基于多特征不变量融合的高频变压器尺寸视觉测量方法研究

发布时间：2020-10-10 17:38

　　 本文针对高频变压器尺寸测量的问题,使用双目视觉测量技术对其尺寸测量。首先介绍了双目视觉三维尺寸测量系统,分析了双目视觉测量系统的测量流程,对测量系统的硬件结构和软件算法进行简单介绍;其次由于使用到双目相机,需要对双目相机进行标定,研究了张氏标定法并对其进行改进;标定完成之后再获取高频变压器图片,提取不变量特征并融合,使用区域特征匹配方法对融合特征立体匹配,得到视差图像,再根据视差图像进行三维信息恢复及尺寸测量。主要研究成果如下:(1)对张氏标定法研究并改进棋盘格内角点提取算法,角点提取结果与其他角点检测方法相对比,结果显示可以在复杂环境中完整的检测到棋盘格内角点坐标,而其他算法都会检测到环境中的角点。将改进算法检测棋盘格内角点坐标精确到亚像素,代入张氏标定公式中,最终得到双目相机参数,并计算棋盘格内角点提取的累计误差为0.31pix。(2)针对SIFT算子生成特征点描述耗时长的不足,改进了SIFT特征提取算法,将128维度的特征点描述通过双环形模板简化到16维,通过实验验证改进算法的有效性并与SURF算子和原来的SIFT算子特征点检测及匹配结果相对比。本文算法在特征点匹配准确率可以达到97.5%,明显高于另外两个算法,在匹配时间上改进算法比原来的SIFT方法匹配时间更短,比SURF算法时间稍长,但并不影响本文改进SIFT特征提取算法的有效性。(3)将Harris角点特征和改进的SIFT特征融合并结合边缘特征和直线特征可以准确找到高频变压器针脚两端的双目图像匹配特征点,恢复到三维空间并计算针脚尺寸。计算针脚尺寸结果与游标卡尺测量结果和二维图像尺寸测量结果相对比,结果显示双目视觉尺寸测量与实际相近,标准差为0.0197cm,明显优于二维图像尺寸测量标准差0.0325cm。三维尺寸计算结果比二维图像尺寸测量结果精度高,误差小。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM433;TP391.41
【部分图文】：

在当今生产制造业快速发展的时代，各式各样的产品应运而生，人类对产品的也越来越严格。特别是“中国制造 2025”提出之后，大多数企业都向着智能化方向发展。智能化、自动化要求机器自动生产所需的产品，虽减轻了人力负担带来了生产产品质量问题。对此许多专家学者研究了很多产品质量检测系统，尺寸测量系统占重要部分，大多测量物体尺寸方法分为结构光测量、图像二维测测量等。能够研制出相应的产品质量筛选系统对我国经济发展可以起到推动作我国成为制造业强国的步伐。高频变压器的使用范围广，也是很重要的产品。大到大型变电厂，小到小型充电板等都存在着高频变压器的身影。高频变压器在不同场合所需要的精度不同，的需求，生产厂家必须将高频变压器的生产质量控制在要求误差范围之内。目压器的生产是通过机械自动制造的，在生产制造过程中或多或少会出现不必要而这就需要厂家严格把控，对各式各样的瑕疵进行严格筛选并剔除，以保证产客户要求范围之内。本文以赣州某电子科技有限公司的高频变压器生产情况，质量检测进行了研究。高频变压器经过机械自动制造之后会出现包括针脚长短印章缺失、胶装损坏、粘胶、外胶破等缺陷，如图 1.1。

使用双目视觉对高频变压器进行三维尺寸测量，首先需要构建三维测量系统，结构和软件结构。硬件系统包括双目相机、光源、上下料机构等；软件部分是机采集的图像进行图像处理，包括相机标定、不变量特征提取及融合、立体匹信息恢复和三维测量。构建的双目视觉三维尺寸测量系统总体结构如图 2.1。

环形背光源双目相机：双目相机的作用是采集高频变压器图片，并将图片传到计算机软件中处
【参考文献】

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本文编号：2835381