基于机器视觉的工件识别系统.pdf

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1、２０１６年２月机床与液压Ｆｅｂ?２０１６第４４卷第４期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０４?０３３基于机器视觉的工件识别系统熊晓松，周凯（武汉科技大学城市学院机电工程学部，湖北武汉４３００８３）摘要：针对生产制造过程中枯燥的零件识别、分拣等工作，利用ＬａｂＶＩＥＷ建立了具有机械视觉的识别系统。通过对工作区内零件进行图像采集、处理，甄别不同形体的零件以实现零件的分拣工作，可以极大促进生产的自动化程度，提高生产率

2、。最后通过实验验证了设计的实用性。关键词：机器视觉；工件识别；图像采集；图像处理中图分类号：ＴＰ２４２?６＋２文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）４－１０６－３ＲｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＷｏｒｋｐｉｅｃｅｓＢａｓｅｄｏｎＭａｃｈｉｎｅＶｉｓｉｏｎＸＩＯＮＧＸｉａｏｓｏｎｇ，ＺＨＯＵＫａｉ（ＣｉｔｙＣｏｌｌｅｇｅ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ

3、ｂｏｒｉｎｇａｃｔｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓａｂｏｕｔｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ，ｃｌａｓｓｉｎｇｅｃｔ，ａｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉ⁃ｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈＬａｂＶＩＥＷｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄ，ｔｈｅｎｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈａｐｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅｄａｎｄｓｏｒｔｅｄ．Ｉｔｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｆｏｒ

4、ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃ⁃ｔｉｖｉｔｙｏｆｃｏｍｐａｎｙ．Ａｔｌａｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖａｌｉｄａｔｅｄｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ；Ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓ；Ｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；Ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓ当前工业生产线上不同外形和大小的零件分拣工具有视觉的机器人控制系统主要由图像视觉输入作

5、大多由人工完成，工人从事该工作劳动量大、枯燥设备、光源、上位机、下位机、机器人本体等组成。乏味且效率低下。开发具有机器视觉的机器人可以很具有视觉的机器人控制系统见图１。好地胜任此类工作，极大地提高生产线上的自动化程１?１图像输入设备度，可将人们从此类工作中解放出来。模拟人眼的部件为图像视觉输入设备，例如摄像机器视觉就是给机器装上视觉装置使得机器具有机（头）。根据机器人视觉系统使用的摄像机设备数人类视觉的功能。它可以代替人眼来对环境做测量和目的不同，机器人视觉系统可分为单目、双目以及多［１］判断，再配合机械手

6、臂可以极大地提高机器的自动化目视觉系统。这里的实验使用一个摄像头，为单目和智能化程度。机器人视觉系统是通过摄像装置将被视觉。测目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系图像输入设备与机器人相互位置的不同，将摄像统，图像系统根据图像的像素分布、亮度、颜色等信机与工业机器人的腕部末端构成的手眼系统分为［２］息进行各种运算以抽取目标的特征，进而根据判别的Ｅｙｅ⁃ｉｎ⁃Ｈａｎｄ系统和Ｅｙｅ⁃ｔｏ⁃Ｈａｎｄ系统。Ｅｙｅ⁃ｉｎ⁃Ｈａｎｄ结果来控制现场的设备动作。系统中摄像机装在机器人的手腕上；Ｅｙｅ⁃ｔｏ⁃Ｈａｎｄ系１

7、系统结构统中的摄像机则是安装在机器人本体外的固定位置，在机器人运动过程中摄像机的位置和姿态一直保持改变。这里采用Ｅｙｅ⁃ｔｏ⁃Ｈａｎｄ。此实验案例中图像采集选用的ＵＳＢ摄像头，图像分辨率为６４０像素×４８０像素，６４０表示图像在水平方向上的像素点个数，４８０表示图像在垂直方向上的像素点个数。这样，每一帧采集的图像最大容纳像素点个数为６４０像素×４８０像素。摄像头安装在工作台平面正中央上方，其轴心垂直于工作台平面。１?２光源的采用图１具于视觉的机器人控制系统实体组成图在工作区内的工件可以通过反射光在传感器上留

8、收稿日期：２０１４－１２－２９作者简介：熊晓松（１９７２—），男，硕士研究生，讲师，研究方向为机电一体化。Ｅ－ｍａｉｌ：３７５５０３４３８＠ｑｑ?ｃｏｍ。第４期熊晓松等：基于机器视觉的工件识别系统·１０７·下自己的影像，所以光源的正确选择是保证视觉系统阈值判别法就是通过区分灰度图像中各个像素点正常工作的基础。在选择视觉系统光源时要注意，使亮度值的大小来判定该像素点二值化后是白色或是黑用的光源要把工件和背景区分开来