基于3D视觉的曲轴瓦盖检测与定位方法研究

发布时间：2024-04-02 18:50

　　“中国制造2025”战略提高了对国家制造业自主创新能力的要求,也加速了汽车生产加工等制造工业的产业升级。曲轴瓦盖是汽车发动机的关键零件之一。瓦盖和缸体的精密结合是曲轴高速平稳运转的前提,所以在缸体上压装曲轴瓦盖成为汽车发动机生产工序中的重要步骤。目前国内对曲轴瓦盖的检测与安装依然采用人工方式,存在主观性强、标准不统一、人力成本高和劳动强度大等问题,亟需智能化的系统和方法代替传统方式对瓦盖进行自动安装和检测。本文针对曲轴瓦盖装配系统自主作业的需求,提出了一种基于3D视觉的曲轴瓦盖检测与定位方法,辅助机器人进行曲轴瓦盖上料。本文主要研究内容如下:1.根据汽车发动机厂生产环境、工艺要求以及曲轴瓦盖的材质和结构特征,为瓦盖自动取料机器人的3D视觉系统设计了对应的照明成像方案和配套的装置结构。该系统能够有效采集与检测瓦盖图像,并通过信号控制机器人和机械电气模块,实现曲轴瓦盖产品的自动检测与上料。2.针对瓦盖组摆放方向和组内顺序异常的检测难题,提出了一种基于模糊推理的瓦盖组状态检测方法。首先对瓦盖上表面图像进行通道转换和中值滤波等预处理抑制噪声,凸显特征,再使用Canny算子提取边缘模板。通过结合...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究的发展与现状
        1.2.1 工业视觉机器人发展和现状
        1.2.2 目标检测的发展和现状
        1.2.3 3D视觉定位的研究与应用现状
    1.3 本文研究内容及结构安排
第2章 曲轴瓦盖装配中的3D视觉系统设计
    2.1 系统需求分析
    2.2 系统设计要求
    2.3 装置的总体结构与工作流程
    2.4 照明成像方案设计
        2.4.1 高度定位方法的选取与设计
        2.4.2 相机与镜头的选型
        2.4.3 光源的选择与角度调整
        2.4.4 算法执行模块
    2.5 本章小结
第3章 基于模糊推理的瓦盖组状态检测方法
    3.1 图像预处理
        3.1.1 基于油墨线条的图像色彩通道转换
        3.1.2 图像中值滤波
    3.2 基于边缘模板匹配的瓦盖组定位方法
        3.2.1 边缘特征模板提取
        3.2.2 相似性测度与搜索策略
        3.2.3 模板匹配仿真实验
    3.3 瓦盖摆放方向和顺序异常的检测
        3.3.1 瓦盖组几何基元的提取
        3.3.2 基于模糊推理的瓦盖组状态检测方法
        3.3.3 实验结果
    3.4 本章小结
第4章 基于线激光的3D视觉定位方法
    4.1 瓦盖组定位需求分析
    4.2 相机成像模型与相机标定
    4.3 基于线激光的3D视觉定位方法
        4.3.1 改进的Steger激光条纹中心线提取方法
        4.3.2 线性激光三角测距
        4.3.3 瓦盖组的高度和姿态计算
    4.4 基于线激光的瓦盖组3D定位实验
        4.4.1 基于线激光的瓦盖组3D定位测试
        4.4.2 引导性能对比
    4.5 本章小结
第5章 系统集成与实现
    5.1 系统的工作流程
    5.2 检测软件的设计与实现
        5.2.1 软件结构
        5.2.2 软件功能
    5.3 系统生产效率分析
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录 A(在学期间发表的学术论文与研究成果)



本文编号：3946047