基于機(jī)器視覺(jué)的纖維鋪放角度及間距檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、纖維復(fù)合材料因具有密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)因而被廣泛的應(yīng)用在軍工、航天航空，汽車等各個(gè)方面。纖維帶自動(dòng)鋪放技術(shù)是一種被廣泛使用的復(fù)合材料制造成型技術(shù)。在纖維帶鋪放過(guò)程中對(duì)鋪放角度及間距進(jìn)行檢測(cè)是十分必要的。大量實(shí)驗(yàn)證明：鋪放角度對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大的影響。同時(shí)在鋪放過(guò)程中又要保持纖維帶均勻連續(xù)地布滿芯模表面，相鄰纖維帶間既不重疊又不離縫。這樣才能保證復(fù)合材料成型后達(dá)到預(yù)期的型面。 本課題研究利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)解決纖維鋪放

2、機(jī)的鋪放角度及間距檢測(cè)問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)具有快速、精確、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，在某些應(yīng)用場(chǎng)合可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工目測(cè)。本課題采用了普通USB攝像頭為圖像傳感器，以PC機(jī)為上位機(jī)搭建了檢測(cè)系統(tǒng)的雛形。此檢測(cè)系統(tǒng)的成本較低，具有較高的性價(jià)比。 檢測(cè)系統(tǒng)采用了VFW技術(shù)，控制USB攝像頭對(duì)纖維帶鋪放過(guò)程進(jìn)行圖像采集。圖像處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。為了提高圖像的質(zhì)量，采用了中值濾波，直方圖均衡化等預(yù)處理算法。為提高了程序的實(shí)時(shí)性，實(shí)

3、現(xiàn)時(shí)使用了一種改進(jìn)的中值濾波算法。研究了基于金字塔連接的彩色圖像的區(qū)域分割，以提高纖維帶的識(shí)別率。在傳統(tǒng)的利用算子模板與圖像的卷積來(lái)完成邊緣檢測(cè)的基礎(chǔ)上，研究了壓像素級(jí)別的邊緣檢測(cè)提取算法，可將邊緣檢測(cè)的精度提高到亞像素級(jí)。對(duì)于經(jīng)過(guò)了細(xì)化處理的纖維帶的圖像，本文提出了三種檢測(cè)算法：擬合法、旋轉(zhuǎn)投影法、簡(jiǎn)化動(dòng)態(tài)Hough法來(lái)檢測(cè)纖維帶骨架的角度。在獲取了纖維帶的邊緣后，本課題提出了兩種算法：直線擬合法和投影重心法來(lái)計(jì)算邊緣之間的距離。通過(guò)