针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

焊缝跟踪系统是实现机器人焊缝自动化磨抛的保障,焊缝跟踪的精度直接影响焊缝磨抛的质量。介绍了用于机器人焊缝跟踪系统中的摄像机标定技术、图像处理技术和结构光中心线提取技术的国内外研究现状,详细分析了其原理和特点以及各方法的优缺点,阐述了焊缝跟踪系统在机器人焊缝自动化磨抛中的应用。最后展望了焊缝跟踪技术未来的发展趋势。

卷烟质量是烟草企业的品牌形象。针对卷烟封口质量的在线检测需求,首先采用基于机器视觉的胶量检测方法,对相机进行标定和卷烟图像增强的预处理;其次采用基于多特征融合的模糊支持向量机算法对卷烟封口胶量进行分类检测,对支持向量机算法的惩罚因子进行模糊化;最后将不合格卷烟剔出生产线。测试结果表明,该检测方法可有效检测卷烟封口胶量,提高烟草企业生产效率及产品出厂质量。

在采用光栅投影轮廓术的立体视觉方法对目标物体重构过程中,关键的步骤就是求得目标物表面特征点的相位与三维坐标的映射关系。通过对单目相机与投影仪组成的视觉系统建立模型,并对相机坐标系与投影仪坐标系进行空间解析,可得空间中任意一点在图像中坐标(u,v)、绝对相位θ与其在相机坐标系下的三维坐标(xc,yc,zc)存在复杂的非线映射关系。提出基于SVM算法的相位—三维坐标标定方法,用带有圆形标志点的平面标定板进行SVM回归模型的样本采集与训练。并通过对测试集回归预测的数据与实际测量中的数据进行对比,分析实验结果显示该标定方法确实可行,具有较高的标定精度。

在单目视觉检测中,由于相机设置角度以及镜头等原因,相机所拍摄的图片存在非线性畸变,在图片使用之前通常需要进行相机标定、畸变校正。径向基函数(RBF)神经网络具有良好的非线性拟合能力,文中提出一种基于RBF神经网络的相机标定方法,该方法从标准标定板中提取样本像素点作为网络输入,对神经网络进行训练,训练好的网络可以得到畸变图像与校正图像像素点之间的对应关系,进而达到校正图像畸变的作用。实验结果表明,相较于传统的张正友标定法,该方法简单有效,精确度更高。

通过VisionPro视觉软件,搭建高效率、高识别率的颜色识别分类的机器视觉系统。设计四轴机器人控制系统,对相机进行手眼标定,通过视觉处理引导机械手完成颜色识别与分类。为验证系统的有效性,以3种颜色块进行试验,在随机摆放的情况下,对颜色块进行识别与分类。实验结果中识别率达到98.3%以上,且算法具有良好的鲁棒性,可以实现自动识别分类工作。

架空裸导线没有绝缘外皮的保护,容易发生安全事故,利用涂覆机器人开展裸导线绝缘化作业能够减少对人身安全的威胁。针对柔索环境下涂覆机器人运动导致柔索发生变形致使目标发生变化,提出一种面向柔性导线涂覆作业的机器人视觉检测与定位方法,利用机械臂末端相机采集涂覆机器人的标记位置图像,实现对涂覆柔性导线作业的检测与定位。针对柔索环境下目标会随柔索的变形而发生变化的现象,基于相机标定开展图像雅可比矩阵与观察臂雅可比矩阵计算涂覆机器人的空间位置坐标,对动态变化的目标实时定位与跟踪。实验结果表明:该方法可有效对目标进行定位与跟踪,具备外部环境适应能力。

为满足铁路变电所巡检无人化的发展要求,提高检验工作的质量和效率,设计了一种用于变电站室内巡检的机器人。其主要由移动小车、升降总成、操作总成、控制柜四大部分组成。介绍了各个部分的机械结构,对巡检机器人的工作流程进行了描述。该设计实现了机器人整体移动、平台升降、相机拍摄图像和机械手操作开关等功能。建立了坐标系,分析了各个坐标系之间的转换关系,进行了相机的参数标定和手眼标定,计算出机械手到目标点的位移值。测试结果表明:该机器人能够完成对电气控制柜的巡检工作,并能接收远程指令对电气开关进行开合操作。研制的巡检机器人可降低巡检人员的工作强度,提高巡检效率。

在视觉引导机器人完成抓取的过程中,最重要的步骤是手眼标定,手眼标定的精度将直接影响后续工作的精度。充分考虑相机畸变对手眼标定的影响,在Halcon环境下,设计一种高精度的固定视点手眼标定方法,该方法在确定了机器人基础坐标系与相机图像坐标系之间关系的同时也标定了相机的内外参数,并通过实验进行验证。结果表明:该标定方法具有较高的精度,可广泛应用于视觉机器人的定位抓取工作。

为实现铜仇表面缺陷的实时全方位检测，提出基于多摄像机线结构光的三维检测方法。首先，通过标定线结构光和摄像机平面之间的位置参数，获取该摄像机视角下的钢轨表面线结构光的三维形状变化。其次，标定多个摄像机之间旋转平移参数，将多个视角下的三维点云进行拼接形成完整钢轨三维模型。同时，设计了钢轨三维检测的硬件装置，通过硬件编码器获取传送带运动的距离，形成钢轨在长度方向上的全貌三维形状。针对存在缺陷的钢轨样品进行了三维轮廓测量，实验结果表明，该方法的在铜轨深度方向上的精度能达较高精度，符合钢轨表面缺陷检测的要求。