开放式数控系统中钻头视觉定位的研究

论文题目: 开放式数控系统中钻头视觉定位的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电子与通信工程

作者: 刘建亚

导师: 高广珠,伯华

关键词: 开放式数控,基于,计算机视觉,图像处理,钻头视觉定位

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文通过对现有数控钻尖磨床的特点进行分析,设计了用基于PC的开放式结构体系对原有系统进行重构的整体方案,采用PC加电机控制卡的体系构建了用于钻尖磨床的数控系统硬件部分,提出了针对钻尖磨床的开放式数控软件的设计思想,分析了软件的总体结构。另外,针对钻头刃磨中传统定位方式的不足,本文论证了采用计算机视觉技术实现钻头视觉定位的可行性,分析了钻头视觉定位的基本原理,提出了钻头视觉定位的实现方法,同时对钻沟螺旋角的视觉检测方法进行了分析,提出了基于计算机视觉的螺旋角的计算方法。在此基础上,本文对钻头视觉定位中的图像处理技术进行了研究,对图像增强,边缘提取和线细化中的各种算法进行了分析比较,尤其对与定位精度密切相关的边缘提取算法进行了重点分析,并从中总结出了适用于钻头视觉定位的一整套图像处理方法,最后对摄像头的部分参数进行了标定,对影响视觉定位精度的因素进行了分析,提出了相关解决方法。根据钻头视觉定位原理和图像处理算法,本文开发了基于计算机视觉技术的钻头视觉定位软件模块,并将其集成在数控系统软件之中,完成了钻头图像采集,分析处理和定位策略控制等功能。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题的选题背景

1.2 开放式数控系统的应用概述

1.2.1 开放式数控系统的发展背景

1.2.2 开放式数控系统的概念

1.2.3 基于PC的开放式数控系统

1.3 计算机视觉概述

1.3.1 计算机视觉技术的发展

1.3.2 计算机视觉系统的组成

1.3.3 计算机视觉技术的应用

1.4 课题研究内容

第二章基于PC的数控系统

2.1 硬件体系的总体描述

2.2 数控系统硬件组成

2.2.1 电机控制卡

2.2.2 数控系统的I/O接口

2.2.3 交流伺服系统

2.3 软件的设计思想

第三章钻头视觉定位的理论分析

3.1 钻头视觉定位的任务分析

3.1.1 钻头定位的原理

3.1.2 钻头视觉定位的原理与实现方法

3.2 钻头视觉定位判别特征的选取

3.3 钻头视觉定位的策略分析

3.3.1 视觉定位的过程

3.3.2 视觉定位的算法研究

3.3.3 钻沟螺旋角的计算

第四章钻头视觉定位中图像处理方法与实现

4.1 引言

4.2 图像的文件格式

4.3 图像的灰度变换

4.4 钻头图像的平滑去噪

4.5 图像的边缘检测

4.5.1 边缘检测的基本原理

4.5.2 经典边缘检测算子

4.5.3 Marr边缘检测算法

4.5.4 采用曲面拟合的边缘检测

4.6 边缘的细化处理

4.6.1 细化的基本理论

4.6.2 细化算法的选择

第五章钻头视觉定位系统设计

5.1 钻头视觉定位实验装置硬件描述

5.2 摄像头的标定

5.2.1 摄像头基本模型

5.2.2 摄像头参数的求解

5.3 自动定位的软件模块设计

5.3.1 软件模块总体描述

5.3.2 钻头图像采集

5.3.3 钻头图像处理模块

5.3.4 钻头定位控制

5.4 钻头定位实验数据分析

5.5 钻头定位视觉系统精度分析

5.6 提高钻头定位视觉系统精度的可能途径

结论

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

发布时间: 2008-05-12

参考文献

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