基于機(jī)器視覺(jué)的中厚鋼板輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，中厚鋼因其機(jī)械性能優(yōu)良、成品的尺寸精度高等特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛地用在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。與此同時(shí)，對(duì)中厚鋼成品的板形質(zhì)量要求也越來(lái)越高。對(duì)于中厚鋼板的板形檢測(cè)，傳統(tǒng)的人工視覺(jué)檢測(cè)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的檢測(cè)要求，因此尋求一種基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成為板形檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)，也得到了很多研究機(jī)構(gòu)和鋼鐵企業(yè)的認(rèn)同和重視。近幾年來(lái)，一些具有非接觸式、檢測(cè)精度高、數(shù)據(jù)處理速度快、實(shí)時(shí)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛地被應(yīng)

2、用在中厚鋼板形的檢測(cè)中，在此背景下，本文提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的中厚鋼板輪廓檢測(cè)系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)待測(cè)中厚鋼板板的輪廓檢測(cè)。
　　論文以運(yùn)動(dòng)的中厚鋼板作為研究對(duì)象，提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的輪廓檢測(cè)方法。該檢測(cè)系統(tǒng)由入射角度可控線激光源、CMOS面陣相機(jī)、磁柵測(cè)速裝置、圖像的采集子系統(tǒng)等組成。檢測(cè)時(shí)，通過(guò)對(duì)目標(biāo)圖像的獲取與處理后實(shí)現(xiàn)輪廓信息的提取，然后將輪廓數(shù)據(jù)匹配速度數(shù)據(jù)以此實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)中的中厚鋼板輪廓的擬合和顯示。論文著重于中厚板的速度

3、獲取、相機(jī)的高度標(biāo)定和參數(shù)標(biāo)定、亮線圖像的處理算法包括亮線縱向位置的提取算法、亮線端點(diǎn)位置坐標(biāo)的近似提取算法和亞像素提取算法以及亮線縱向位置提取的重復(fù)檢測(cè)精度、亮線端點(diǎn)提取的重復(fù)檢測(cè)精度分析和標(biāo)定板高度和寬度檢測(cè)精度的分析等內(nèi)容的研究。本論文研究的詳細(xì)內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):
　　(1)詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)和中厚鋼板輪廓檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。探討了論文的研究背景和意義，最后通過(guò)分析目前國(guó)內(nèi)中厚板輪廓檢測(cè)的研究現(xiàn)狀以及本論文預(yù)期

4、的檢測(cè)目標(biāo)，提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)的中厚板輪廓檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)激光源控制、圖像采集、圖像處理、輪廓顯示等功能。
　　(2)針對(duì)中厚板的運(yùn)動(dòng)速度要求，設(shè)計(jì)了基于磁柵傳感器的中厚鋼板測(cè)速裝置，并基于labview開(kāi)發(fā)了速度采集界面，對(duì)獲取的速度進(jìn)行處理，在此基礎(chǔ)上探討了無(wú)干擾情況下的速度獲取以及有干擾下的速度獲取，最后將兩種情況下的速度數(shù)據(jù)匹配端點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，擬合出中厚板的輪廓數(shù)據(jù)。
　　(3)為了探討高度與相機(jī)視覺(jué)變化的

5、關(guān)系，本文設(shè)計(jì)了一種新的標(biāo)定裝置并結(jié)合高度標(biāo)定原理實(shí)現(xiàn)了相機(jī)的標(biāo)定，利用一次函數(shù)和二次次函數(shù)分別對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，通過(guò)比較擬合參數(shù)，得到更精確的擬合函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了圖像坐標(biāo)系和平面坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)換。同時(shí)結(jié)合小孔成像模型對(duì)相機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。
　　(4)針對(duì)中厚板輪廓檢測(cè)系統(tǒng)所拍攝圖像的特征，為了能精確地提取出圖像亮線端點(diǎn)的的位置坐標(biāo)，提出了一種縱向搜索的提取算法，該算法能夠提取出亮線端點(diǎn)的像素級(jí)坐標(biāo)并可以統(tǒng)計(jì)出端點(diǎn)

6、的個(gè)數(shù)。為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，本文研究了一種基于二次投影的端點(diǎn)坐標(biāo)提取算法，該算法可將端點(diǎn)坐標(biāo)精確到亞像素級(jí)別。
　　(5)針對(duì)中厚板輪廓檢測(cè)系統(tǒng)所檢測(cè)的輪廓數(shù)據(jù)，對(duì)其檢測(cè)精度進(jìn)行分析，包括對(duì)亮線中的縱向位置坐標(biāo)提取的精度分析以及亮線的端點(diǎn)位置坐標(biāo)提取的精度分析，通過(guò)計(jì)算知，亮線的縱向位置坐標(biāo)提取的重復(fù)精度可達(dá)0.2013pixel，亮線的端點(diǎn)位置提取的重復(fù)檢測(cè)精度可達(dá)0.1689pixel。
　　(6)針對(duì)論文的研究?jī)?nèi)容