基于图像传感技术的焊缝定位检测系统的研究
发布时间：2021-05-10 06:15
焊缝图像处理是焊缝自动跟踪的一个重要环节,当今研究的关键问题是在提高焊接生产质量的同时降低焊接操作工人的劳动强度,所以研究焊缝图像处理算法具有重大的意义。本文参考国内外相关方面的研究,结合实际需要,以激光视觉的焊缝图像处理为研究目标,重点针对焊缝图像处理中各个环节的方法等问题进行了研究。本文的主要工作如下:（1）针对采集图像包含信息量大等问题,采取降低图像采集亮度、设置ROI区域、对图像进行灰度化处理等方法,得到了包含焊缝信息完整、噪声少、需要处理的信息量少的图像,取得了采集质量高,处理时间短的效果。（2）针对采集过程中图像去噪问题,采取中值滤波的方法有效去除了焊缝图像中的反射光噪声及类似噪声。在去除噪声的同时最大限度保护了图像边缘信息。针对滤波后的焊缝图像,利用Otsu算法对焊缝图像二值化阈值进行自动选取。研究结果表明该方法在图像处理过程中稳定性高、得到的二值图像效果好。（3）针对焊缝图像边缘与中心线提取不准确等问题,采用基于Canny算子的边缘检测算法和基于Zhang-Suen细化算法的中心线提取法。在边缘提取中通过对比Roberts算子、sobel算子、prewitt算子、lap...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 图像传感技术在焊缝识别和跟踪领域的研究现状
1.2.2 焊缝图像处理技术的研究现状
1.3 论文的主要目标与内容
1.4 论文结构安排
2 焊缝图像预处理算法研究
2.1 引言
2.2 焊缝图像采集要素的分析研究
2.2.1 图像亮度
2.2.2 图像ROI区域
2.2.3 图像灰度化
2.3 焊缝图像滤波去噪处理算法研究
2.3.1 研究问题的提出
2.3.2 图像去噪算法的研究
2.3.3 中值滤波法的焊缝图像去噪研究
2.3.4 结果小结
2.4 焊缝图像分割处理算法研究
2.4.1 研究问题的提出
2.4.2 图像分割算法的研究
2.4.3 基于最大类间方差法的焊缝图像阈值分割
2.4.4 结果小结
2.5 本章小结
3 焊缝特征线提取算法研究
3.1 引言
3.2 焊缝图像边缘检测算法研究
3.2.1 研究问题的提出
3.2.2 图像边缘检测算法的研究
3.2.3 基于Canny算子的焊缝图像边缘检测
3.2.4 结果小结
3.3 焊缝图像中心线提取算法研究
3.3.1 研究问题的提出
3.3.2 中心线提取算法的研究
3.3.3 基于Zhang-Suen细化算法焊缝中心线提取
3.3.4 结果小结
3.4 本章小结
4 焊缝特征点提取算法研究
4.1 引言
4.2 特征点提取算法的研究
4.3 基于霍夫变换的直线拟合相交法
4.3.1 霍夫变换拟合直线
4.3.2 相交提取特征点
4.4 本章小结
5 焊缝识别系统实现
5.1 硬件系统的实现
5.1.1 CCD摄像机与激光源的位置确定
5.1.2 工业相机的选择
5.1.3 镜头选择
5.1.4 激光源的选择
5.2 软件系统的建立
5.2.1 系统开发环境
5.2.2 软件体系结构
5.2.3 功能模块描述
5.2.4 接口设计与图像处理过程
5.3 界面设计
5.4 系统的实现结果
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.1.1 工作总结
6.1.2 结论
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]视觉传感技术在机器人焊接中的应用[J]. 侯震,许燕玲,黄色吉,杨雪君,韩瑜,陈善本. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[2]基于RGB特征与深度特征融合的物体识别算法[J]. 卢良锋,谢志军,叶宏武. 计算机工程. 2016(05)
[3]Shi-Tomasi角点区域的拷贝图像检测[J]. 吴坤,王小华,姚金良. 中国计量学院学报. 2014(03)
[4]基于扫描激光视觉传感的焊缝图像特征信息识别[J]. 雷正龙,吕涛,陈彦宾,陈宏. 焊接学报. 2013(05)
[5]基于Qt4和OpenCV的嵌入式视频监控系统[J]. 刘冬. 现代电子技术. 2013(08)
[6]基于同轴摄像机的激光焊缝初始点识别与定位[J]. 董砚,崔丽娜,陈海永,孙鹤旭. 计算机测量与控制. 2013(03)
[7]基于LabVIEW的弧焊机器人视觉传感图像处理技术[J]. 兰虎,陶祖伟,段宏伟. 实验技术与管理. 2012(07)
[8]基于改进最小二乘法的焊缝特征直线提取方法[J]. 秦涛,张轲,邓景煜,金鑫. 焊接学报. 2012(02)
[9]激光视觉水下焊缝图像处理与特征提取[J]. 刘苏宜,李冰,张华,贾剑平. 焊接学报. 2011(09)
[10]基于迭代均值漂移滤波图像分割新算法[J]. 蒋菱. 微电子学与计算机. 2011(09)
博士论文
[1]基于视觉显著性的图像分割方法研究[D]. 白雪飞.山西大学 2014
[2]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]焊缝跟踪系统中基于C++的图像处理技术研究[D]. 陈铖.西南交通大学 2017
[2]基于单目视觉农田机器人导航控制系统的研究与实现[D]. 郦淼良.浙江理工大学 2017
[3]基于视觉传感的焊缝图像处理与识别[D]. 颜俊民.浙江工业大学 2016
[4]工业焊缝形貌的线激光三维识别检测算法的研究[D]. 范力予.中北大学 2016
[5]基于激光三角法的表面粗糙度测量[D]. 张小艳.内蒙古工业大学 2016
[6]基于机器视觉的贴片元器件外观缺陷检测系统开发[D]. 吕小戈.广东工业大学 2015
