%8f识别技术在数控牙刷植毛机中的应用

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1、万方数据第33卷第2期2005年2月华南理工大学学报(自然科学版)JoumalofSoumChinaUniVersityofTechnology(NamralScienceEdition)Vol-33No．2Febnlary2005文章编号：1000一565x(2005)02—0052—04孔位图像识别技术在数控牙刷植毛机中的应用水李伟光邹海明叶凡(华南理工大学机械工程学院，广东广州510640)摘要：为提高数控牙刷植毛机加工过程程序输入的准确性及效率，采用扫描仪获得牙刷头部孔位图像，利用图像识别技术

2、、数据处理技术及VisualC++．NET软件，经过图像读入、图像定位、中值滤波、图像轮廓提取、图像清理及孔位参数计算等过程，生成了数控牙刷植毛机程序．实验结果表明，本处理方法是可行而有效的，其识别精度能满足实际生产要求，可准确、快捷地实现牙刷孔位数据的测量，缩短数控牙刷植毛机的辅助加工时间．关键词：牙刷植毛机；数控加工；孔位图像识别中图分类号：TP391；TP273文献标识码：A数控牙刷植毛机的功能是把牙刷毛植入牙刷孔，加工过程主要完成牙刷坯料拾取、植毛头自动定原位、数控工作台z，y方向孔位定圆心、

3、分色植毛等一系列动作．牙刷坯料由注塑而成，不同规格的牙刷坯料头部孔位尺寸、位置等参数不同，植毛过程前需要获得牙刷坯料孔位置等几何参数，然后编写出数控加工程序，送入牙刷植毛机的控制系统．采用人工方式测量牙刷坯料孔位置等参数时，存在测量效率低、孔位参数误差等问题．本文应用图像处理技术，对牙刷头部的孔位进行成像处理，编写孔位图像识别软件，实现该植毛机加工程序的自动编程．1牙刷头部孔位图像识别过程牙刷头部孔位图像识别软件的基本流程是通过用扫描仪获得牙刷头部的二值图像，然后对该二值图像进行牙刷头部外轮廓确定、孔

4、位几何信息识别和提取，得到各个孔位的中心尺寸，最后生成数控加工程序．收稿日期：2004—09—036*基金项目：广东省科技攻关资助项目(2003c102017)作者简介：李伟光(1958一)，男，博士，副教授，主要从事数控技术、制造自动化与机电一体化等方面的研究．E．mail：wguandi@scut．edu．cn1．1牙刷头部图像读入图1是采用清华紫光6c型扫描仪对牙刷坯料头部扫描获得的BMP(Bitm印．file)格式图像，此图像文件由位图文件头(Bitmap—fileHeader)、位图信息头(

5、Bitm印．info珊ationHeader)、彩色表(ColorTa．ble)和定义位图的字节阵列等四个部分组成¨J．啊啊啊100dpl200dpl400dpl图1采用不同分辨率的孔位扫描图像Fig．1Scanningimagesofholepositionwithdifferentres01ution1．2牙刷头部图像定位图像定位的目的是对扫描获得的牙刷头部图像进行边缘检测，识别出图像的大小，确定工，y坐标的原点位置．图像边缘检测算法采用扫描形式，从图像的第一行开始扫描，读取该行的图像数据，然后应

6、用四邻域检测方法探测牙刷头部图像的边界，记录各边界在图像数据中的行数(或列数)旧’3J，实现牙刷头部孔位图像的边缘定位．定位牙刷头图像上边界的算法流程为：(1)定位上边的边界；(2)从每行的左边界开始扫描；(3)万方数据第2期李伟光等：孔位图像识别技术在数控牙刷植毛机中的应用53清除孤立点的函数；(4)记录图像上部行边界．经过边缘定位后的牙刷头部孔位图像如图2所示．图2边缘定位后的孑L位图像Fig．2Holejmageofedgeposmonlimjtation1．3牙刷头图像的中值滤波数字图像在输入

7、过程中，会产生影响数字图像质量的噪声，如图像中的“毛刺”等就是由噪声引起的，对图檬进行中值滤波可消除噪声的影响．中值滤波的效果如图3所示．(a)中值滤波前ILJLj(b)中值滤波后图3中值滤波示意图Fig．3Sketchofthemedianfilter图3(a)中，一个图像窗口内各像素的灰度分别是5，6，5，5，35，6，5，6，5，其灰度中值是6，而中心脉冲干扰的像素灰度是中值滤波后的结果，如图3(b)所示，中心像素灰度变为6．1．4牙刷头图像的轮廓提取牙刷头图像的轮廓提取包括外轮廓的提取及牙刷孔

8、的轮廓提取．其基本过程是：对图像中某像素点上下左右4个方向的相邻像素点进行判断，若该点的4个相邻点的灰度值都不为O，说明该点是内部点，将其灰度值置O；若该点的4个相邻点中有一个点的灰度值为0，则灰度值不变．轮廓提取示意图如图4所示．1J，qlO1J-o01图4轮廓提取示意图Fig．4Sketchofoutlinedistilla上ion编写图像轮廓提取函数时采用的方法是当4个相邻点的乘积不为。时中心点置o，当乘积为。时则中心点置1．图5所示的是对牙刷头部