢引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注,并具有非常廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。機器視覺檢測技術(shù)是在機器視覺的理論基礎(chǔ)上建立起來的一種檢測技術(shù),由于傳統(tǒng)的測量技術(shù)和設(shè)備在效率、精度及自動化程度等方面都比較低,因而很難滿足精確測量的要求。機器視覺檢測技術(shù)最大的優(yōu)勢與特征在于用帶有機器視覺功能的設(shè)備來代替人工勞動,從而有效地提高自動化程度、勞動生產(chǎn)率及效率。尤其在某些人工無

2、法參與的惡劣或者高危環(huán)境下,機器視覺檢測技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯。
　　圖像邊緣包含了圖像特征中的大部分信息,所以圖像的邊緣檢測和提取與機器視覺檢測技術(shù)有著直接而密切的聯(lián)系,同時也是后續(xù)各種圖像處理算法的基礎(chǔ)。本文的主要工作是利用機器視覺對基本幾何元素為直線的平面工件進(jìn)行精確測量,為達(dá)到這一目的,文章從邊緣檢測技術(shù)、攝像機標(biāo)定技術(shù)以及直線擬合這幾個方面進(jìn)行了研究與分析。主要的研究內(nèi)容與創(chuàng)新點總結(jié)如下:
　　1、本文在對攝像機標(biāo)定的

3、基本理論與技術(shù)方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,通過標(biāo)定過程中坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,計算出二維像點在三維世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。指出了攝像機透鏡畸變會對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性造成一定的影響,并利用透鏡畸變數(shù)學(xué)模型以及標(biāo)定獲得的畸變系數(shù)對像素點坐標(biāo)進(jìn)行矯正。利用張正友標(biāo)定法進(jìn)行了攝像機標(biāo)定實驗以獲取攝像機的內(nèi)外參數(shù)。
　　2、對多種經(jīng)典邊緣檢測算子進(jìn)行了總結(jié),并分析它們各自的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上,本文提出了一種基于總體最小二乘擬合的工件幾何參數(shù)測量方法,首先

4、通過Hough變換將邊緣點按線段進(jìn)行歸類,矯正畸變后再將二維圖像像素點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到三維世界坐標(biāo)系中。最后采用總體最小二乘法對邊緣點的世界坐標(biāo)進(jìn)行直線擬合,實現(xiàn)工件邊長幾何參數(shù)的測量。并通過實驗對測量結(jié)果和精度進(jìn)行分析,說明該方法具有抗噪聲能力強、檢測精度高,尺寸測量準(zhǔn)確的特點。
　　3、通過對亞像素邊緣檢測算法的分析,本文提出了一種改進(jìn)的基于高斯曲面擬合的亞像素邊緣檢測算法。由于本文的主要研究對象是基本幾何元素為直線的平面工件,其特