基于视觉的边缘跟踪与应用技术研究

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1、哈尔滨Ij稃大学硕十学位论文摘要焊缝自动跟踪技术、待切割工件边缘跟踪技术、大尺寸工件测量中用到的边线跟踪技术其实质都是对特征角点、线条(直线或空间曲线)的跟踪。因此，为了能更好的运用该技术于实际的工程中，并且依据实际生产需要，设计了利用CCD摄像机、图像采集卡和工控机等设备的主动式视觉传感系统，并对典型的曲面钢板进行了边缘跟踪研究。本文首先设计完成了用于钢板边缘跟踪的硬件系统结构，在此基础上对图像处理算法进行了系统的分析。其次，通过图像处理实验，确定了针对基于结构光的钢板边缘跟踪图像处理的工艺流程和算法：中值滤波；利用阈值分割对跟踪图像进行了二值化研究；提出一种

2、利用激光光条左右边缘识别求中线的细化方法；以及从上至下，从左至右的钢板边缘特征点搜索方法。实验表明，通过计算钢板边缘特征点与摄像机坐标系原点的相对位置来进行钢板边缘定位可以取得很好的效果。然后，利用三角结构光测量原理得到的跟踪边缘的物理偏差作为伺服运动机构的跟踪偏差，并通过对伺服系统的运动标定转化为跟踪系统的控制偏差，接着分析了偏差控制所采用的PID算法及各自特点，并对可编程运动控制卡进行了PID整定；并编制了上位机与底层运动程序，跟踪系统根据偏差通过程序控制伺服机构运动来进行纠偏控制，从而达到钢板边缘跟踪的目的。通过跟踪实验研究，跟踪系统完全满足预期目标。最后

3、，结合大曲面板坡口切割实际项目中遇到的关键技术问题，给出了具体的解决办法。关键词：边缘跟踪；图像处理；机器视觉；PID控制；哈尔滨T稗大学硕十学俺论文AbstractTheessenceofthefollowingtechnologies：AutomaticWeldSeamTracking，future-cuttingsteelplateedgetrackingtechnology，sidelinetrackingtechnologyusedinlargesizeworkpiecemeasureisactuallythetrackingofcharacteris

4、ticangles，pointsandlines(includingbeelineorcurveinspace)．Therefore，inordertobetterapplythetechnologytopracticalengineering，晶daccordingtothedemandofrealproductions，researchershavedesignedandutilizedtheactivevisualsensingsystemsofsuchequipmentsasCCDcameras，image-gatheringcardandIPC(Ind

5、ustrialPersonalComputer)，etc．Theyalsohavedoneresearchofedgetrackingtechnologyoftherepresentativecurvedsurfacesteelplates．Inthisthesisthewriterhasdesignedandfinishedthehardwaresystemstructureforthesteelplatesedgetrackingandthensystematicallyanalyzedtheimageprocessingalgorithm．Throughi

6、mageprocessingexperiments，thewriterconfirmsthattheprocessandalgorithmoftheimageprocessingofstructuredlightbasedsteelplateedgetracking：mediumfiltering；doingbinarizationresearchoftrackingimagebythresholdvaluepartition；Thewriterputforwardathinningmemod一——_usingthelaserstriation’Sright—a

7、nd—leftedgerecognitiontogetmidline；andsearchingtechnique—usingcharacteristicpointsofthesteelplateedges，fromthetoptodown，fromlefttoright．Theexperimentsshowthatitcanachievegoodeffectthroughcalculatingthecharacteristicpointsofthesteelplateedgesandtheirorigins’relativelocationsinthecamer

8、a。Scoordinat