偏心桶加注口視覺定位關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、用偏心桶來(lái)儲(chǔ)藏和運(yùn)輸液體是比較常見的現(xiàn)象。像石油和一些化工原料，甚至是食品工業(yè)也或多或少用到偏心桶。單對(duì)灌裝液體本身，品種各異，選擇的灌裝方式也不盡相同，其中包括一些有滲透能力的有毒液體。像氫氟酸和氰化鈉等。在灌裝的同時(shí)，工人難免和這些液體有直接的接觸，而由此帶來(lái)的傷害也是難免的。但能否設(shè)計(jì)一種全新的灌裝方式，能實(shí)現(xiàn)工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)，無(wú)需工人直接參與生產(chǎn)，而智能化的遠(yuǎn)程監(jiān)控基本可以減少或避免有毒液體對(duì)工人的侵害。在灌裝的難度方面，由于加

2、注口是偏心的，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)到灌裝工位的偏心桶口在圓周上的分布是隨機(jī)的，機(jī)械手無(wú)法重復(fù)同一工序完成灌裝。需要將視覺技術(shù)引用到該灌裝系統(tǒng)，先對(duì)加注口進(jìn)行識(shí)別定位，并將其位置信息輸送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和分析，然后完成對(duì)機(jī)械手的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)灌裝?？梢钥闯?，其關(guān)鍵技術(shù)就是加注口的自動(dòng)定位。
　　在國(guó)內(nèi)，灌裝機(jī)械品種各異，其功能與實(shí)現(xiàn)方式也不盡相同，課題組在對(duì)其進(jìn)行研究的同時(shí)，開發(fā)了一種全新的自動(dòng)定位系統(tǒng)進(jìn)行偏心桶加注口的識(shí)別。該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)視覺

3、理論為基礎(chǔ)，將視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，在降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，也避免了有毒液體和滲透物對(duì)身體的侵害。
　　偏心桶加注口的圖像邊緣獲取以及對(duì)二值邊緣圖像參數(shù)的擬合是本論文研究的核心內(nèi)容。首先本文介紹了檢測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及軟件流程圖，并采用張正友法進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，完成對(duì)攝像機(jī)參數(shù)的畸變校正，分析誤差產(chǎn)生的主要原因;然后選擇高斯濾波完成了圖像的平滑處理，在保證目標(biāo)輪廓邊緣不變模糊的前提下，很好的去除掉噪聲對(duì)識(shí)別過程的干擾;對(duì)于圖像分割

4、，在固定閾值分割的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)了一種動(dòng)態(tài)閾值分割方法，實(shí)現(xiàn)了閾值的自動(dòng)化選取，解決了因圖像位置不同以及光照條件變化引起的圖像灰度值變化問題。采用Sobel算子完成邊緣檢測(cè)。而為了加快系統(tǒng)的識(shí)別過程，本文引進(jìn)了NCC模板匹配算法，在對(duì)其算法進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí)，與金字塔分層搜索策略相結(jié)合，完成了偏心桶加注口的快速定位;最后采用具有魯棒性的圓擬合算法對(duì)加注口進(jìn)行擬合以及圓心的識(shí)別。
　　經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)的構(gòu)建滿足自動(dòng)化灌裝過程中偏