基于机器视觉的在线高速检测与精确控制研究及应用

基于机器视觉的在线高速检测与精确控制研究及应用

作者:师大云端图书馆 时间:2015-09-30 分类:期刊论文 喜欢:2976
师大云端图书馆

【摘要】机器视觉检测是建立在计算机视觉和图像处理基础上的一门新兴检测技术,它通过图像处理获得被测工件对象的各种可描述参数,并对参数进行理解和判断,最终应用于实际检测、测量和控制,具有非接触、测量精度高、适用范围广和自动化程度高的特点。由于机器视觉在线检测设备安装在生产线上,其检测速度必须与高速生产线保持高度同步,实现其同步的关键技术是相机拍照的精确控制和图像的高速检测。因此研究机器视觉在线检测的相机高速拍照精确控制和图像的高速检测,开发研制自主知识产权的智能在线检测设备,对促进高速视觉检测的理论探索和创新及满足当前国内智能制造业市场的迫切需求皆具有重要的意义。本文围绕实现机器视觉在线检测的关键技术,对机器视觉中的高速准确控制和图像的高速检测进行了研究,并以皇冠瓶盖的在线检测为应用案例给出了可行的设计方案,主要工作概括如下:首先,提出了基于两层网络控制理论的机器视觉在线检测系统组成结构,为实现高速的机器视觉在线检测提供了新的研究思路和方向。将图像处理任务放在高层处理单元,将系统控制放在本地控制单元,各单元根据需要处理的任务分别采用相应的处理器,化解了信号集中处理时处理器负担过重的问题,同时采用模块化设计各子系统,便于安装调试、维护和扩展。其次,提出了基于迭代学习控制和卡尔曼滤波的高速准确控制方法,实现了相机位置受限条件下高速运动工件图像的精确抓拍,解决了视觉检测中复杂现场环境下的工件图像高质量精确采集的难题。同时建立了基于迭代学习控制和卡尔曼滤波相结合的相机控制模型,并理论推导和分析了模型的收敛性和收敛范围,给出了数值仿真和实际的实验结果。第三,提出了基于局部能量离散路径水平集方法的图像边缘搜索策略。将窄带水平集搜索减少为按照窄带中有限条数的线路搜索,极大降低了边缘搜索的数据量。同时考虑水平集内外的局部能量因素,克服了现场图像中出现的干扰以及光照不均匀引起的误差。第四,提出了圆区域投影直方图旋转不变特征,将2D匹配数据转化为1D数据,提高了匹配效率,为高速检测提供了前提。同时提出采用稀疏表示的方法进行图像的旋转匹配和瑕疵检测的策略,该策略在执行实时检测前通过对标准样本的学习,建立标准数据字典,减少了检测过程中的计算量,缩短了检测计算时间,是实现实时高速在线检测的关键。第五,设计搭建了模拟生产线的视觉检测实验平台,并通过调整实验平台的相关参数,测试在线视觉检测的性能,实现了在实验室中对高速视觉检测的仿真和测试。最后,研制了用于实际生产的皇冠瓶盖在线检测系统,并安装到生产现场进行实际的测试,实现了2600个/分钟的皇冠瓶盖在线检测,文中给出了现场测试结果。通过10个月的试运行,该系统达到了皇冠瓶盖高速在线检测的要求,验证了本文理论研究成果的可行性与有效性。本文研究成果不仅仅局限于皇冠瓶盖的在线检测,还可以扩展到其他领域产品的在线检测,市场前景广阔。
【作者】周文举;
【导师】费敏锐;HuoshengHu;HuiyuZhou;
【作者基本信息】上海大学,控制理论与控制工程,2014,博士
【关键词】机器视觉;在线检测;表面缺陷;两层网络;迭代学习控制;卡尔曼滤波;旋转不变特征;稀疏表示;

