基于機器視覺的纖維鋪放角度及間距檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、纖維復(fù)合材料因具有密度小、強度高、抗腐蝕等優(yōu)點因而被廣泛的應(yīng)用在軍工、航天航空，汽車等各個方面。纖維帶自動鋪放技術(shù)是一種被廣泛使用的復(fù)合材料制造成型技術(shù)。在纖維帶鋪放過程中對鋪放角度及間距進行檢測是十分必要的。大量實驗證明：鋪放角度對復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大的影響。同時在鋪放過程中又要保持纖維帶均勻連續(xù)地布滿芯模表面，相鄰纖維帶間既不重疊又不離縫。這樣才能保證復(fù)合材料成型后達到預(yù)期的型面。 本課題研究利用機器視覺技術(shù)解決纖維鋪放

2、機的鋪放角度及間距檢測問題。機器視覺檢測系統(tǒng)具有快速、精確、非接觸測量等優(yōu)點，在某些應(yīng)用場合可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工目測。本課題采用了普通USB攝像頭為圖像傳感器，以PC機為上位機搭建了檢測系統(tǒng)的雛形。此檢測系統(tǒng)的成本較低，具有較高的性價比。 檢測系統(tǒng)采用了VFW技術(shù)，控制USB攝像頭對纖維帶鋪放過程進行圖像采集。圖像處理技術(shù)是實現(xiàn)本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。為了提高圖像的質(zhì)量，采用了中值濾波，直方圖均衡化等預(yù)處理算法。為提高了程序的實時性，實

3、現(xiàn)時使用了一種改進的中值濾波算法。研究了基于金字塔連接的彩色圖像的區(qū)域分割，以提高纖維帶的識別率。在傳統(tǒng)的利用算子模板與圖像的卷積來完成邊緣檢測的基礎(chǔ)上，研究了壓像素級別的邊緣檢測提取算法，可將邊緣檢測的精度提高到亞像素級。對于經(jīng)過了細化處理的纖維帶的圖像，本文提出了三種檢測算法：擬合法、旋轉(zhuǎn)投影法、簡化動態(tài)Hough法來檢測纖維帶骨架的角度。在獲取了纖維帶的邊緣后，本課題提出了兩種算法：直線擬合法和投影重心法來計算邊緣之間的距離。通過