基于机器视觉技术发动机轴瓦分级检测系统应用研究演示文稿.ppt

基于机器视觉技术发动机曲轴 轴瓦分级检测系统应用研究 指导教师： 设计者： 班级： 自动化 0441 内容简介 v1课题的目的和意义 v2系统设计内容和总体方案的确定 v3系统硬件设计 v4数字图像处理 v5曲轴轴瓦的检测识别原理 v6系统软件算法的实现 1课题的目的和意义 v本系统主要用于车辆发动机曲轴轴瓦装配的 监控和报警，有效的对生产和物流传送流水 线上的产品进行识别、分级检测这就需要 引进一些现代领先技术来辅助以计算机为核 心的控制，从而实现相应的性能要求，满足 自动化生产的最优化控制，从而为我国有效 减少类似交通事故提供高新技术支持，并为 我国在该领域赶超世界先进水平作出积极贡 献 2.1系统设计内容 v本设计是一个针对发动机曲轴轴瓦分级安装的自动 化调控系统，并引进现在国内领先技术——机器视 觉技术，以数字图像处理为研究基础的识别算法 在整个发动机曲轴轴瓦的安装检测线上，要对几种 型号的大批量轴瓦进行分级安装，这就需要一个机 器视觉系统 v机器视觉系统，是将被摄取的目标转换成图像信号 ，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮 度、颜色等信号，转变成数字信号，图像系统对这 些信号进行各种运算来抽取目标的特征，再根据判 断的结果控制现场的设备。

2.2系统方案确定 v方案一：此方案采用线性光源以产生照明能量集中，光线分布均匀的 一条光带；采用多个CCD相机对汽缸表面进行多方向的拍照，以保证 检测的全面性，采用外触发模式使各个方向的图像分通道进入图像采 集单元；经过处理单元对各通道的图像进行复杂的表面检测运算，如 果发现任何一个通道的图像与标准安装位置不符，则立即绘出控制信 号，使执行单元在错误汽缸通过时将其剔除，并报警给予提示；系统 显示器实时显示各通道图像及其检测结果，并给出错误的分析结果 此方案的特点是设计周密，使用性强，但多个相机多方向拍照，必会大大占 用内存空间，为系统增加负担 光源 检测目标 触发电路 镜头 CCD相机 图像采集图像处理 显示器 执行机构 v方案二：此方案采用LED阵列照明光源对目标物体进行亮度和距离的调 节，便于图像的采集、处理采用CCD相机对汽缸表面的字符（字母 ）进行识别检测的图像捕捉拍照，采集到的图像传输到工控机中存储 、处理、识别，如果发现与标准图像字符不匹配的，则立即绘出控制 信号，使执行机构上的止动器卡住汽缸，并发出报警信号，工作人员 依照显示器的分析提示后到场进行纠正安装，系统识别到正确的图像 后生产线恢复运行。

此方案的特点是以实际使用性能为出发点，比较方案一 来说更节省系统内存空间，在使用中有较强的随机应变能力 光源 检测目标CCD相机图像采集卡 工控机 执行机构 I/O卡扬声器 显示器 图像处理软件 3系统硬件设计 v汽缸固定在随行的夹具之上，随行夹具自动 滑线运行将汽缸送到检测工位发出到位信 号，计算机检测到信号；工位液压止动器抬 起，夹具及工件停止运动，CCD摄像机将汽 缸图像采集至内存，然后计算机对图像进行 处理操作者按检测结果装配曲轴轴瓦，如 果操作者安装错误，扬声器报警，工人依报 警信息纠错并安装完毕如上图： 4数字图像处理 v根据抽象程度和研究方法等 的不同，以图像识别为目的 的计算机视觉可分为 三个 阶段：即图像处理、图像分 析和图像识别 v图像处理着重强调在图像之 间进行的变换 v图像分析则主要是对图像中 感兴趣的目标进行检测和测 量，以获得它们的客观信息 ，从而建立对图像的描述 v图像识别的重点是提取图像 分析中的各个目标特征，利 用模式识别技术对其进行分 类识别 图像预处 理去噪声 ，灰度修 正，图像 增强、集 合纠正 图像分 割、 边缘提 取、 二值化 提取目 标特征 形成参 数描述 ，建立 模式矢 量 图像模式识别分类器、统 计分类器、模糊分类器 分类识别结 果 输入图 像 5 曲轴轴瓦的检测识别原理 v本文所要解决的具体问题是对气 缸表面的字符（字母）进行处理 和识别 ，主要分三个阶段。

v第一阶段称为图象分割或物体分 离阶段在该阶段中检测出各个 物体, 并把它们的图象和其余景 物分离 v第二阶段称为特征抽取阶段在 该阶段对物体进行度量一个度 量是指一个物体某个可度量性质 的度量值, 而特征是一个或多个 度量的函数 v第三阶段是分类它的输出仅仅 是一种决策, 确定每个物体应该 归属的类别 字符图 像 特征向 量 S G R 图 像 分 割 特 征 提 取 分 类 识别 结果 输入图 像 S X 1 X 2 X n 6系统软件算法的实现 v开始时检测气缸是否到位，如果 不到位返回重新检测，到位就进 行图像采集，采集完毕对图像区 域分割，具体到每个字符的处理 与分析，再进行特征提取建立特 征向量，字符辨析后通过检测传 感器检测字符是否正确，正确返 回，否则报警人工纠错 向老师表达我真诚的谢意 v借此机会向老师表示感谢，感谢老师们在大 学四年中给与我热心的帮助和不倦的教诲,使 我顺利走入工作岗位 v老师辛苦了！ 感恩的心感恩的心 有你！有你！ 。