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视觉检测是以计算机视觉为基础的一种新的检测方法。视觉检测使用图像传感器获取被测对象的图像信息,由计算机对图像进行处理,完成测量功能,具有非接触、速度快、精度高、信息量大、智能化程度高、适应能力强等优点,具有广泛的应用前景。在视觉检测系统中,瞄准系统是重要的组成部分,瞄准精度将直接影响到系统的测量精度,对于高精度的仪器更是如此。目前瞄准系统正在向自动化和智能化的方向发展。
本课题的主要研究内容,是设计自动瞄准系统的硬件和软件,实现自动瞄准被测物体边缘和智能识别边缘类型的功能。研究的目的是得到通用的智能瞄准方法,实现瞄准的自动化和智能化。研究的意义是将自动瞄准技术的应用扩展到各种光学仪器上,提高测量精度和效率。
论文阐述了视觉检测的概念、视觉检测系统的组成以及瞄准系统的地位和作用,介绍了自动瞄准技术的发展状况,在众多的瞄准方法中确定以光电瞄准作为自动瞄准的方法。
论文提出了自动瞄准系统的设计方案,以现有光学测量设备为基础,搭建了较为完整的硬件系统,包括光学系统、成像系统和图像采集系统。硬件系统能够使被测物体边缘清晰的成像在CCD摄像机上,并通过图像采集卡将图像信息传输给计算机,为瞄准提供准确可靠的数
据。
论文着重叙述了自动瞄准技术。自动瞄准技术以图像处理和计算为基础,采用了图像中值滤波、Canny边缘检测算子、空间灰度矩亚像素细分和最小二乘拟合法实现边缘检测和定位。针对不同的瞄准对象,设计了四种“电子准星”用于描述边缘特征。本文深入研究了直线边缘和圆边缘的测量,测量结果表明自动瞄准的重复性精度达到0.1像素,直线的极坐标式方程适用于测量任意位置的直线边缘。
论文讨论了规则边缘轮廓的智能识别方法。智能识别方法以相对矩理论为基础,可以识别直线边缘、圆边缘和圆弧边缘,加上曲线拟合方法,可以进一步区分大曲率半径圆弧边缘和某些不理想的直线边缘,从而提高了瞄准系统的智能化程度。
自动瞄准系统的软件是在VC++6.0开发环境下编写并调试完成的,包括图像采集、传输、显示以及保存和显示智能瞄准的结果,同时为测量人员提供了方便的使用界面。