基于图像特征提取的开关安装智能纠错系统的设计与实现

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1、分类号：TP311单位代码：10183研究生学号：2013544084密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于图像特征提取的开关安装智能纠错系统的设计与实现TheDesignandImplementationoftheIntelligentCorrectionSystemofSwitchInstallationBasedontheImageFeatureExtraction作者姓名：王愚类别：工程硕士领域（方向）：软件工程指导教师：秦贵和教授培养单位：软件学院2016年6月基于图像特征提取的开关安装智能纠错系统的设计与实现TheDesignandImplem

2、entationoftheIntelligentCorrectionSystemofSwitchInstallationBasedontheImageFeatureExtraction作者姓名：王愚领域（方向）：软件工程指导教师：秦贵和教授类别：工程硕士答辩日期：2016年5月28日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何彩式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担優枚的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声

3、明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；—日期；年月曰名５３０摘要基于图像特征提取的开关安装智能纠错系统的设计与实现随着工业生产中自动化水平的不断提高，生产线中智能化程度的不断加深，工业生产中人工的参与程度越来越低。在人工参与的生产活动中，由于人不同于机器，在重复的工作中生产效率

4、会越来越低，也更容易出现差错。因此，对于人工完成的工作，需要一套完备的检测方法进行正确性检测，以确保能够及时发现并改正错误。在某汽车厂的生产线上，车辆的开关按键面板总成需人工进行安装。由于缺乏相应的检测机制，人工安装的按键顺序一旦出现错误且无法及时发现，将导致错误的开关面板总成被安装到车辆上。针对这个问题，本文设计并实现了一套开关安装智能纠错系统，该系统主要实现两部分功能：第一部分功能是在工人安装按键时进行指导，引导工人按照正确的顺序安装按键；第二部分功能是对安装完成的面板总成进行检测，以确保没有安装错误的开关按键。系统的第一部分功能主要通过可编程逻辑控制器（Pr

5、ogrammableLogicController，PLC）控制实现。PLC作为整个系统的硬件部分的枢纽，协调工控机与各种传感器、摄像机的工作，引导工人进行安装工作。系统的第二部分功能，通过机器视觉相关技术实现对安装完成的面板总成的检测。系统通过工业摄像机，对开关面板进行拍照，提取图像特征，通过与事先设置好的模板图像的数据进行匹配，以此来判断开关按键的安装是否正确。根据实际生产的需要，本文主要工作包括：1)对系统的硬件部分进行设计，包括工作台、PLC和摄像机等相关硬件设备进行设计和定型；同时确定系统的通信方案。2)使用模板匹配方法对图像进行按键定位和分割处理，将图

6、像裁剪成只包含单个按键信息的小图像；同时使用高斯滤波、top-hat变换、二值化、区域填充等图像处理方法对图像进行预处理。3)使用SIFT算法提取并计算图像特征，并对算法进行优化，同时改进了特征匹配方法，提升了软件系统的整体运行速度，以达到近似于实时处理的速度。4)在.NET开发平台上基于EmguCV图像处理库完成软件系统的编写与测试。系统经过实践验证，运行稳定，鲁棒性强，能够满足系统的设计需求。系统I已经正式应用于实际的工业生产中，能够在工业生产中稳定运行。关键词：机器视觉，图像处理，特征提取，PCA-SIFTIIAbstractTheDesignandImpl

7、ementationoftheIntelligentCorrectionSystemofSwitchInstallationBasedontheImageFeatureExtractionWiththeimprovementoftheautomationlevelinindustrialproduction,thereisagreatprogressintheintelligenceofproductionline,whichleadstolessworkersinproduction.Duetothedifferencebetweenworkersandmach

8、ines,