【参考文献】
[1]叶鹏飞.从《袭人的秘密》看张见作品中的空间营造[D].安徽大学,美术学,2013,硕士.
[2]娄懿.基于租值耗散理论对当前药品零差价模式实施的问题研究[D].杭州师范大学,社会医学与卫生事业管理,2013,硕士.
[3]李涛,冯勇,安澄全.变加权系数减小变结构系统抖振的设计方法[J].控制与决策,2000,06:645-648.
[4]苏克鸿.关于兰州市城关区法院小额诉讼程序审判实践的调查报告[D].兰州大学,法律,2012,硕士.
[5]闫如玉.歌唱语言在声乐演唱中的训练与运用[D].天津音乐学院,音乐学,2013,硕士.
[6]郭玉田.上海大众潍坊4S汽车维修店综合管理系统设计与实现[D].山东大学,软件工程(专业学位),2013,硕士.
[7]杨慧林.新管幕工法修建地铁暗挖车站技术研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[8]包家明,贾云华,杨芳,韩海英,钟沈菁.香港和杭州两地本科护生职业认同感的比较与启迪[J].护理与康复,2014,03:212-215.
[9]张雅.中国出版产业的竞争力研究[D].兰州商学院,世界经济学,2013,硕士.
[10]秦安楠.不同星族恒星的Sc和Mn元素丰度分析[D].河北师范大学,天体物理,2012,硕士.
[11]王婧.我国非营利组织参与居家养老研究[D].大连海事大学,公共管理,2014,硕士.
[12]张雪.制造企业生产部门基层管理人员绩效影响因素的实证研究[D].山东财经大学,企业管理,2012,硕士.
[13]钱晓娟.论民法上的事实行为[D].苏州大学,民商法学,2013,硕士.
[14]程鹏,张童,何珂,陈曦,马旭村,薛其坤.拓扑绝缘体表面态的STM研究[J].物理,2011,07:449-453.
[15]林伟.基于三维虚拟层合单元理论的钢筋混凝土框架结构仿真研究[D].南昌大学,结构工程,2012,硕士.
[16]龚欢.勾形磁场下分离结晶过程中熔体内部对流的三维数值模拟[D].重庆大学,动力工程及工程热物理,2014,硕士.
[17]张海彦,何平,胡友刚,秦东平,闫国新.盾构隧道穿越既有混凝土桥梁结构的风险控制指标[J].中国铁道科学,2014,03:47-55.
[18]李鑫.数字液压缸位置控制系统的特性研究[D].沈阳工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[19]严正峰,梅发东,葛茂根,凌琳.基于模糊软时间窗的车间物料流路径优化方法[J].计算机集成制造系统.
[20]秦海江.型钢和压型钢板与混凝土组合板的变形和承载力研究[D].河海大学,结构工程,2004,硕士.
[21]刘晓昆.“复古”与“创新”[D].曲阜师范大学,美术学,2013,硕士.
[22]张秀杰.历史社会学视野下的世界[D].南京大学,国际关系,2013,硕士.
[23]吴霞.新疆煤基碳纳米管的制备及表征[D].新疆大学,2013.
[24]李婷.幼儿园户外活动环境的优化研究[D].沈阳体育学院,体育教育训练,2014,硕士.
[25]蒋春玲,敬兵,张喜梅,张建新,董瑞霞,李胜军.利用叠前弹性参数反演储层参数[J].石油地球物理勘探,2011,03:452-456+500+329-330.
[26]韩杨.血管内皮生长因子家族及其受体在猪孤雌胚胎中表达的相关研究[D].吉林大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[27]薛利.高中生人格特质、情绪调节效能感对学业压力应对策略的影响[D].南京师范大学,发展与教育心理学,2012,硕士.
[28]陈建邦.基于动态关联计算的个性化推荐系统的研究[D].西南大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[29]杨浩骏.基于随机灵敏度的服役船舶结构强度再加强方案研究[D].哈尔滨工业大学,船舶与海洋工程,2014,硕士.
[30]朴千荣.对中国西部大开发中旅游业的文化思考[D].中央民族大学,民族学,2004,硕士.
[31]罗庆.公安县村卫生室基本药物使用情况和合理用药研究[D].华中科技大学,公共卫生,2013,硕士.
[32]沈欣炜,郑竞宏,朱守真,朱凌志,施涛,曲立楠.光伏并网逆变器控制参数的dq轴解耦辨识策略[J].电力系统自动化,2014,04:38-43.
[33]李亦秋.喀斯特石漠化地区参与式农村社区发展研究[D].贵州师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[34]田甜.吉尔模式下口音对口译员口译表现的影响及应对策略[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[35]龙松朋.结构钢的CCT曲线与TTT曲线的关系[D].河南科技大学,材料加工工程,2013,硕士.
[36]毛镇澎.钼碳化合物的高温高压合成以及性能测试[D].吉林大学,凝聚态物理,2013,硕士.
[37]杜阳.基于有机硅溶胶制备LDPE/SiO_x纳米复合材料的研究[D].哈尔滨理工大学,高分子化学与物理,2012,硕士.
[38]李小菲.中美战略与经济对话机制研究[D].吉林大学,国际政治,2013,硕士.
[39]苏浩.中国明清史料における遣明使策彦周良の研究[D].浙江工商大学,日语语言文学,2013,硕士.
[40]杨蕾.论我国国有商业银行规模不经济的成因及制度完善[D].华东师范大学,政治经济学,2004,硕士.
[41]高英.复合混凝法处理高炉煤气冷凝水及设备腐蚀影响的研究[D].内蒙古科技大学,环境工程,2013,硕士.
[42]林明桂.由合成气制备低碳混合醇催化剂的制备与性能研究[D].华东师范大学,无机化学,2004,硕士.
[43]陈雅迪.IL-21在狼疮肾炎患者肾脏组织中的表达及意义[D].广西医科大学,风湿免疫学,2013,硕士.
[44]吕文博.国产中—高分辨率遥感数据反射波段交叉辐射定标方法与体系研究[D].西南交通大学,地质工程,2014,硕士.
[45]王广雄,苏宝库.高分辨率数字锁相迴路的设计[J].自动化学报,1980,03:189-194.
[46]刘一江.拼焊板圆筒形件固体颗粒介质成形焊缝移动规律研究[D].燕山大学,材料加工工程,2014,硕士.
[47]史琦.不同运动方式对老年女性认知能力影响的实验研究[D].吉林大学,体育,2013,硕士.
[48]乔元斌.个体诊所管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[49]赵丽菡.职业学校项目教学实施过程中的问题及对策[D].河北师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[50]袁永昭,张之贵.田家复杂断块区三维地震勘探效果[J].石油地球物理勘探,1989,05:559-567+618.

相关推荐
更多