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基于视觉伺服的汽车几何尺寸测量系统研究

作　者: 朱珂
导　师: 孙利生
学　校: 东南大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 计算机视觉测量伺服系统步进电机
分类号: U467.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

随着计算机技术、数字成像技术的发展,计算机视觉伺服技术的应用领域迅速拓宽。本论文将视觉伺服技术引入汽车几何尺寸测量领域,以满足对不同型号军车快速准确的测量要求。本文首先对图像数据存储结构进行了研究,建立了图像实时采集系统。在研究Sobel算子、Hough变换等图像处理算法的基础上对图像进行了预处理,得到了边缘增强图像,并进行了图像特征点、圆的识别、圆心定位等研究工作。通过对运动控制算法的探讨,采用了PID算法对图像处理结果进行调节,设计了以单片机PIC16F73为核心的步进电机运动控制电路,通过对步进距离的计算,得出特征点之间的相对尺寸。在此基础上建立了基于视觉伺服的汽车几何尺寸测量系统的原理性样机。并通过实验验证了该系统应用于军用汽车几何参数与通过性在线测量的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 课题背景  8
  1.2 基于视觉的伺服系统概述  8-11
    1.2.1 视觉伺服的定义  8-9
    1.2.2 基于视觉的伺服系统的分类  9-10
    1.2.3 基于视觉的伺服系统在国内外的发展与应用  10-11
  1.3 系统总体方案的构成  11-13
    1.3.1 课题要求和基本结构  11-12
    1.3.2 机器视觉部分设计  12-13
    1.3.3 机械及伺服系统设计  13
  1.4 课题的研究内容和章节安排  13-15
第二章图像数据采集  15-22
  2.1 图像采集的硬件组成  15
  2.2 图像采集系统的软件概述  15-16
  2.3 初始化指定设备、申请资源  16-17
  2.4 图像数据采集过程  17-21
    2.4.1 图像数据的结构  17-18
    2.4.2 图像数据的存储  18-19
    2.4.3 图像采集到内存的过程  19-21
  2.5 本章小结  21-22
第三章图像处理与特征点的识别  22-36
  3.1 图像处理概述  22
  3.2 边缘检测技术  22-26
    3.2.1 边缘检测算子  22-25
    3.2.2 Sobel 算子的VC++实现  25-26
  3.3 Hough 变换对车轮形状和圆心、半径的识别  26-34
    3.3.1 Hough 变换的基本概念和基本思想  26-28
    3.3.2 Hough 变换对车轮轮廓圆的检测  28-31
    3.3.3 Hough 变换识别圆心的VC++实现  31-32
    3.3.4 Hough 变换中对两车轮至多车轮的检测与识别  32-34
  3.4 边缘极限点的判断  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章伺服驱动系统设计  36-52
  4.1 伺服系统总体构成  36
  4.2 步进电机控制算法  36-39
    4.2.1 伺服系统的PID 算法  37-39
  4.3 控制与驱动部分通信过程的设计  39-46
    4.3.1 通信协议的说明  39-40
    4.3.2 MSComm 串行通讯的软件编程  40-43
    4.3.3 通讯部分的硬件设计  43-46
  4.4 控制和驱动部分  46-51
    4.4.1 控制驱动部分的硬件组成  46-47
    4.4.2 控制驱动部分的软件编程  47-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章原理性验证实验  52-55
  5.1 实验系统的建立  52-53
  5.2 实验的设计  53-54
  5.3 本章小结  54-55
第六章总结与展望  55-56
  6.1 总结  55
  6.2 展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
在学期间研究成果  60

基于视觉伺服的汽车几何尺寸测量系统研究

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