面向滴塑设备的图像处理技术研究

作     者：邓高生 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李迪;谢长贵

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：滴塑机 畸变校正 图像拼接 残留检测 

摘      要：滴塑产品是一种将滴胶涂覆在模具后成型的塑料件,它广泛存在于人们的衣服、鞋子、挂饰和玩具中,由于产品生产工艺简单,现已全部采用滴塑设备生产。随着企业对设备的自动化程度和产品质量要求越来越高,滴塑设备也朝着高精度、智能化的方向发展。为进一步提高滴塑设备的自动化,本文开发的滴塑设备加入了机器视觉技术,主要用于解决以下两个问题:(1)模具图像拼接。滴塑软件是一种用于编辑滴塑运动轨迹的开发工具。许多这类型软件可以导入模具图片作为背景,由操作者进行手动规划轨迹。本文采用工业相机,通过图像拼接算法得到高分辨率的模具图像。(2)模具残留检测。滴塑机在完成一次滴塑后,模具上可能会残留部分塑料,影响下一次滴塑,当前主要依靠人工检查,本文采用机器视觉解决该问题。本文的主要内容如下:(1)对滴塑设备视觉系统的硬件和软件的总体方案进行了探讨,选取了合适的部件。(2)考虑到相机畸变对测量的影响,本文使用张正友标定法实现了相机内参数和畸变系数的计算。针对标定板的角点定位问题,本文测试了几种角点精确定位方式,其中高斯曲面拟合精度较高,在噪声较小的环境下,它的精度可达0.1像素。在这样基础上,利用棋盘标定板得到了精确的像素比例尺。(3)针对扫描拼接问题,本文对比了SIFT、SURF和FAST+BRIEF三种局部特征的时间、稳定性和精度,确定了最佳的特征提取方法,并使用最佳缝合线解决了拼接过渡不均匀的问题。经过测试,拼接的误差在1个像素以内。(4)对于残留检测问题,本文通过采集图像与模板之间的差值来获取残留区域。考虑到机器振动和光线对采集图像带来的影响,本文首先使用了模板匹配算法修正位置偏差,并使用一种线性补偿方法调整图像亮度,确保不会出现误检测,然后使用阈值分割、形态学处理得到二值图像,再通过连通区域标记算法测量残留物的几何参数,最后验证了算法的稳定性。