机器视觉定位平台的设计

研究了机器人视觉定位的工作原理,分析了视觉定位的常用方法.针对视觉定位系统的实际应用,介绍了相关的图像处理方法.通过采用合理有效的图像处理技术,实现了对目标图像的特征提取,进而构建了视觉定位系统的平台.从实验结果来看,系统实现了移动机器人在结构环境下的定位.     

弧焊机器人熔化及气体保护焊熔池视觉自适应检测

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding, GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图像的自适应采集.首先对触发电路进行改造,实现熔池图像高速采集的可控化.对GMAW脉冲焊不同时刻采集的熔池图像进行比较,定性得到最佳的采集时刻.对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像曝光量的可控化.研究GMAW在送丝速度协同控制模式下,不同送丝速度与曝光量的定量关系.通过对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像灰度压缩的可控化.比较CMOS视觉传感器工作在不同模式下对GMAW脉冲和短路焊时采集的熔池图像,得出CMOS视觉传感器工作在线性-对数模式下能更好地适应GMAW熔池图像采集.最后综合运用以上3种技术对GMAW脉冲焊和短路焊的熔池图像进行试验,均获得了清晰的熔池图像,为下一步熔池图像处理和焊接质量控制打下了基础.     

基于LabVIEW对图像采集与处理技术的研究

分析了机器视觉技术的发展趋势,构建了图像采集和处理系统的架构,并在LabVIEW和Vision软件平台下对图像的采集和处理技术进行了研究,实现了对图像的采集和处理,并描述了图像的二值化、均衡化、滤波等图像处理技术的具体实现方法.     

汽车平面显示器计算机视觉检测系统

现代汽车上广泛采用了平面显示器显示一些驾驶信息,对其逻辑显示状态必须进行视觉检测.本研究采取了基于VB和VC图像处理的方法设计测试系统.该系统利用CAN总线通讯模块实现平面显示器的控制,利用摄像头采集图像,并把采集到的图像和标准图片比对.从结果来看,产品的测试正确性在99.8%以上,实践证明此方法实现了对平面显示器的快速自动化检测,是一种行之有效的方法.     

基于图像处理的三维工业内窥镜研究

介绍了一种三维工业内窥镜系统,该系统是基于立体显示中的双目立体视觉原理,应用于工业检测的光电仪器.对双目立体视觉的视差原理及立体图像算法进行了分析和介绍,对三维工业内窥镜的图像处理系统、图像显示和硬件电路等进行了研究.在该系统中利用VHDL语言的软件编程、并采用时分制立体显示方案.采用视频解码芯片ADV7402实现多种视频格式的输入;采用LFXP6C-3P208芯片及利用VHDL语言编程,实现双路视频的采样、合成及处理.系统实现了内视立体观察和尺寸的立体测量.     

基于DSP的柔性电路板视觉检测系统

针对生产线和贴片机上对柔性电路板进行运动图像检测的要求,提出一种以ADIBlackfin533型DSP为处理器核心,高速线阵CCD为传感器的视觉检测系统,通过PPI+DMA协调工作的方式,实现图像采集、数据搬运和快速循环存取,采用快速局部自动阈值分割算法,完成图像分割检测.实验结果表明系统能快速准确地完成图像分割,实现视觉检测的功能.     

基于机器视觉的机械零件自动精密测量

本文提出了一种运用机器视觉实现对机械零件长度的自动精密测量的方法.采用机器视觉技术获取试件的图像数据,利用图像处理中亚像素边缘检测方法实现对边缘的精确定位,并提出了一种相机自动标定方法,从而实现长度的自动精密测量.     

基于双目视觉和声阵列的声学摄像机的开发

基于双目视觉技术和阵列测量方法设计实现了一种声学摄像机,可以实现声场的动态视频可视化.基于波束成型原理,利用十字阵列实现空间声场的动态测量,构造空间指定位置的二维声场云图.利用双目立体视觉技术,实现被测空间的空间位置定位,与通过声阵列方法获得的声场图像建立统一的时间空间坐标系,实现声场图像和视频图像的融合,实现空间声场的视频可视化,达到准确、直观地进行声源定位和显示的目的.     

