基于主動(dòng)視覺的二維精密檢測系統(tǒng)的研制.pdf

1、近幾年來，視覺測量技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，測量精度日益提高，但尚不能滿足高科技發(fā)展、精密細(xì)微加工、在線檢測等方面的要求。因而，研究人員不斷尋求新的途徑和手段，本文詳細(xì)闡述了基于主動(dòng)視覺的二維精密檢測技術(shù)的基本原理、基本方法和在工程中的應(yīng)用。該系列研究成果，為大、重型工件的幾何量精密測量開辟了新的途徑，進(jìn)而可以推廣到三維測量技術(shù)、高分辨率光敏器件研發(fā)、特殊環(huán)境下的遠(yuǎn)程測量、精確定位……等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域。隨著測量精度向微納米級(jí)發(fā)展，測

2、量方式由點(diǎn)測量向面測量過渡（即由長度的精密測量擴(kuò)展至形狀的精密測量），以圖像處理技術(shù)為代表的非接觸式、高效率測量技術(shù)成為了新世紀(jì)精密測量技術(shù)的重要發(fā)展方向。
　　本文在平面二維精密檢測的基礎(chǔ)上，通過對(duì)主動(dòng)視覺技術(shù)的研究，研制了一臺(tái)基于主動(dòng)視覺二維精密檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對(duì)目標(biāo)邊緣自動(dòng)跟蹤來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的幾何特征參數(shù)（如長度、直徑、角度等）的測量精密。本文對(duì)檢測系統(tǒng)的硬件組成、自動(dòng)控制單元，圖像處理與分析以及軟件監(jiān)測模型等方面進(jìn)行了深

3、入探討。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　(1)在二維精密檢測基本原理的基礎(chǔ)上，研究分析主動(dòng)視覺系統(tǒng)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，提出基于主動(dòng)視覺二維精密檢測系統(tǒng)的整體方案。完成攝像機(jī)伺服移動(dòng)單元、系統(tǒng)光學(xué)照明及載物平臺(tái)的設(shè)計(jì)、制造以及基于PC和運(yùn)動(dòng)控制卡的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　(2)針對(duì)研制主動(dòng)視覺精密檢測系統(tǒng)，建立了一個(gè)全新的視覺測量坐標(biāo)系。通過與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)工件的檢測結(jié)果比較，證實(shí)了該系統(tǒng)具有較高的檢測精度。對(duì)零件的非接觸式測量達(dá)到微米級(jí)

4、。實(shí)踐證明，該空間視覺測量坐標(biāo)的建立，為非接觸式幾何量的測量以及三維測量技術(shù)等研究提供了理論依據(jù)。
　　(3)該系統(tǒng)在測量過程中采用基于面陣圖像的邊緣輪廓跟蹤方式，通過光柵坐標(biāo)系對(duì)工件邊緣輪廓進(jìn)行描述。實(shí)現(xiàn)了工件在光柵坐標(biāo)系下的精密檢測與測量。同時(shí)解決了高精度測量中大型目標(biāo)與小視場之間的矛盾以及精密測量中的精確定位問題。
　　(4)在圖像處理分析過程中，提出了一種新的邊緣縫合方法對(duì)目標(biāo)邊緣進(jìn)行有序的連接，剔除了重疊邊緣數(shù)據(jù)點(diǎn)