[7]激光视觉传感焊缝识别与自动跟踪系统[D]. 赵素娟.长春工业大学 2015
[8]基于视觉传感V型坡口焊缝自动跟踪系统研究[D]. 李军萌.华北理工大学 2015
[9]基于双线结构光焊缝特征提取研究[D]. 周平村.南昌大学 2014
[10]基于激光视觉传感的焊缝图像处理算法研究[D]. 李大鹏.浙江工业大学 2014
本文编号：3178846
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 项目研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 图像传感技术在焊缝识别和跟踪领域的研究现状
1.2.2 焊缝图像处理技术的研究现状
1.3 论文的主要目标与内容
1.4 论文结构安排
2 焊缝图像预处理算法研究
2.1 引言
2.2 焊缝图像采集要素的分析研究
2.2.1 图像亮度
2.2.2 图像ROI区域
2.2.3 图像灰度化
2.3 焊缝图像滤波去噪处理算法研究
2.3.1 研究问题的提出
2.3.2 图像去噪算法的研究
2.3.3 中值滤波法的焊缝图像去噪研究
2.3.4 结果小结
2.4 焊缝图像分割处理算法研究
2.4.1 研究问题的提出
2.4.2 图像分割算法的研究
2.4.3 基于最大类间方差法的焊缝图像阈值分割
2.4.4 结果小结
2.5 本章小结
3 焊缝特征线提取算法研究
3.1 引言
3.2 焊缝图像边缘检测算法研究
3.2.1 研究问题的提出
3.2.2 图像边缘检测算法的研究
3.2.3 基于Canny算子的焊缝图像边缘检测
3.2.4 结果小结
3.3 焊缝图像中心线提取算法研究
3.3.1 研究问题的提出
3.3.2 中心线提取算法的研究
3.3.3 基于Zhang-Suen细化算法焊缝中心线提取
3.3.4 结果小结
3.4 本章小结
4 焊缝特征点提取算法研究
4.1 引言
4.2 特征点提取算法的研究
4.3 基于霍夫变换的直线拟合相交法
4.3.1 霍夫变换拟合直线
4.3.2 相交提取特征点
4.4 本章小结
5 焊缝识别系统实现
5.1 硬件系统的实现
5.1.1 CCD摄像机与激光源的位置确定
5.1.2 工业相机的选择
5.1.3 镜头选择
5.1.4 激光源的选择
5.2 软件系统的建立
5.2.1 系统开发环境
5.2.2 软件体系结构
5.2.3 功能模块描述
5.2.4 接口设计与图像处理过程
5.3 界面设计
5.4 系统的实现结果
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.1.1 工作总结
6.1.2 结论
6.2 展望
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]视觉传感技术在机器人焊接中的应用[J]. 侯震,许燕玲,黄色吉,杨雪君,韩瑜,陈善本. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[2]基于RGB特征与深度特征融合的物体识别算法[J]. 卢良锋,谢志军,叶宏武. 计算机工程. 2016(05)
[3]Shi-Tomasi角点区域的拷贝图像检测[J]. 吴坤,王小华,姚金良. 中国计量学院学报. 2014(03)
[4]基于扫描激光视觉传感的焊缝图像特征信息识别[J]. 雷正龙,吕涛,陈彦宾,陈宏. 焊接学报. 2013(05)
[5]基于Qt4和OpenCV的嵌入式视频监控系统[J]. 刘冬. 现代电子技术. 2013(08)
[6]基于同轴摄像机的激光焊缝初始点识别与定位[J]. 董砚,崔丽娜,陈海永,孙鹤旭. 计算机测量与控制. 2013(03)
[7]基于LabVIEW的弧焊机器人视觉传感图像处理技术[J]. 兰虎,陶祖伟,段宏伟. 实验技术与管理. 2012(07)
[8]基于改进最小二乘法的焊缝特征直线提取方法[J]. 秦涛,张轲,邓景煜,金鑫. 焊接学报. 2012(02)
[9]激光视觉水下焊缝图像处理与特征提取[J]. 刘苏宜,李冰,张华,贾剑平. 焊接学报. 2011(09)
[10]基于迭代均值漂移滤波图像分割新算法[J]. 蒋菱. 微电子学与计算机. 2011(09)
博士论文
[1]基于视觉显著性的图像分割方法研究[D]. 白雪飞.山西大学 2014
[2]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
硕士论文
[1]焊缝跟踪系统中基于C++的图像处理技术研究[D]. 陈铖.西南交通大学 2017
[2]基于单目视觉农田机器人导航控制系统的研究与实现[D]. 郦淼良.浙江理工大学 2017
[3]基于视觉传感的焊缝图像处理与识别[D]. 颜俊民.浙江工业大学 2016
[4]工业焊缝形貌的线激光三维识别检测算法的研究[D]. 范力予.中北大学 2016
[5]基于激光三角法的表面粗糙度测量[D]. 张小艳.内蒙古工业大学 2016
[6]基于机器视觉的贴片元器件外观缺陷检测系统开发[D]. 吕小戈.广东工业大学 2015
[7]激光视觉传感焊缝识别与自动跟踪系统[D]. 赵素娟.长春工业大学 2015
[8]基于视觉传感V型坡口焊缝自动跟踪系统研究[D]. 李军萌.华北理工大学 2015
[9]基于双线结构光焊缝特征提取研究[D]. 周平村.南昌大学 2014
[10]基于激光视觉传感的焊缝图像处理算法研究[D]. 李大鹏.浙江工业大学 2014
本文编号：3178846
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3178846.html
教材专著
