学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

玻璃瓶垂直度和异物的工业视觉检测系统的研究

作　者: 张灿龙
导　师: 王强
学　校: 广西师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 玻璃瓶垂直度瓶底异物 MMX 技术编译器自带优化器图像处理
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 130次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

玻璃瓶垂直度以及瓶底异物检测是玻璃瓶质量检测的重要方面之一。目前国内玻璃瓶生产厂家大多采用原始的人工目测法，该方法不仅效率低、漏检率高、准确性差，而且检验标准也很难达到一致。少部分厂家引进了国外的验瓶机，但由于国外验瓶机大多采用机械装置与玻璃瓶直接接触的方法，从而存在造价高、灵活性差等缺点，特别地，对垂直度的测量目前国内外均尚无成熟的检测设备。本文独辟溪径，通过综合利用非接触的传感方式和先进的模式识别理论，研究和实现了玻璃瓶的无接触式在线自动检测。所开发的系统不仅性价比高、检测范围广，而且具有良好的人机交互界面，升级方便。对玻璃瓶垂直度测量是采用基于计算机立体视觉的方法，该方法通过非接触的传感方式，用两台摄像机(它们的主光轴相互垂直)正对玻璃瓶同时分别采集一幅图像，然后采用边缘检测算子对其中的一幅瓶子图像进行边缘提取，并对其轮廓进行跟踪和连接处理，接着以净轮廓图为基础求出瓶口中心、瓶底中心以及瓶子中轴，最后计算出中轴与两中心连线之间的夹角，则垂直度等于玻璃瓶的实际高度乘以夹角的正切值，用同样的方法计算出另一幅图像瓶子的垂直度,则总的垂直度为两垂直度平方和的方根。文中还分析了影响垂直度精度的两种主要误差－－角度误差和标准误差。实际检测表明该方法测量准确、效率高、鲁棒性好，相对误差一般介于 6.1%～7.7%之间。结合实际生产的需要，通过对瓶底异物图像进行大量采集和深入研究，针对不同的图像质量，提出了采用分区自适应的异物检测方法。该方法是采用“瓶底照亮、瓶口拍摄”的方案进行图像采集，对采集到的瓶底图像先综合运用阈值分割、Hough 变换等方法进行预处理，得到有效瓶底区；然后将有效瓶底分成三个不同的区域；接着分区域进行异物生长，找到可疑异物，在此基础上对可疑异物进行特征提取和选择；最后，通过设计分类器实现瓶底异物的自动定位与真伪判别。实验表明，该方法的正确判别率达 95%，最小剔除标准可达到1.5mm×1.5mm。为了进一步提高软件的处理速度，我们采用了两种优化方法对检测软件进行了速度优化，第一种是编译器自带优化器优化；第二种是 MMX(Microprocessor Media Extension，多媒体扩展)技术优化。本文是采用 VC++6.0 为开发平台,论文中所涉及的算法和功能模块都已编程实现,所有结果都通过了计算机模拟。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-7
第一章绪论  7-14
  1.1 工业视觉系统  7-10
    1.1.1 工业视觉系统的发展  7
    1.1.2 工业视觉系统的特点  7-10
    1.1.3 工业视觉系统的构成  10
  1.2 本课题的来源及研究意义  10-11
  1.3 研究现状  11-12
  1.4 本文所做的主要工作  12-14
第二章基于计算机立体视觉的垂直度计算  14-31
  2.1 垂直度的计算原理  14-15
    2.1.1 垂直度的定义和理解  14
    2.1.2 双目视觉计算原理  14-15
  2.2 图像的获取  15-18
    2.2.1 图像采集卡  16-17
    2.2.2 摄像机  17-18
  2.3 垂直度检测算法的研究与实验结果  18-27
    2.3.1 算法的基本流程  18
    2.3.2 玻璃瓶边缘的提取  18-23
    2.3.3 玻璃瓶轮廓点的跟踪与补偿  23-27
    2.3.4 玻璃瓶垂直度的计算  27
  2.4 垂直度误差的分析  27-31
    2.4.1 角度误差  28
    2.4.2 标准误差  28-30
    2.4.3 结论  30-31
第三章分区自适应瓶底异物检测  31-48
  3.1 异物检测的主要困难  31-32
    3.1.1 异物的复杂多变  31-32
    3.1.2 伪异物的干设  32
  3.2 几种瓶底图像拍摄方案的设计与比较  32-34
  3.3 异物检测算法的研究与实验结果  34-44
    3.3.1 算法的基本流程  34
    3.3.2 瓶底图像的阈值分割  34-37
    3.3.3 瓶底感兴趣圆的检测  37-40
    3.3.4 瓶底异物的提取  40-44
  3.4 异物判断  44-48
    3.4.1 异物特征的提取与选择  44-46
    3.4.2 分类器的设计  46-48
第四章垂直度、异物检测软件的优化  48-55
  4.1 使用编译器优化软件  48-50
    4.1.1 编译器优化原理  48-49
    4.1.2 优化实现及实验结果  49-50
  4.2 采用 MMX 技术优化软件  50-55
    4.2.1 MMX 技术简介  50
    4.2.2 MMX 技术优化原理  50-52
    4.2.3 Canny 算子的 MMX 实现  52-53
    4.2.4 实验及结论  53-55
第五章全文总结与展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
附录  60

相似论文

基于CCD图像传感器的温度测量技术研究,TH811
基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
雾天或背光条件下图像清晰化算法研究及硬件实现,TP391.41
基于嵌入式图像处理单元的运动目标跟踪系统研究,TP391.41
机械臂视觉伺服系统的研究,TP242.6
数字图像处理在集装箱检测中的应用研究,TP274.4
半成型结构在休闲女装中的应用,TS941.2
基于视觉的番木瓜外观品质检测技术研究,S667.9
基于机器视觉的光纤几何参数检测研究,TN253
羊绒与羊毛纤维鉴别系统的研究,TS101.921
基于计算机视觉对“次郎”甜柿外部品质检测与分级的研究,S665.2
基于图像处理技术的两相流动特性描述,TP391.41
车牌识别系统中车牌定位算法的研究,TP391.41
基于FPGA高清视频车辆检测系统的设计与实现,TP391.41
群控电梯客流密度实时识别技术研究,TP391.41
基于神经树的人脸识别方法研究,TP391.41
数字型仪表自动识读系统研究,TP391.41
智能清分机的管理和应用软件设计,TP391.41
沉积物岩心灰度图像处理技术及其在东海内陆架高分辨沉积记录中的应用,P736.21
车载路面裂缝检测图像处理系统的设计与实现,TP391.41
基于3G网络的智能交通视频监控系统的设计与实现,TP391.41