偏心桶加注口視覺定位關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、用偏心桶來儲藏和運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，工人難免和這些液體有直接的接觸，而由此帶來的傷害也是難免的。但能否設(shè)計一種全新的灌裝方式，能實現(xiàn)工廠的自動化生產(chǎn)，無需工人直接參與生產(chǎn)，而智能化的遠程監(jiān)控基本可以減少或避免有毒液體對工人的侵害。在灌裝的難度方面，由于加

2、注口是偏心的，導(dǎo)致運動到灌裝工位的偏心桶口在圓周上的分布是隨機的，機械手無法重復(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)，先對加注口進行識別定位，并將其位置信息輸送到計算機進行處理和分析，然后完成對機械手的實時控制，實現(xiàn)灌裝?？梢钥闯?，其關(guān)鍵技術(shù)就是加注口的自動定位。
　　在國內(nèi)，灌裝機械品種各異，其功能與實現(xiàn)方式也不盡相同，課題組在對其進行研究的同時，開發(fā)了一種全新的自動定位系統(tǒng)進行偏心桶加注口的識別。該系統(tǒng)以計算機視覺

3、理論為基礎(chǔ)，將視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮，在降低工人勞動強度的同時，也避免了有毒液體和滲透物對身體的侵害。
　　偏心桶加注口的圖像邊緣獲取以及對二值邊緣圖像參數(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系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及軟件流程圖，并采用張正友法進行攝像機標(biāo)定，完成對攝像機參數(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識別過程的干擾;對于圖像分割

4、，在固定閾值分割的基礎(chǔ)上進行改進，開發(fā)了一種動態(tài)閾值分割方法，實現(xiàn)了閾值的自動化選取，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。而為了加快系統(tǒng)的識別過程，本文引進了NCC模板匹配算法，在對其算法進行改進的同時，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加注口進行擬合以及圓心的識別。
　　經(jīng)試驗驗證，該系統(tǒng)的構(gòu)建滿足自動化灌裝過程中偏