基于图像检测技术的模具尺寸快速检测方法的研究

摘要

橡胶手套是现在日常生活中常用的生活用品，其在医院等其他场所也有广泛的应用，是现代社会中的常见的物品之一。手套模具的好坏直接影响到PVC手套的品质，其检测过程的自动化和智能化将会对手套生产带来更加先进的理念，使其能够更好的适应制造业快速发展的需求，因此实现并改进模具尺寸测量过程的智能化和自动化是当前模具检测的主要发展趋向。对视觉摄像机的标定是模具尺寸检测关键技术之一，也是实现智能检测的前提。为实现快速检测，本文设计了一套自动传送带系统，利用传送带的步进电机和光电传感器结合，不但使模具在传送带上精确定位，又实现了检测的自动运行，提高了检测效率。
　　本论文主要工作包括以下几个方面:1）系统界面设计。利用VB方便设计界面的特点以及其和MATLAB通信功能设计了一套具有手动、自动选择的用户界面。用户界面友好，操作方便。2）利用PLC作为控制器组成了一套自动传送带系统。为摄像机识别和标定以及后续工作提供了稳定的运动平台。3）图像处理。对摄像机采集到的图像进行滤波，二值化，边缘检测等操作，最终提取模具完整边缘轮廓。4）摄像机标定。摄像机标定是视觉检测系统研究的重点问题之一。研究了单摄像机视觉标定方法，此标定过程只需对摄像机的内外参数标定一次，简化了标定过程，降低了标定工作量。5）基于最小二乘法计算模具尺寸。
　　论文在模具尺寸快速检测硬件系统结构、电气控制、摄像机标定、图像处理、尺寸计算方面进行了理论分析和实验研究，提出了一些新的方法。这些工作为使系统如何进一步提高精度、简化计算过程奠定了一定的基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 图像检测在工业尺寸检测中的应用

1．2．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容

1．4 本章小结

第2章 模具尺寸检测系统

2．1 检测系统概述

2．2 模具尺寸在线测量系统视觉平台

2．2．1 图像传感器

2．2．2 数据通讯

2．3 尺寸检测系统用户界面的设计

2．3．1 Visual Basic调用Matlab概述

2．3．2 Visual Basic调用Matlab的几种方法

2．3．3 基于COM组件的Visual Basic调用Matlab的方法

2．4 模具图像采集

2．4．1 Visual Basic调用Matlab的方法

2．4．2 模具图像采集

2．5 模具尺寸测量系统电气平台

2．5．1 PLC控制器

2．5．2 PLC工作原理

2．5．3 PLC控制器程序设计步骤

2．5．4 PLC选型设计

2．5．5 伺服电机控制器

2．5．6 控制程序编写

2．6 本章小结

第3章 模具尺寸检测系统中的图像预处理

3．1 数字图像与Matlab图像处理工具箱

3．1．1 数字图像概念

3．1．2 MATLAB图像处理工具箱

3．2 模具图像预处理

3．2．1 图像预处理方法

3．2．2 模具图像的噪声处理

3．2．3 综合滤波方法分析

3．3 结果对比分析

3．4 本章小结

第4章 摄像机标定

4．1 摄像机成像模型

4．2 摄像机标定方法

4．2．1 传统摄像机标定法

4．2．2 自标定方法

4．2．3 张正友标定法

4．3 摄像机标定试验

4．3．1 摄像机内参标定

4．3．2 摄像机外参标定

4．3．3 结果及误差分析

4．4 本章小结

第5章 模具尺寸检测方法与误差分析

5．1 最小二乘法

5．2 各几何参数的计算

5．3 零件的实际尺寸

5．4 实验结果与误差分析

5．4．1 实验结果

5．4．2 误差分析

5．5 本章小结

结论

附录

附录A

附录B

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