机器视觉技术在模具检测与定位中的应用研究
发布时间：2021-11-23 10:12
现在我国的工业自动化程度正在逐渐提高,而很多制造企业中依然存在大量的非自动化设备,这些设备是影响企业的整体生产效率的关键因素。机器视觉技术主要用于提高生产的灵活性和自动化程度,但是在这些传统的机床设备中机器视觉系统的布置和使用存在很多限制。本文从模具孔位自动检测算法和模具加工设备的自动化功能模块的设计两个方面展开研究工作,以模具智能加工为目的为传统设备的自动化改造提供了一个研究方向。本文首先对机器视觉技术在工业生产中的应用现状进行了深入调研,了解了现在常用的一些模具生产过程中的相关目标检测算法,然后使用针对特定二维形状进行检测的霍夫变换算法对模具孔位的检测进行了试验。试验分析表明该类算法在缺少严格场景光源的情况下无法有效的完成模具孔位检测任务,所以本文提出了使用基于深度卷积神经网络的目标检测算法对模具孔位进行检测。由于深度学习模型需要使用大量的数据进行模型训练,本文通过手工标注的方式制作了模具孔位的数据集。数据集制作过程中运用了数据增强的技术提高了图像数据的数量和质量。本文基于中心点网络原始模型完成了模型搭建、模型训练以及模型实际检测相关的工程代码,然后针对原始模型复杂度较高、资源占用...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２小孔成像实验原理??
?第二豪＿像米集与相机标定???Ｙ?Ｍ（ＸＷ，ＹＷ，ＺＷ）??＾?／Ｘ训??／?ｎ，’?＾??／?，?ｘ?世界坐标系??１／?＂????Ｚｃ??相机坐标系??图２－４四个幽标系关系图＿??世界坐标系是客观三维世界的绝对坐标系，三维世界中的任一点均可表示为??（ｘｗ，ｙｗ，ｚｗ）。由于相机也是圃定在特定的位置，所以相机的位置也采用世界坐标??系的基准进行描述。设定相机的中心为０，则可以世界坐标系与相机坐标系统一，??以０为坐标原点。则相机坐标系中的一个点可表：不为（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）。图像与相机的相??对位置：是确定的，将相机中ＣＣＤ所在平面中心设为坐标原点，ｘ轴和ｙ轴分别和??ＣＣＤ的两条边互相平行，则图像中的一个点可表示为（ｘ，ｙ）。在图像进行储存、??处理时，一般选定其左上角为图像的原点，Ｂ此，在图像像素坐标系中的一个像??素点可表示为（ｉｔ，。下图中以０表示针孔相机模型中的中心孔的位置，ｚ■表示相??机的观察方向。三维世界中的一点用相机坐标系进行描述为通过相机??的映射在图像平面中的点Ｑ（ｘ，＞／）处成像。由针孔模型原理可知图像平面与０之间??距离为／■〇??＼Ｘ??ｒ＾ｒ＜Ｃ??Ｚ?Ｙ１、＼＾?ｆ??Ｙ１??小?ＸＩ??（ａ）?（ｂ）??图２－５坐标映射示意图。（ａ）坐标映射关系；（ｂ）坐标映射关系二维投影??在图２－５⑷中，点Ｐ与点Ｑ之间的映射关系可以由图２－５（ｂ）中的两个相似三角??形来表示，左侧的５角形两条边分别表示ｘ与ｙ，右侧的＝角形则表示点Ｐ在世界坐??９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉技术的发展现状与应用动态研究[J]. 陈英. 无线互联科技. 2018(19)
[2]融合字符纹理特征与RGB颜色特征的车牌定位[J]. 孙红,郭凯. 光电工程. 2015(06)
[3]基于图像识别系统的灰度化算法研究与效率分析[J]. 彭溦汐,赵冠先,王志前. 电子世界. 2014(07)
[4]摄像机径向畸变校正和内参估计的单图标定方法[J]. 朱云芳. 光电工程. 2012(09)
[5]基于灰度方差和边缘密度的车牌定位算法[J]. 张浩鹏,王宗义. 仪器仪表学报. 2011(05)
[6]机器视觉系统发展及其应用[J]. 刘金桥,吴金强. 机械工程与自动化. 2010(01)
[7]基于视觉显著图的车牌定位算法[J]. 周小龙,张小洪,冯欣. 光电工程. 2009(11)
[8]基于机器视觉的零件图像采集及识别的研究[J]. 张云,吴晓君,马廷武,庞连军. 电子工程师. 2006(04)
[9]机器视觉技术发展及其工业应用[J]. 章炜. 红外. 2006(02)
[10]微尺寸视觉精密检测系统设计[J]. 廖强,米林,周忆,徐宗俊. 重庆大学学报(自然科学版). 2002(12)
硕士论文
[1]基于机器视觉和直线驱动气浮精密定位平台的大尺寸工件测量系统开发[D]. 张智阳.广东工业大学 2018
[2]基于机器视觉的物料分拣工业机器人关键技术研究[D]. 陈恳.深圳大学 2017
[3]基于机器视觉的工业机器人分拣技术研究[D]. 赵彬.沈阳工业大学 2013
[4]视觉图像处理技术在车身精确定位系统中的应用研究[D]. 孙亚平.长春工业大学 2012
本文编号：3513666
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２小孔成像实验原理??
