1.3机器视觉的发展 2

1.4本文研究的主要内容 3

第二章视觉识别实验系统 5

2.1引言 5

2.2系统构成 5

2.3线结构光发生器 6

2.4CCD摄像机 7

2.5窄间隙坡口试样与夹持机床 8

2.6计算机与处理软件 8

2.7本章小结 9

第三章窄间隙坡口的数学模型 10

3.1引言 10

3.2视觉识别系统的坐标系约定 10

3.2.1世界坐标系 10

3.2.2摄像机坐标系 11

3.2.3成像坐标系 11

3.2.4图像坐标系 11

3.3各个坐标系之间的变换关系 12

3.3.1世界坐标系与摄像机坐标系的变换关系 12

3.3.2摄像机坐标系与成像坐标系的变换关系 13

3.3.3成像坐标系与图像坐标系的变换关系 14

3.3.4摄像机模型的建立与自由度分析 15

3.4本文视觉系统的坐标系建立 16

3.4.1双目视觉系统与单目视觉系统选择 16

3.4.2单目视觉系统的特殊约束 18

3.4.3激光条纹曲线的方程的推导 19

3.4.4坡口形貌的数学模型的推导 21

3.5本章小结 23

第四章坡口图像识别算法 24

4.1引言 24

4.2视觉系统的参数标定 24

4.2.1张氏标定算法的原理 24

4.2.2视觉标定的过程与分析 24

4.3自适应阈值搜索算法 28

4.3.1算法的原理 28

4.3.2处理结果与算法分析 29

4.4面积滤波算法 29

4.4.1算法原理 29

4.4.2处理结果与算法分析 30

4.5特征提取算法 30

4.5.1算法的原理 30

4.5.2处理的结果与算法分析 33

4.6求解坡口数学模型 34

4.7本章总结 35

结论 36

致谢 37

参考文献 38

附录 40

第一章绪论

1.1课题的背景及其意义

随着时代的发展与科技水平的进步，工业领域已经逐步摆脱传统的低效率的手工操作，向自动化方向发展，这个过程也被成为工业自动化[1]，工业自动化在工业领域发挥着越来越重要的作用。实现了自动化的工业场景中，机器设备在运行过程中不需要操作员过多的干预，就能够根据实际生产过程中的出现的场景信息自动的给出调整，实现预期目标操作的控制过程。这个过程中涉及到各个学科各个方面的知识，包含了机械，控制，测量等等领域的综合知识。目前工业自动化技术已经在焊接成形，电子电力，机械设计制造，交通调度等领域得到了深度应用，成为了大大提高生产效率，促进行业水平大发展的手段[2]。