基于机器视觉的管料自动识别与定位系统的设计与实现

摘要

随着“工业4.0”与智能制造的概念提出，我国制造业开始从传统的低端制造业向高端智能制造过渡，智能制造是自动化、信息化、智能化的融合。物料的自动识别与定位技术是当前多品种中小批量智能自动化制造及自动化物流分拣系统面临的一大难点。论文选题源于某核燃料企业生产线的工程实际课题，针对自动化生产线上锆管类物料种类繁多、结构特征各异，手工分拣危害工人健康且无法满足后续生产要求的现状，运用测试技术、信息化技术、运动控制技术，设计了一套基于机器视觉的管料自动化识别与定位系统，实现了锆管类物料的自动识别与定位。
　　本文的主要研究内容有：
　　（1）基于对国内外机器视觉技术研究现状及发展趋势的分析，分析了智能制造背景下机器视觉应用存在的问题，结合企业课题的实际需求，探讨了采用机器视觉的手段实现企业锆管自动化识别与定位的可行性与必要性。
　　（2）针对某企业的实际项目需求，分析了锆管自动识别与定位系统需求，分析了该系统的技术参数要求，采用UML对系统体系、软硬件进行建模。
　　（3）对基于机器视觉的锆管自动化识别与定位系统进行需求分析，分析了自动识别与定位的流程，并对该系统进行了软硬件的选型。
　　（4）基于系统的检测流程及需求分析，对该系统的软件架构、网络拓扑结构、系统功能模块、图像处理流程、成像环境设计、运动控制及数据库表进行了设计。
　　（5）从系统的用户登录、数据库连接实现，重点从基于机器视觉的自动识别的核心技术—图像处理实现、光源控制及运动控制等方面进行研究，完成了管料图像数据自动采集、处理及识别、运动控制等功能，并对系统误差进行了定性分析，实现了基于机器视觉的管料自动识别与控制。
　　本文设计的基于机器视觉的管料自动识别与运动控制系统，可为多品种中小批量的柔性智能制造、自动化物流分拣、特殊行业自动化生产提供重要的借鉴意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2机器视觉简介

1.3机器视觉系统国内外研究现状及其分析

1.4论文的研究内容及章节安排

第2章 基于机器视觉的管料自动识别与定位系统需求分析与总体设计

2.1项目背景

2.2 相关技术与参数要求

2.3 系统总体设计

2.4本章小结

第3章 基于机器视觉的管料自动识别与定位系统软硬件选型

3.1 相机选择

3.2光源选择

3.3镜头选择

3.4系统开发平台

3.5运动控制系统

3.6本章小结

第4章 基于机器视觉的管料自动识别与定位系统的设计

4.1系统网络拓扑结构设计

4.2 光源控制及成像环境设计

4.3 软件架构设计

4.4系统功能模块设计

4.5图像处理算法流程设计

4.6数据库设计

4.7本章小结

第5章 基于机器视觉的管料自动识别与定位系统的实现

5.1系统登录及数据库连接实现

5.2图像处理实现

5.3光源控制及运动控制实现

5.4系统误差分析

5.5本章小结

结论与展望

总结

研究展望

参考文献

致谢