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激光加工中视觉定位系统的研究

刘榴  
【摘要】:作为激光加工的关键技术之一,视觉定位系统能自动定位加工物件,纠正物件到正确加工位置。相较与之前的手动定位方式,视觉定位方式精度更高,速度更快。然而关于激光加工中的视觉定位系统的研究相对较少。本论文针对激光加工中视觉定位系统中的重点和难点,构建了系统框架,并提出一种能针对多种定位标志,抗旋转、精度高、速度快的新的定位算法,并在自主开发的视觉定位软件中得到应用。全文主要包括以下几个方面的内容: (1)由视觉系统(光学照明、光学成像以及图像采集),结合图像处理及识别技术建立视觉定位系统框架,实现了图像自动采集,自动定位的目的。 (2)对激光加工及定位系统两者的特殊性进行了分析,提出了新的标定方法。主要研究了像素转换当量的求取方法,并基于霍夫变换,通过田字中心法统一了激光加工运动坐标系(物理坐标系)和像素坐标系,精度完全能满足系统要求。 (3)对图像预处理中的去噪算法和阈值分割技术进行了分析,提出一种改进中值滤波法对图像进行去噪,并用迭代选择阈值法对图像进行阈值分割,改善了图像质量。 (4)针对视觉定位系统的特点,提出一种基于Hausdorff距离的抗旋转快速匹配定位算法,本算法定位速度快,抗噪声能力强,精度高,而且在有旋转的情况下,也能达到很好的效果。 (5)并自主开发了视觉定位软件,包含多个功能模块,操作简单,功能齐全,界面直观友好。 本论文最后进行了仿真实验及误差分析,并对本论文的下一步研究提出了建议。


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