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《上海工程技术大学》 2016年
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零件视觉检测系统的开发与研究

方轶  
【摘要】:数字图像处理技术是一个新兴的技术行业,已在自动化系统、汽车零部件检测和智能识别等领域有广泛的应用。它已经成为传统人工检测速度慢、检测效率低的重要解决办法之一。由于实际生产中,工业零件在细节方面会有诸多缺陷,因此,有必要选用合适的算法对其进行准确的识别和检测。本文针对汽车吸能盒背板零件,设计了图像检测系统的整体方案,搭建了实验硬件平台,并详细介绍了视觉系统采用的各种器件和照明系统的组成,再进行摄像系统标定,完成了畸变效应的矫正。在获取矫正后的图像后,对图像的预处理、边缘检测、零件几何参数测量等关键技术进行了重点研究。在预处理中,首先分析了图像的噪声类别,比较了多种滤波算法,找出适合本文图像的滤波算法。进而,在图像边缘检测中,对比了经典的边缘检测算法,为后续的特征提取提供了基础。在检测图像基本特征时,分别检测图像中的圆和直线,并对检测结果的参数进行了优化,提高了圆和直线的检测效果。在对图像中的槽进行检测时,采用了模板匹配算法,对槽的位置进行了准确的识别。在进了了零件尺寸的检测之后,文中还研究了完好零件、焊点零件和划痕零件三种情况的分类识别方法。首先,通过边缘检测,在保证图像边缘清晰、完整的基础上,利用梯度方向直方图算法进行特征提取,并采用概率神经网络和SVM进行分类识别,取得了不错的分类效果。然而,特征向量维度较高,特征提取信息混叠,以致图像关键信息难以充分利用。文中对梯度方向直方图算法进行了改进,对梯度方向直方图特征提取算法进行双线性插值,得到了更能够体现细节特征的特征向量,再用神经网络和支持向量机进行识别,在提高特征值抗混叠效应的同时,也提高了图像的分类识别准确率。本课题所有模块的实现都是基于Visual C++和MATLAB的,包括视觉系统界面开发和算法的编写。本文实现了零件特征的检测,与不同种类的零件分类识别。文中的研究结果体现了一定的工程价值,同时对图像测量技术的应用和零件的分类识别提供一定的借鉴意义。
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