基于機(jī)器視覺(jué)的精確尺寸測(cè)量研究.pdf

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

2、法參與的惡劣或者高危環(huán)境下,機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(cè)和提取與機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)有著直接而密切的聯(lián)系,同時(shí)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(jī)器視覺(jué)對(duì)基本幾何元素為直線的平面工件進(jìn)行精確測(cè)量,為達(dá)到這一目的,文章從邊緣檢測(cè)技術(shù)、攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)以及直線擬合這幾個(gè)方面進(jìn)行了研究與分析。主要的研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:
　　1、本文在對(duì)攝像機(jī)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(guò)標(biāo)定過(guò)程中坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,計(jì)算出二維像點(diǎn)在三維世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。指出了攝像機(jī)透鏡畸變會(huì)對(duì)測(cè)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(duì)像素點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行矯正。利用張正友標(biāo)定法進(jìn)行了攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)以獲取攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。
　　2、對(duì)多種經(jīng)典邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行了總結(jié),并分析它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。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(cè)量方法,首先

4、通過(guò)Hough變換將邊緣點(diǎn)按線段進(jìn)行歸類(lèi),矯正畸變后再將二維圖像像素點(diǎn)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(duì)邊緣點(diǎn)的世界坐標(biāo)進(jìn)行直線擬合,實(shí)現(xiàn)工件邊長(zhǎng)幾何參數(shù)的測(cè)量。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果和精度進(jìn)行分析,說(shuō)明該方法具有抗噪聲能力強(qiáng)、檢測(cè)精度高,尺寸測(cè)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
　　3、通過(guò)對(duì)亞像素邊緣檢測(cè)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(cè)算法。由于本文的主要研究對(duì)象是基本幾何元素為直線的平面工件,其特