基于机器视觉的小型规则零件二维尺寸测量研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文轴承、端了等)的基本尺寸参数检测作为研究对织，适应大批量生产和检测的需要，克服传统的随机抽样的人工检测的弊端，开展面向小型零件：维尺寸检测的机器视觉系统的研究工作，为制造业实现现代新型的检测技术和手段作一些有益的尝试和探讨。1．2机器视觉技术的发展及其在尺寸测量方面的应用1．2．1机器视觉技术的发展机器视觉是研究用计算机来模拟牛物外显或宏观视觉功能的科学和技术，是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理和模式识别等多个领域的交叉学科，主要用计算机来模拟人的视觉功能从客观事物的图

2、像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际的检测、测量和控制睁⋯。机器视觉是一个相当新且发展十分迅速的研究领域，并成为计算机科学的重要研究领域之一。机器视觉是在20世纪50年代从统计模式识别开始的，当时的工作主要集中在二维图像分析和识别上，如光学字符识别、工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释。70年代中期，麻省理工学院人工智能实验室正式开设机器视觉课程。机器视觉的全球性研究热潮是从20世纪80年代开始的，到了80年代中期，机器视觉获得r蓬勃的发展，新概念、新方法、新理论不断涌现。到目前为止，机器视觉仍然是一个非常活

3、跃的研究领域“]。机器视觉技术正被广泛的应用于各个方面，从医学图像到遥感图像，从工业检测到文件处理，从毫微米技术到多媒体数据库。可以说，需要人类视觉的场合几乎都需要机器视觉，而许多人类视觉无法感知的场合，如精确定量感知、危险场景感知、不可见物体感知等，机器视觉更『九】显其优越性“3。机器视觉技术在国外发展的比较早。在国外，机器视觉检测从H生纪八十年代初开始已经得到了广泛的研究。国内的机器视觉检测研究从上世纪九十年代才逐步开始。目前，基于机器视觉的测量技术在国外得到了广泛的应用，已有部分产品问世，但是在国内还属于刚刚起步阶段

4、。l_2．2机器视觉技术在尺寸测量方面的应用尺寸测量是机器视觉研究和应用的重要领域，也是一个比较早开始的研究方向。基于机器视觉的尺寸测量技术是非常有效的非接触检测技术，被广泛地应用于各种加工件的在线检测和高精度、高速度的检测技术领域。国外在机器视觉检测方面应用较早，如加拿大DALSACoreco集团IPD机器视2湖北工业大学硕士学位论文觉系统用丁-工业零件检测，采用背光源的_}}ci明方式能够清晰的拍摄出螺纹边缘轮廓图像，选择Inspect检测工具中的Tip工具计算出指定范围内边缘的顶点，再通过Distance工具计算出顶

5、点与顶点之间的距离，系统的实际分辨率能够达到O．05Ⅲ研⋯：巴西学者将ccD视觉检测系统用于研究刚体的运动”1；美国学者将ccD应用于高精度机械位移与麻变测量系统“1。九十年代以后，国内在基于机器视觉的尺寸测量方面也有了显著的成果和应用。上海交通大学自动化测控中心的机械零件尺寸检测的研究，采用测量点序列进行最小二乘法拟合以得到直线或圆参数的估计值。1。浙江大学牛产工程研究所为宁波某集团所开发的一种轴圈参数测量仪器——zQlool系列轴承外圆参数测量仪：洛阳轴承研究所生产的设备zD0903成品球轴承内外径自动检验机；中原精密

6、有限公司牛产的是HJN系列的轴承内外圈自动检验机；西安工业学院和汉江工具联合开发的齿轮测量中心具有独创的三维半高精度扫描测头，采用ccK—III型专用测控系统及数字化交流伺服系统使仪器具有较高的技术水平；由天津大学和南京依维柯汽车有限公司联合研制的“依维柯白车身三维激光视觉检测系统”采用激光技术、ccD技术，利用基于三角法的丰动和被动视觉检测技术实现被测点三维坐标尺寸的准确测量，其性能指标达到国际先进水平“⋯：台湾智泰科技集团在国内测量仪器方』丽有很多的成果，如2D光学影像量测仪(加强型)，3D光学影像测量仪(三坐标复合型

7、，全自动型)。2D光学影像系统测量仪不但有点、线、圆、两点距离、角度等的基本测量功能外，而且建立相对坐标系，坐标平移及共建自动摆正功能。3D影像测量仪是在2D光学影像仪的基础上增加了高精度的探针测头，因此在原有的基础上又增加了对柱形、球、锥、高度等的测量；深圳市赛克数码科技开发有限公司成立于2003年6月，2004年7月推出中国第一台全数字化影像仪～sK4002A；2005年8月sK8004全数控光学检测仪研发成功；2005年10月sK5002A三维数字化影像仪研制成功。尽管机器视觉技术得到了广泛的应用和快速发展，但是仍然

8、有很多问题有待解决。特别是在尺寸测量方面，还有很多工作需要我们努力。1．3本文的主要研究内容本文在综合分析国内外机器视觉检测技术发展趋势的基础上，指出了小尺寸测量的重要性，概述了国内外在尺寸测量方面的发展状况。从制造业的发展需求分析来看，本文的主要目的和意义在于为制造业中小型规则零件二维尺寸测量技术做试