微装配系统的视觉系统设计研究

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本文介绍了一个适合微机器人装配系统的视觉系统。针对均匀光照条件下的装配工作场景的图像特点及目标物体特征,研究了图像处理、目标识别与定位计算的相关技术,提出了适用于微型机器人装配系统的视觉处理方法,并开发了实验系统。 在视觉系统的图像处理部分,对于采集的原始图像帧数据,选用高斯平滑滤除噪声,改善图像质量。在图像分割阶段,对灰度阈值分割法和松弛分割法的计算速度与分割效果作了比较,并根据均匀光照下二区域分割特点,选用了迭代法求取最佳阈值分割图像,得到的分割结果理想,计算速度快,实时性好。本文还针对圆形机器人身体和线形机器人手臂的特点,利用数学形态学运算将其分割。对宏观场景图像采用5×5圆盘结构元素的开运算分割出机器人身体区域,同时采用8-连接的细化算法获得机器人辅助定位臂所在的直线。 在目标识别与定位部分,对于宏观场景的机器人识别,通过以矩描绘子、区域面积和区域外边缘长度等特征组成的判别函数来判定。 最后介绍了实验系统的装置、软件结构与运行情况。基于模块化思想将系统软件设计为五个部分,分别是图像获取部分、监控程序部分、用户界面、视觉功能模块和装配控制模块,这样的结构有效的提高了系统软件的可移植性和可拓展性,同时也有利于研究人员的分工协作,提高了开发效率。在程序设计时运用面向对象的编程思想,提高了代码的可重用性。
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