?第二豪＿像米集与相机标定???Ｙ?Ｍ（ＸＷ，ＹＷ，ＺＷ）??＾?／Ｘ训??／?ｎ，’?＾??／?，?ｘ?世界坐标系??１／?＂????Ｚｃ??相机坐标系??图２－４四个幽标系关系图＿??世界坐标系是客观三维世界的绝对坐标系，三维世界中的任一点均可表示为??（ｘｗ，ｙｗ，ｚｗ）。由于相机也是圃定在特定的位置，所以相机的位置也采用世界坐标??系的基准进行描述。设定相机的中心为０，则可以世界坐标系与相机坐标系统一，??以０为坐标原点。则相机坐标系中的一个点可表：不为（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）。图像与相机的相??对位置：是确定的，将相机中ＣＣＤ所在平面中心设为坐标原点，ｘ轴和ｙ轴分别和??ＣＣＤ的两条边互相平行，则图像中的一个点可表示为（ｘ，ｙ）。在图像进行储存、??处理时，一般选定其左上角为图像的原点，Ｂ此，在图像像素坐标系中的一个像??素点可表示为（ｉｔ，。下图中以０表示针孔相机模型中的中心孔的位置，ｚ■表示相??机的观察方向。三维世界中的一点用相机坐标系进行描述为通过相机??的映射在图像平面中的点Ｑ（ｘ，＞／）处成像。由针孔模型原理可知图像平面与０之间??距离为／■〇??＼Ｘ??ｒ＾ｒ＜Ｃ??Ｚ?Ｙ１、＼＾?ｆ??Ｙ１??小?ＸＩ??（ａ）?（ｂ）??图２－５坐标映射示意图。（ａ）坐标映射关系；（ｂ）坐标映射关系二维投影??在图２－５⑷中，点Ｐ与点Ｑ之间的映射关系可以由图２－５（ｂ）中的两个相似三角??形来表示，左侧的５角形两条边分别表示ｘ与ｙ，右侧的＝角形则表示点Ｐ在世界坐??９??
?第二豪＿像米集与相机标定???Ｙ?Ｍ（ＸＷ，ＹＷ，ＺＷ）??＾?／Ｘ训??／?ｎ，’?＾??／?，?ｘ?世界坐标系??１／?＂????Ｚｃ??相机坐标系??图２－４四个幽标系关系图＿??世界坐标系是客观三维世界的绝对坐标系，三维世界中的任一点均可表示为??（ｘｗ，ｙｗ，ｚｗ）。由于相机也是圃定在特定的位置，所以相机的位置也采用世界坐标??系的基准进行描述。设定相机的中心为０，则可以世界坐标系与相机坐标系统一，??以０为坐标原点。则相机坐标系中的一个点可表：不为（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）。图像与相机的相??对位置：是确定的，将相机中ＣＣＤ所在平面中心设为坐标原点，ｘ轴和ｙ轴分别和??ＣＣＤ的两条边互相平行，则图像中的一个点可表示为（ｘ，ｙ）。在图像进行储存、??处理时，一般选定其左上角为图像的原点，Ｂ此，在图像像素坐标系中的一个像??素点可表示为（ｉｔ，。下图中以０表示针孔相机模型中的中心孔的位置，ｚ■表示相??机的观察方向。三维世界中的一点用相机坐标系进行描述为通过相机??的映射在图像平面中的点Ｑ（ｘ，＞／）处成像。由针孔模型原理可知图像平面与０之间??距离为／■〇??＼Ｘ??ｒ＾ｒ＜Ｃ??Ｚ?Ｙ１、＼＾?ｆ??Ｙ１??小?ＸＩ??（ａ）?（ｂ）??图２－５坐标映射示意图。（ａ）坐标映射关系；（ｂ）坐标映射关系二维投影??在图２－５⑷中，点Ｐ与点Ｑ之间的映射关系可以由图２－５（ｂ）中的两个相似三角??形来表示，左侧的５角形两条边分别表示ｘ与ｙ，右侧的＝角形则表示点Ｐ在世界坐??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]机器视觉技术的发展现状与应用动态研究[J]. 陈英. 无线互联科技. 2018(19)
[2]融合字符纹理特征与RGB颜色特征的车牌定位[J]. 孙红,郭凯. 光电工程. 2015(06)
[3]基于图像识别系统的灰度化算法研究与效率分析[J]. 彭溦汐,赵冠先,王志前. 电子世界. 2014(07)
[4]摄像机径向畸变校正和内参估计的单图标定方法[J]. 朱云芳. 光电工程. 2012(09)
[5]基于灰度方差和边缘密度的车牌定位算法[J]. 张浩鹏,王宗义. 仪器仪表学报. 2011(05)
[6]机器视觉系统发展及其应用[J]. 刘金桥,吴金强. 机械工程与自动化. 2010(01)
[7]基于视觉显著图的车牌定位算法[J]. 周小龙,张小洪,冯欣. 光电工程. 2009(11)
[8]基于机器视觉的零件图像采集及识别的研究[J]. 张云,吴晓君,马廷武,庞连军. 电子工程师. 2006(04)
[9]机器视觉技术发展及其工业应用[J]. 章炜. 红外. 2006(02)
[10]微尺寸视觉精密检测系统设计[J]. 廖强,米林,周忆,徐宗俊. 重庆大学学报(自然科学版). 2002(12)
硕士论文
[1]基于机器视觉和直线驱动气浮精密定位平台的大尺寸工件测量系统开发[D]. 张智阳.广东工业大学 2018
[2]基于机器视觉的物料分拣工业机器人关键技术研究[D]. 陈恳.深圳大学 2017
[3]基于机器视觉的工业机器人分拣技术研究[D]. 赵彬.沈阳工业大学 2013
[4]视觉图像处理技术在车身精确定位系统中的应用研究[D]. 孙亚平.长春工业大学 2012
本文编号：3513666
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