基于粒子滤波和机器视觉的圆形零件尺寸测量.pdf

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1、第11期机械设计与-$4造2012年11月MachineryDesign&Manufacture49文章编号：1001—3997(2012)11-0049—03基于粒子滤波和机器视觉的圆形零件尺寸测量术吴新杰王苗苗黄国兴(辽宁大学物理学院，沈阳110036)MeasurementforSizesofCircularPartsBasedonPanicleFilterandMachineVisionWUXin-jie，WANGMiao-miao，HUANGGuo-xing(CollegeofPhysicsLiaoningUniversity，Shenyan

2、g110036，China)【摘要】针对现有基于机器视觉的零件尺寸测量方法在图像受到外界噪声干扰的情况时，测量精度不高的问题，提出一种基于粒子滤波优化算法、机器视觉和MATLAB图像处理技术的圆形零件尺寸测量方法。这里首先简要地介绍基于机器视觉的零件尺寸测量系统的工作原理；然后在分析粒子滤波原理的基础上提出一种基于粒子滤波的优化算法，并介绍利用这种优化算法解决圆形零件尺寸测量的原理和实现步骤；最后进行了仿真实验，仿真实验结果表明：提出的测量方法在零件图像受到外界噪声干扰的情况下，测量精度较高；同时还具有可靠性较高的优点。关键词：粒子滤波；机器视觉；非接

3、触测量；数字图像处理；零件尺寸【Abstract】如thlowmeasurementprecisionofthesizesofpartsbasedonmachinevisionun—derthesituationofimageswithnoises，anewdimensionmeasurementmethodofcircularparts，whichisbasedonparticlefilter，machinevisionandthetechniqueofMATLABimageprocessing,isbroughtforward．Firstly，th

4、ebasicprincipleofmeasurementsystemofcircularpartsbasedonmachinevisionisbrieflyintro—duced．Secondly,@eranalyzingthebasicprincipleoftheparticlefiltering，anewoptimizationalgorithmbasedontheparticlefilterisputforward．Besides，thebasicprincipleandoperationprocedureswhicharebasedonpart

5、iclefiltertomeasuresizesofcircularpartsaregiven．Finally，thesimulationexperimentisper—formed．Thesimulationexperimentalresuhshaveshownthatthemeasurementmethodherehasahigherprecisionandhigherreliabilityunderthesituationofimageswithnoises．．KeyWords：ParticleFilter；MachineVision；Non-C

6、ontactMeasurement；DigitalImageProcess—-ing；PartSize中图分类号：TH16；TP391．4文献标识码：A1引言后再根据零件的形状尺寸特征构建优化问题模型，最后采用粒子滤波优化算法求解该数学模型，从而达到消除噪声影响精确测量近年来，我国工业检测中逐渐重视机器视觉技术的应用。机零件尺寸的目的。器视觉技术是以现代光学为基础，融合计算机图像学信息处理、计算机视觉、光电子等技术为一体的现代测量技术lI。其最大的优2圆形零件尺寸测量系统点就是与被测对象元接触，因此对被测零件不会产生任何损伤，基于机器视觉的零件尺寸测量

7、系统主要由系统标定、图像十分可靠。目前，在现代制造业中已经成功地研究和使用基于机预处理、尺寸计算等三部分组成。系统首先利用摄像头对零件进器视觉的测量方法。但由于加工小尺寸零件的边缘比较复杂，比行图像采集，得到被测零件的图像，然后利用Matlab软件平台进如激光切割的零件的周围会出现火山口，从而使被测对象的边缘行图像处理与数据分析。附近噪声较大，为尺寸检测带来一定的困难口。传统基于机器视觉2．1零件图像采集的零件尺寸检测方法在零件图像受到随机噪声干扰的情况下，测目前来说，构成一套工业测量系统的价格非常昂贵，还难以量精度将受到很大的影响日。文献中将最小二乘

8、法拟合的思想引在一般领域大规模的推广使用。在实验室环境下，考虑价格的因入零件尺寸测量中，在一定