基于机器视觉的硬币识别系统研究

摘要

本文就目前硬币在银行、大型超市和公交公司等金融服务业流通中出现的诸如假币泛滥、人工清点费时费力、清分识别设备陈旧等情况，结合实验室机器视觉硬件平台，开展了基于机器视觉的硬币识别系统研究，设计了硬币识别系统的硬件方案和软件流程。整个识别系统由三大模块组成，包括基于“电涡流传感器+数据采集卡”开发的电磁信号检测单元，基于“CCD相机+图像采集卡”开发的机器视觉单元和基于“I/O卡+电磁阀+气缸”开发的运动控制单元。软件系统基于图形化编程语言LabVIEW和图像处理工具IMAQ Vision开发。全文工作和取得的成果概括如下：
　　 1.分析硬币识别系统的功能与结构，并根据系统的技术指标完成总体的结构设计和硬件的配置。
　　 2.基于机器视觉对硬币各种图像识别方法进行研究并给予软件实现，结合图像匹配与识别技术，并通过实验确定蚁群聚类法为识别系统的硬币识别方法，满足识别系统对硬币进行快速准确识别的要求。
　　 3.设计识别系统的软件结构和执行流程，编写核心模块的程序代码并设计程序主界面。同时完成系统的图像采集和图像处理工作，实现系统在接受外界触发进行图像采集，通过实验选择适合系统的最佳图像处理算法。
　　 4.对基于机器视觉的硬币识别系统进行了相关实验研究，包括电磁检测实验、图像采集实验、图像预处理实验、图像分割实验和图像形态学处理实验等，为硬币识别系统的样机制作提供了宝贵的经验。
　　 5.结合本识别系统能对硬币进行实时、动态、高速和准确识别的特点，从硬币识别系统的角度对执行机构进行了硬件设计。
　　 最后，对硬币识别系统的相关研究工作提出了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章　绪论

1.1前言

1.2课题的提出及意义

1.2.1我国的硬币体系

1.2.2我国硬币流通中的现状及存在的问题

1.2.3传统硬币识别清分方法概述

1.2.4国内外硬币清分识别系统状况

1.2.5硬币清分机研究的意义及系统的研究目标

1.3本文主要研究内容

1.4论文安排

第二章　系统总体设计及硬件设计

2.1引言

2.2系统功能要求

2.3系统的总体布局及硬件设计

2.3.1系统的总体布局

2.3.2电磁检测部分硬件设计

2.3.3视觉系统硬件设计及选型

2.3.4执行机构部分规划设计

2.3.5硬件接口设计

2.4小结

第三章　硬币识别系统软件设计与图像处理

3.1引言

3.2系统软件结构设计

3.2.1软件开发环境

3.2.2识别系统软件结构

3.3系统图像处理流程

3.3.1图像预处理

3.3.2图像分割

3.3.3特征提取和获取硬币位置信息

3.4 ROI和Image Mask屏蔽技术

3.5小结

第四章　硬币图像识别算法研究及软件实现

4.1引言

4.2基于硬币形状和图案的识别

4.2.1形状大小识别法

4.2.2特征模板匹配识别

4.3基于硬币直方图统计模式识别——相关系数识别法

4.4蚁群聚类学习识别法

4.5各硬币识别算法比较评价

4.6小结

第五章　基于机器视觉的硬币识别系统实验研究

5.1引言

5.2电磁检测实验

5.3图像采集部分实验

5.4图像处理实验

5.4.1图像预处理实验

5.4.2图像分割实验

5.4.3图像后处理实验

5.5小结

第六章　结论与展望

6.1全文结论

6.2未来工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