基于機(jī)器視覺的工件尺寸測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、機(jī)器視覺是一門高速發(fā)展的前沿學(xué)科，其核心就是利用機(jī)器代替人眼，對(duì)特定的圖像信息進(jìn)行復(fù)雜的處理以得到各類信息的過程。而隨著當(dāng)代制造業(yè)的快速變革，傳統(tǒng)工業(yè)的尺寸測(cè)量方法已逐步淘汰。本文依托機(jī)器視覺及圖像的SIFT特征實(shí)現(xiàn)對(duì)工件尺寸的無接觸測(cè)量研究，并對(duì)這一測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)和實(shí)現(xiàn)，最終達(dá)到良好的測(cè)量效果。
　　在圖像獲取前，首先對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校正，以減少機(jī)械裝置等對(duì)工件圖像造成的精度誤差，提高測(cè)量準(zhǔn)確度。由于本系統(tǒng)使用的是CCD傳感器

2、，為使傳感器鏡面與待測(cè)工件測(cè)量平面盡量保持平行，本系統(tǒng)采用棋盤格標(biāo)定板作為校正工具。在圖像獲取后，由于工件和相機(jī)的空間三維位置關(guān)系，會(huì)使得到的圖像存在畸變現(xiàn)象，本系統(tǒng)利用標(biāo)準(zhǔn)棋盤格計(jì)算出仿射變換模型參數(shù)，然后對(duì)獲取的圖片做校正處理。
　　本系統(tǒng)對(duì)小尺寸的工件可以做到完整的圖像信息采集，但是由于CCD相機(jī)拍照范圍受限，大尺寸工件無法做到一次行的圖像信息獲取，因此要對(duì)得到的分塊圖像進(jìn)行拼接以獲取完整工件圖像信息。基于光柵尺運(yùn)動(dòng)的圖像拼

3、接，利用每張圖像對(duì)應(yīng)的光柵尺坐標(biāo)確定圖像拼接的像素位置點(diǎn)，將新圖片的顯示區(qū)域納入到整張圖片中，最后在圖像重合域利用平均加權(quán)算法進(jìn)行圖片融合以消除視覺誤差，達(dá)到高效、快速的圖像拼接效果。
　　基于SIFT算子的和最佳縫合線的圖片拼接技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)上比光柵尺的拼接略微復(fù)雜，但是提高圖像拼接準(zhǔn)確度。經(jīng)過SIFT算法來描述工件圖像的關(guān)鍵點(diǎn)，利用最近鄰方法完成圖像中關(guān)鍵點(diǎn)的一次匹配，再經(jīng)過RANSAC計(jì)算進(jìn)行二次匹配并計(jì)算投影變換模型參數(shù);然

4、后在待拼接圖像的重合區(qū)中做Max-Flow/Min-Cut計(jì)算以獲得最佳縫合線，并將圖像沿最佳縫合線進(jìn)行拼接;最后，為消除縫合線的視覺割裂感，利用漸入漸出方法使兩側(cè)圖像的灰度均勻過渡，完成圖像拼接。該方法在繼承SIFT算法關(guān)鍵點(diǎn)描述準(zhǔn)確、穩(wěn)定的同時(shí)，能夠有效消除圖像融合產(chǎn)生的重影問題，一定程度上提高工件尺寸測(cè)量的準(zhǔn)確度。
　　對(duì)工件的形狀檢測(cè)及計(jì)算同樣受限于CCD相機(jī)分辨率，在不提升物理分辨率基礎(chǔ)上，為提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度，使用亞像