基于机器视觉定位的自动点胶控制系统的研究与开发

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1、硕士学位论文基于机器视觉定位的自动点胶控制系统的研究与开发作者姓名刘币币学科专业控制理论与控制工程指导教师黄道平教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年5月ResearchandDevelopmentofAutomaticDispensingControlSystembasedonVisionPositioningADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuBibiSupervisor：Prof.HuangDaopingSouthChinaUniversityofTechnologyGuang

2、zhou,China分类号：ＴＰ３９１学校代号：１０５６１学号：２０１３２０１１２０２６华南理工大学硕±学位论文基于机器视觉定位的自动点胶控制系统的研究与开发作者姓名：刘币币指导教师姓名、职称：黄道平教授申请学位级别：学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：智能控制理论与应用论文提交曰期：玉０乂年？月１７曰论文答辩曰期：２〇｜占年月）曰学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员：主席：＞委－员妾重知尤—华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研

3、究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标巧引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体。，均己在文中ｙＡ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：别本命曰期：沁４年Ｓ月＞７曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可Ｗ公布学位论文的全论

4、部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学□位论文属于：团保密，在年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的全单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂Ｖ＂（请在上相应方框内打）作者签名：詞、争今曰期：指导教师签名日期作者联系电话：电子邮箱；联系地址（含邮编）：摘要近几年，随着国内外芯片行业的快速发展，手机、平板

5、电脑等电子行业也发生了巨大变革。主流手机厂商产品设计得更薄更轻，因而对制造行业的加工工艺提出了更高的要求。传统的劳动密集型生产模式已无法满足高精度的加工工艺需求，越来越多的零件制造商开发或引进自动化设备，这其中机器视觉系统对于实现自动化生产起到了十分重要的作用。本文研究和开发的摄像头自动点胶机，是在已有的半自动化机器基础上加入机器视觉系统，从而改变半自动化设备繁琐的人工操作和满足高精度的点胶任务。点胶控制系统核心功能实现为视觉定位和运动控制，其中底层运动控制使用开放式数控系统软件来实现；视觉定位方面主要完成了三个任务。首先是相机标定算法：获取图像坐标与世界坐标间的转移矩阵

6、。其次是图像预处理算法：依次采用高斯滤波去除噪声、金字塔采样压缩图像、Sobel算子提取图像边缘特征。最后编写基于边缘特征的模板匹配算法：采用广义霍夫变换初步定位模板圆心，然后设计筛选算法获取边缘点集，最终利用随机抽样一致算法进行精确定位。结合点胶机实际机械结构与加工流程，本文主要还解决了影响点胶精度的两个关键点。第一，旋转轴旋转轨迹的拟合与轨迹补偿算法的设计。这是因为实际测得旋转轨迹为鸡蛋型曲线，若以圆型模式简化将影响点胶路径的规划。第二，出胶针头位置的定位。实际生产中为防止胶水阻塞针孔，每四个小时需要更换针头，因此，需要设计快速并准确的针头视觉定位方案。最后还设计了验

7、证软件算法是否正确并满足精度需求的仿真方式，对于研发调试起到了重要作用。实际的批量加工测试证明研发的摄像头自动点胶系统在加工精度、效率及稳定性方面满足工艺要求。关键词：机器视觉；相机标定；图像预处理；模板匹配；轨迹拟合；针头定位IAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofthechipindustryathomeandabroad,greatchangeshavetakenplaceinmobilephones,tabletcomputersandotherelectroni