針對鋸片缺陷檢測的機器視覺系統(tǒng)設(shè)計

《針對鋸片缺陷檢測的機器視覺系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、基于機器視覺的鋸片缺陷檢測設(shè)計摘要：機器視覺檢測技術(shù)具有非接觸、高效、準確等優(yōu)點，它符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需要，本文相對于傳統(tǒng)方法提出了針對鋸片缺陷的機器視覺檢測技術(shù)，并在現(xiàn)有的實驗條件下進行研究和分析。首先闡述了此課題的背景和意義以及機器視覺技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了機器視覺檢測系統(tǒng)的各硬件和軟件的主要構(gòu)成部分及其作用，系統(tǒng)主要通過鏡頭、攝像機，圖像采集卡等完成圖像的采集，再借助比較成熟的圖像處理算法，包括亞像素精度閥值分割、幾何基元的分割、輪廓特征提取、線段擬合等，以Halcon為實驗軟件平臺實現(xiàn)圖像的處理并輸出結(jié)果。通

2、過軟硬件的合理搭配完成對鋸片缺陷檢測的機器視覺系統(tǒng)設(shè)計，提高工業(yè)生產(chǎn)檢測效率。關(guān)鍵詞：機器視覺；圖像處理；鋸片檢測；HALCON目錄第1章緒論11.1機器視覺概述11.2機器視覺的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.3本文主要研究內(nèi)容3第2章鋸片缺陷檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計42.1引言42.2檢測原理42.3采集方案設(shè)計52.3.1選擇光源52.3.2選擇照明方式62.3.3選擇照明環(huán)境102.3.4選擇相機112.3.5選擇鏡頭122.3.6選擇圖像采集卡12第3章軟件算法研究及實驗設(shè)計153.1機器視覺軟件HALCON153.1.1HALCON概述15

3、3.1.2HALCON的體系和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)163.2圖像處理算法173.2.1圖像分割173.2.2特征提取213.2.3幾何基元的分割和擬合243.3實驗設(shè)計283.3.1鋸片檢測算法流程283.3.2算法編程實現(xiàn)283.3.3實驗結(jié)果分析313.4本章小結(jié)32結(jié)論與展望33參考文獻35附錄36第1章緒論1.1機器視覺概述機器視覺技術(shù)是指利用各種成像系統(tǒng)來代替人的視覺功能，將攝取的客觀事物轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號，并由計算機對圖像信息進行處理和理解，進而產(chǎn)生數(shù)字信號來用于實際檢測、測量和控制，也就是用計算機來實現(xiàn)對客觀三維世界的感知和認識。主要包

4、括圖像的獲取、處理、分析、輸出和顯示等方面的研究。機器視覺是一項綜合技術(shù)，包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、機械工程技術(shù)、控制技術(shù)、電光源照明技術(shù)，光學(xué)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)、人機接口技術(shù)等。因此，機器視覺技術(shù)具有提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度的特點。常用其來替代人工在一些艱苦且危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合中進行作業(yè)，同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。機器視覺技術(shù)作為計算機科學(xué)的一個重要分支，在近30年中得到迅猛

5、的發(fā)展，己被應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如遙感、生物醫(yī)學(xué)、通信、工業(yè)、航空航天、軍事、安全保衛(wèi)等。通過計算機技術(shù)向無損檢測技術(shù)的交叉和滲透，機器視覺技術(shù)已成為無損檢測技術(shù)中的主力軍。1.2機器視覺的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1973年，美國自然科學(xué)基金會(NFS)制定了發(fā)展視覺系統(tǒng)和機器人的計劃，并在普度、斯坦福等大學(xué)率先展開研究[1]。在日本，同期也展開了研究，并成功的將計算機視覺系統(tǒng)用于印刷電路板的質(zhì)量檢測。20世紀80年代機器視覺系統(tǒng)進入發(fā)展正軌，20世紀90年代發(fā)展趨于成熟，20世紀90年代后高速發(fā)展，目前正廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)研究、軍事等各個

6、領(lǐng)域。國內(nèi)的機器視覺起步比較晚，真正開始是在20世紀80年代。最近幾十年，伴隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加速，“中國制造”已經(jīng)在世界范圍內(nèi)發(fā)揮著越來越重要的作用。面對著用戶們對產(chǎn)品更高的要求和期待，中國制造業(yè)在不遺余力的完善自己的技術(shù)和設(shè)備。在這種大背景下，機器視覺技術(shù)在中國進入了一個快速發(fā)展的時期。更多的公司在尋求利用機器視覺技術(shù)來提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。但是，由于基礎(chǔ)薄弱，中國的機器視覺技術(shù)水平與發(fā)達國家還有不小差距。33應(yīng)該說，機器視覺作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，其功能特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。其技術(shù)與應(yīng)

7、用也隨著自動化行業(yè)的發(fā)展而日益成熟。據(jù)悉，2007年全球機器視覺硬件市場預(yù)計總價值超過15億美元，而2012年這一數(shù)字估計將達到21億。按照每年8.8%的增長速度，目前全球整個視覺市場總量大概在60—70億美元。而在中國，這個數(shù)字目前看來似乎有些龐大，但是隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，中國對于機器視覺的需求將成上升趨勢。1.3本文主要研究內(nèi)容本文主要研究機器視覺檢測系統(tǒng)中各硬件的作用和選型、圖像的處理算法及軟件程序代碼分析等方面關(guān)鍵技術(shù)，以halcon軟件為實驗平臺，利用機器視覺檢測技術(shù)，實現(xiàn)鋸片尺寸缺陷的提取和檢測。論文具體研究工作可以概括

8、為以下幾個部分:1．概述機器視覺檢測技術(shù)的發(fā)展和前景，以及在實際生產(chǎn)應(yīng)用中的特點和優(yōu)勢。2．研究機器視覺檢測系統(tǒng)中各關(guān)鍵部分硬件設(shè)備的作用和設(shè)備型號的選用，包括相機、鏡頭、圖像采集卡以及照明模塊。通過各部分硬件設(shè)備的合理