基于模板匹配工件定位的研究

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1、广东工业大学硕±学位论文（工学硕±）基于模板匹配工件定位的研究陈泽宁二〇—六年十二月４５：１１８分类号：学校代号２１１１３０４０７９：：ＵＤＣ：密级学号广东工业大学硕壬学位论文（工学硕±）基于模板匹配工件定位的研究陈泽宁指导教师姓名、职称：张学习副教授学科：控制科学与工程（专业）或领域名称学生所属学院：自动化学院论文答辩日期１２月：２０１６年ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔ；ｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉＶ巧ｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆ

2、ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅｇｇ）Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｗｏｒｋｐｉｅｃｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｂａｓｅｄｏ打ｔｅｍｐｌａｔｅｍａｔｃｈｉｎｇＭａｓｔｅｒＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎＺｅｎｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＺｈａｎｇＸｕｅｘｉＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１６ＦａｃｕｌｔｙｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎ

3、ｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１００６摘要摘要将机器视觉技术引入到工业控制系统中成为当前比较有代表性的研究课题之一。由于机器视觉系统具有精确性、快速性，，、客观性在现代自动化生产中逐渐成为了人们的研究热点，基于机器视觉的应用也在迅速增长。机器视觉作为代替人眼获取环境信息的重要手段，可Ｗ提高工业机器人对工件定位的灵活性和自主能力。从采集图像提取目标工件的特征信息，实时的、准确的一识别出目标工件的空间位姿信息是机器视觉系统在自动化领域应用的关键技术之。本文Ｗ基于边缘几何特征的模板匹配技术对工件的定位进行了研究。主要研究内容如下：

4、１、图像崎变矫正和坐标转换的实现研究了相机的成像模型和张正友标定法，详细介绍了张正友标定法将Ｈ维空间目标点投影到成像平面的推导过程，及内部参数和喷变向量在模型中的作用同时；也详细推导了张正友平面标定图像坐标与世界坐标的转换过程，并对张氏标定算法进行实现，通过实验实现了对图像的崎变矫正和求得坐标转换矩阵。２、基于边缘几何特征模板匹配算法的设计和实现详解介绍了基于特征点梯度信息的模板匹配的方法，推导了采用二次曲面拟含求特征点梯度信息和亚像素坐标、最小二乘平差法求髙精度匹配的理论公式，并对算法进行扩展，提出了目标捜索区域局部极大值提取方法，即使搜索

5、图像中出现多个目标示例，算法也能将其全部识别和定位出来。由于算法的理论比较复杂，本文还详细的介绍了算法的实现细节如模板创建、匹配过程等，，并绘制程序流程图通过实验展示每个步骤的实验效果和数据。３、算法实际性能的测试介绍了本文视觉系统的硬件、软件环境及视觉系统整体程序流程图。并分别对单目标情况的鲁棒性、实时性和精度进行了测试，对多目标情况下算法的实时性和精度进行了测试，了解算法的实际性能，同时也对测试结果进行分析。最后，对本文的主要研究成果进行总结，并指出了本文的不足之处和提出改进方向。Ｉ广东工业大学硕壬学位论文：相机标定；；

6、；关键词；图像矫正模板匹配曲面拟合多目标匹配ＵＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｔ：ｅｃｈｎｏｌｏ；ｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓ化ｍｇｙｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｏｐｉｃｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ巧＊ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｓｅｍｈａｓｔｈｅｕｉｃｋｎｅｓｓａｃｃｕｉａｃｏｂｅｃｔｉｖｉｔｉｎｔｈｅｍｏｄｅｒｎｙｑ，ｙ，ｊｙ，

7、ａ山ｏｍａｔｉｏｎｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒａｄｕａｌｌｂｅｃｏｍｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｃｕｓｉｎｔｈｅｅｏｌｅｂａｓｅｄｏ打ｔｈｅｐ，ｇｙｐｐ，ａｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｉｓａｌｓｏｒｏｗｉｎｇｒａｉｄｌ．ｐｐｇｐｙＭａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎａｓａ打ｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｏｆａｃｃｅｓｓｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｎｓｔｅａｄｏｆｈｕｍａｎｅｅｓａｎｄｃａｎｒｏｖｅｔｈｅｅｘ化