基于机器视觉的挂纱系统目标定位研究

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机器视觉技术快速发展,双目视觉作为其中的重要领域之一,已经逐渐应用于我们的生产和生活的各个领域中。双目视觉通过两只摄像机组成视觉系统代替人眼观测世界,从不同的角度去观测目标物,利用计算机图像处理技术提取二维图像特征信息,推测目标三维信息,从而获得目标世界真实坐标。目前,纺织车间自动挂纱大多采用的还是人工挂纱的方式,自动化程度低,本文依据一款自主设计的挂纱装置,基于双目视觉技术,采用立体匹配,进行对纺织车间插筒锭杆的识别与定位,得到插筒锭杆中心圆点在世界坐标系中的真实坐标,并依据硬件装置完成上纱落筒的操作。首先比较双目摄像机标定方法,根据实验要求选择张正友摄像机标定模型,采用合适的黑白棋盘格,通过双目相机采集图像进行标定,获得两只摄像机各自的最优内部参数,然后依据两只摄像机的空间3D投影图的位置与位姿参数信息计算其外部参数,最后引入立体校正技术形成平行双目视觉系统。其次,对双目摄像机采集的图片进行图像预处理,完成图像灰度化,依据图像灰度直方图采用直方图正规化的方式进行图像增强,使用中值滤波对图像进行降噪,完成图像预处理后,对当前立体匹配技术进行充分分析比较,选择SGBM算法对预处理后的图像求视差图,此外采用Canny算子代替原算法中的Sobel算子进行边缘检测,增强算法鲁棒性,以求最大化的检测目标物弱边缘信息,更好的完成边缘信息拟合,采用中值滤波的方式对视差图进行空洞填充,使得视差图趋于平滑完整,提高稠密性,得到效果更显著的视差结果。最后,对插筒锭杆进行边缘检测以及圆形拟合后标记圆心,依据三角测量原理推测每个圆心真实世界坐标,再利用圆心之间距离误差测量与分析,完成对插筒锭杆的识别与定位。根据具体要求设计自动挂纱机械装置并完成硬件模块选型,随后利用双目视觉系统标定结果完成上纱操作并测量三维坐标轴方向上的误差以及定位时间。
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