基于机器视觉的面阵CCD测径系统的研究

发布时间：2020-06-02 23:10

【摘要】：伴随工业革命4.0时代的提出,日益提高的工业自动化水平,带动了社会众多行业的生产线加入到自动化技术的行列。线材在我们生活中随处可见,应用广泛,挑选出优质且适合实际使用的线材是非常必要的,而且钢材产业占据着国家经济的命脉。直径测量系统的设计目的是能够对轧制过程中的高速线材进行直径的测量,通过对直径的测量判断其精度的大小,进而对系统的整体设计做出相应的调整,在此基础上再做后续的筛选。对于线材直径的测量关键在于对测量系统的设计,本文旨在设计出基于机器视觉的CCD线材测径系统。机器视觉的概念最先是由美国源于对机器人的研究提出的,至今海外掌握机器视觉的核心技术与要领。21世纪初,在日益完善的自动化技术这样的市场大环境下,机器视觉引入到国内。代替传统的人工测量与监测,不仅节省了人力成本,在一些高危产业链中还规避了一定的风险。目前不仅在精密机械工业测量中,在食品,医疗,航天,农业,汽车等各行各业中,机器视觉都得到良好的运用。机器视觉测量是一种区别于传统直接测量的非接触测量方法,这种方法与被测物不直接接触,避免了测量系统对于被测物的摩擦损害,最大化的避免测量误差。而在视觉测量过程中光学系统的设计是至关重要的,光源,镜头以及图像传感器的种类选择决定了整体性能的优劣,本试验就在找寻镜头和图像传感器的过程中花费了大量的精力,最终了解到需要使用大口径双远心镜头和面阵CCD图像传感器。基于机器视觉的直径测量方法因其具有高效,快速,测量精度高,节约成本,风险小等优点被广泛应用。本文就高速线材的测径系统的设计,完成了以下几个方面的工作:1)介绍国内外关于测径系统的使用和研究状况,了解研究和设计线材直径测量系统的背景意义之所在,查阅文献掌握国内外对于系统的运用场景,结合已出现的设备方案分析优缺点,并分析接触式测径和非接触式测径的区别,诠释本课题使用非接触测径的缘由与意义。2)关于机器视觉的概念,应用和优缺点做出详细的阐述。3)对基于机器视觉的直径测量系统的工作原理与内容做出解释,将系统中的硬件组成元件进行详细阐述,解释为什么选择LED背光源,面阵图像传感器,和大口径远心镜头,并介绍最终希望搭建成的系统设计是怎样的。4)在硬件结构匹配完成后进行对图片的获取,获取得到的图片会出现噪声,模糊等情况需要对其进行预处理,探究噪声的起源以及对噪声的滤波处理方法,实验平台上使用的待测物得到的图片通过Matlab进行软件算法处理,得到相关数据进行分析总结。
【图文】：

旋转盘,制动器,汽车

技术涉猎多个产业链，如机器人挑选还有工件尺寸检测等。其中，康耐视逡逑（Ｃｏｇｎｅｘ）是视觉系统的龙头企业，公司生产的产品特点是简便易操作，，并且逡逑体积小。如图１－２是Ａｌｂｅｒ公司使用康耐视的视觉测量系统。１９８４年，Ｋｅｓａｌｃ等逡逑人己经开始利用一台照相机测量圆柱形零件的直径。２００１年，Ｓｔｒｏｕｐｅ等人设计逡逑了在线视觉检测系统，该系统精度可达到0．0３ｍｍ。进入到２０１３年度，这种使用逡逑机器替代人眼的相关产业在全世界范围内的分布在表１－１中显示出来。２０１４年，逡逑在一场关于足球盛宴的场合中，巴西国家就是将崭新技术运用在实践中，将整套逡逑视觉系统用于支撑门线识别，极大的体现出这场比赛的严谨性与公平性。是逡逑ＧｏａｌＣｏｎｔｒｏｌ公司研发产出这种技术，简单来说就是在球场上安置多台高速摄像逡逑机，当飞跃的足球整体跨越门线的时候，视觉采集系统自动辨别，并同时将信号逡逑传达给主裁判。德国在这项技术方面的造诣不可小看

各行各业,机器视觉,各种运用,合作机会

Ｆｉｇ．邋１－４邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍａｃｈｉｎｅ邋ｖｉｓｉｏｎ邋ｉｎ邋ｖａｉ邋ｉｏｕｓ邋ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ逡逑图１－４就展现了机器视觉在实际生活中的各种运用。中国的市场资源极其诱逡逑人，许多著名国外Ｉ商如Ｃｏｇｎｅｘ邋（康耐视），ＢａｓｌｅｒＤａｔａ邋（巴斯勒数据），ＴＥＯ逡逑（迪奥科技），ＳＯＮＹ邋（索尼），看准趋势，抓住机遇，近年来不断寻求与中国逡逑厂商的合作机会，努力达成共赢关系。逡逑
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TH711

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