基于机器视觉的螺钉定位与识别研究

发布时间：2024-02-17 08:04

　　随着制造业的不断发展,由于零件拆装工作本身具有复杂性及多样性的特点,在拆装过程中进行自动化技术的普及仍存在诸多难题。本文结合机器视觉技术与机器人应用技术的发展现状,对工业生产中的螺钉自动拆卸进行研究,完成螺钉的图像定位以及类型识别。对图像采集系统中的硬件部分进行了介绍,根据论文的研究内容选择工业相机、镜头及外部光源,研究了相机的标定技术,将螺钉定位与识别分为定位部分与识别部分,其中定位部分又分为粗定位与精定位。研究了图像预处理阶段的算法,对螺钉定位过程中的滤波、图像分割与边缘检测进行研究,对比分析后选择效果较好的高斯滤波与基于边缘的分割方法;研究与分析常用的边缘检测算子,选择边缘提取效果最好的Canny算子进行边缘提取。对螺钉识别过程中的图像预处理过程进行了一定改进,先对螺钉头部轮廓进行膨胀处理,再采用漫水填充算法进行图像填充,通过改变漫水填充出发点,将填充出发点设置在螺钉头部外缘圆形边缘与槽型边缘之间,获得了效果较好的螺钉头部二值图像。根据螺钉头部二值图像提取头部轮廓,提取到的螺钉头部轮廓效果良好,对轮廓进行排序后提取螺钉头部轮廓的几何形状特征与Hu不变矩特征。针对螺钉图像定位部分,...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1二维视觉引导机器人[8]

西南交通大学硕士研究生学位论文第2页通过摄像头采集零部件图像，获取目标特征，使用计算机进行定位与分类识别，获得零件的位置及类别。如图1-1所示的二维视觉引导机器人，将摄像头与工业机器人进行集成，提高了机器人对环境的感知应变能力，同时非接触的方式也能降低对工件和机器人的影响，因此机....

图1-3视觉引导机器人抓取[5]

西南交通大学硕士研究生学位论文第4页像，经过图像处理与分析，快速确认待测物体的具体位置，引导机械手臂精准地对待测物进行操作。近年来随着计算机技术的快速发展，视觉定位技术在工业生产中使用也更为广泛，采用机器视觉进行目标定位的技术在机器人视觉导航、自动控制、智能驾驶和自动加工生产等诸....

图2-2螺钉粗定位示意图

工作距离设定粗定位检测平面和精定位检测平面。粗定位与精定位的主要区别是摄像头的工作距离不一样，粗定位的工作距离较大，摄像头的视场范围大，采集的单张图像中能够显示更多的螺钉数目，因此能够同时定位图像中的多颗螺钉坐标位置，但每颗螺钉占图像的面积较小；而精定位的工作距离较小，摄像头的视....

图2-3螺钉精定位示意图

西南交通大学硕士研究生学位论文第11页钉粗定位完成后，得到待检测部件中每颗螺钉的二维坐标，该坐标精度不高，但是能够在一定偏差内定位螺钉在部件中的位置，将待检测部件每颗螺钉按照对应二维坐标的大小排序，将按照顺序依次完成对各螺钉的精定位、识别与拆除工作。精定位时，根据粗定位得到各螺钉....

本文编号：3901061