基于機器視覺的精確尺寸測量研究.pdf

1、隨著當今計算機技術的發(fā)展以及應用的普及,機器視覺已經成為當今最為活躍的研究領域之一,它以獨特的優(yōu)勢引起了國內外的廣泛關注,并具有非常廣闊的應用領域。機器視覺檢測技術是在機器視覺的理論基礎上建立起來的一種檢測技術,由于傳統(tǒng)的測量技術和設備在效率、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。機器視覺檢測技術最大的優(yōu)勢與特征在于用帶有機器視覺功能的設備來代替人工勞動,從而有效地提高自動化程度、勞動生產率及效率。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有著直接而密切的聯系,同時也是后續(xù)各種圖像處理算法的基礎。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行精確測量,為達到這一目的,文章從邊緣檢測技術、攝像機標定技術以及直線擬合這幾個方面進行了研究與分析。主要的研究內容與創(chuàng)新點總結如下:
　　1、本文在對攝像機標定的

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

4、通過Hough變換將邊緣點按線段進行歸類,矯正畸變后再將二維圖像像素點坐標轉換到三維世界坐標系中。最后采用總體最小二乘法對邊緣點的世界坐標進行直線擬合,實現工件邊長幾何參數的測量。并通過實驗對測量結果和精度進行分析,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