虚拟仪器视觉系统的设计与实现

将虚拟仪器技术应用于机器视觉系统,设计了一套低成本、高性能的虚拟仪器视觉系统.对系统的实现进行了详细的讨论,给出了图像采集模块的部分G代码,并论述了图像处理的关键技术,将其用于系统的图像分析和识别.     

无线视频监控系统人脸跟踪功能的实现

为实现视频监控的人脸跟踪功能,结合计算机视觉与舵机云台控制技术,设计了一种基于嵌入式处理器的无线视频监控系统.利用 MicroPython 计算机视觉库对采集图像进行滤波处理,以增强图像效果.采用改进卷积神经网络模型进行机器学习和人脸识别,将处理后的监控图像上传至服务器,用户可通过查看浏览器进行实时监控.测试结果表明,当有人脸出现在视频监控范围内时,系统可驱动舵机云台进行有效的人脸识别与追踪.     

一种融合图像和传感信息的自主投篮机器人视觉系统

提出了一种基于计算机视觉与多传感器信息融合的信号处理技术及检测方法，同时将该方法应用到我校参加ABU(亚广联)举行的ROBO—CON竞赛的自主机器人上。系统具有较高的定位精度、快速性及鲁棒性，取得比较好的比赛效果。     

基于彩色图像的高速目标单目位姿测量方法

针对风洞分离实验对于视觉测量系统的高精度、大视场、高速的测量要求,提出一种基于单目摄像机的风洞运动目标位姿测量方法。该方法利用单目摄像机进行运动目标位姿信息测量,相比于双目测量方法具有设备简单、视场大的优点。首先提出一种基于靶标特征点相互约束关系的参数优化方法,采用复合式靶标实现摄像机的快速高精度标定;针对目标运动图像处理,提出一种基于图像差叠法和标记点位置估计的图像快速分割与目标定位方法,实现图像特征的快速准确定位;针对单目测量要求及目标运动特性,提出一种基于方向估计标记点布局方式,实现合作标记点的快速识别和提取;最后利用单目视觉原理求解运动目标的位置和姿态信息,通过实验室模拟实验完成了测量系统的精度验证,在1 m×1 m视场范围内,其位移测量精度可达到0.19 mm,俯仰和偏航角测量精度可达到0.18°。     

基于单目视觉的轴孔零件定位系统设计

针对轴孔零件精密装配过程中单目视觉定位系统的使用困难,设计了一种基于单目视觉的轴孔零件定位系统,提出了基于图像特征的零件倾斜角计算方法,可直接判定零件倾斜姿态.通过对椭圆快速检测算法进行优化,减小噪声影响,实现了高精度检测.最终通过该系统实现了轴孔零件的准确定位,提高了轴孔零件自动装配的成功率.实验证明,提出的方法能够在单目视觉条件下准确得到待装配零件的空间位置信息,满足同轴度要求 １５ μ m 级的轴孔精密装配需求,具有较好的工程应用价值.     

焊缝磨抛机器人视觉算法实现及其试验研究

为实现大型结构件焊后焊缝自动磨抛,磨抛机器人除了具备移动能力和磨抛能力外,更需要在复杂和不规则的工业环境中对焊缝进行准确的跟踪和测量,进而为焊缝磨抛提供有效的加工参数。将两个电荷耦合器件(Charge-coupled device, CCD) 相机和激光器搭载在吸附移动机器人本体上,构成焊缝磨抛机器人视觉系统。根据结构光的亮度分布特征,提出定位图像感兴趣区域(Region of interest, ROI)的算法,减小了计算量,提高了计算效率;提出在噪声干扰条件下快速检测结构光特征线的列高斯差分算法,成功提取结构光特征线;提出差分最值粗定位-距离阈值精定位的焊缝边缘点检测算法,快速、精确提取焊后焊缝的边缘点,计算出焊后焊缝的几何信息。图像处理试验及相应的焊缝磨抛试验结果表明：该视觉系统稳定、可靠,视觉算法快速、精确并且具有很好的鲁棒性,为复杂工业环境下大型结构件焊缝磨抛自动化奠定了基础。     

发动机缸体视觉图像定位方法研究

针对发动机缸体孔系实现在线自动测量的难题,提出了基于视觉图像的发动机缸体定位方法。通过面阵CCD获取发动机缸体定位销孔图像信息,利用图像处理提取定位销孔中心位置,以此建立每个被测缸体的测量基准。使用环形双峰阈值法与中值滤波对图像进行预处理,有效地解决了定位销孔具有倒角影响图像边缘提取精度的问题。为验证此定位方法的准确性与可行性,分别进行了发动机缸体定位孔直径与位置度重复性测量与发动机缸体上表面孔组直径与位置度重复性测量实验。实验结果表明所提出的视觉定位方法稳定可靠,实现了发动机缸体的快速、精确定位,为实现发动机缸体的在线检测打下了可靠基础。     

基于机器视觉的嵌入式定位冲孔系统设计

随着国内电子工业的快速发展以及集成电路的广泛应用,印制电路板(PCB)的各项精度要求越来越高。介绍了一种基于机器视觉的嵌入式定位冲孔系统的设计方案,该方案通过快速Hough变换算法进行图像圆心定位,采用S3C6410芯片为主控芯片控制数字视频解码芯片TVP5150对CCD摄像头进行图像数据采集及处理,最后驱动SH2024B2和SH2046M型步进电机定位与冲孔。经过现场整机测试,该机的各项性能指标均达到了预期设计目标。     

多窗口实时测距的视觉导引AGV精确定位技术研究

为了提高视觉导引自动导引车(automated guided vehicle,AGV)的定位精度,提出了一种多窗口实时测距的精确定位方法。该方法通过在定位点铺设圆形标识作为定位标识符,首先根据车载视觉系统结构,建立视觉实时测距模型。通过对获得的椭圆图像的几何特征进行提取,并采用基于曲率角估计方法对椭圆边缘精确识别;然后,基于最小二乘拟合直线获取椭圆中心位置。最后,结合采用多窗口图像处理方法,将定位过程分为多个阶段进行,逐步逼近,最终实现精确定位。实验结果表明,该方法能使得视觉导引AGV的定位精度达到2 mm。     

基于机器视觉的轴承内径亚像素在线检测

以机器视觉系统为基础,利用计算机图像处理技术,对预处理后的边缘图像,采用基于点Hough变换的圆形图像亚像素检测算法,实现了轴承内径的亚像素在线检测。试验证明,该检测系统具有非接触、无损伤、高速度、低成本的优点,并且具有很好的通用性,可广泛应用于其他行业产品的在线检测。     

大视场室内移动机器人高精度动态定位方法

高精度室内定位是移动机器人实现自主导航、运动控制和协同作业等任务的前提条件.利用单目视觉定位原理,提出了一种针对大视场的室内移动机器人绝对定位方法.该方法适用于室内多移动机器人同步动态定位,解决了大视场环境下多相机非线性标定和视场融合问题,相机标定精度提高了52.6％.为提高移动机器人动态定位精度,设计了基于光信标的高...     

基于机器视觉的表针自动码垛系统

为了解决表针生产过程中的自动码垛问题,设计了基于机器视觉的表针自动码垛系统。在表针自动码垛系统中,通过安装在平面关节型机器人上的工业相机,对送料转盘进行图像采集。结合几何轮廓定位和斑点分析等图像处理技术,对图像特征进行提取,获取送料转盘上随机分布的表针位置信息与正反面信息。借助优化后的表针吸嘴和手眼标定技术,通过平面关节型机器人以一定间隔交替分拣正面表针和反面表针。正面表针由平面关节型机器人直接码垛,反面表针经过180°旋转机构翻转后再进行码垛,从而实现表针的全自动码垛。通过试验确认,基于机器视觉的表针自动码垛系统可以满足多种不同规格表针的码垛要求,定位精度、效率与稳定性高,误差小。