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基于双目视觉的变速器壳体安装孔形位尺寸测量方法研究
| 论文题名： | 基于双目视觉的变速器壳体安装孔形位尺寸测量方法研究 |
| 关键词： | 双目立体视觉;摄像机标定;直方图匹配;边缘检测;SIFT特征 |
| 摘要： | 随着社会进步与经济蓬勃发展，人们物质生活水平显著提升，对汽车的需求越来越大，汽车零部件生产企业的挑战与发展空间也日渐增大。变速器壳体是汽车传动系统中至关重要的一部分，它能确保变速器与其它相连部件的正确安装，其中变速器壳体安装孔的形位尺寸是评估壳体质量的关键。传统的人工测量手段主要为接触式测量，比如游标卡尺和三坐标测量仪等，此方法存在人工干预大、耗时长、不利于批量生产等缺点。针对以上问题，本文以机器视觉技术为研究基础，提出一种基于双目视觉技术的变速器壳体安装孔形位尺寸测量方法。具体工作内容有： （1）研究并完成标定方法的对比，选用一种高精度、成本低、简单实用的张正友平面标定法来完成摄像机标定实验，并利用重投影误差对标定结果进行评估，最终得到了精确的标定结果。 （2）针对变速器壳体表面出现的高光现象，研究一种阈值分割与直方图匹配相结合的方法，有效的保留了变速器壳体表面的纹理信息，消除了壳体表面的高光现象。通过自制边缘测试图的实验对比后，选定Canny算法提取壳体图像边缘。针对Canny算法易受环境因素影响、自适应能力弱等不足，提出一种改进的Canny算法，通过自适应平滑滤波替代原有高斯滤波进行检测，提高算法的抗干扰性；在计算图像梯度强度和方向上加入45°和135°的方向，增强边缘的精确性；采用最大类间方差法实现阈值的自适应调节；使用邻域检索法进一步连接边缘。实验证明改进的Canny算法能有效增强去噪性能并提高检测精度。 （3）设计一种结合Bouguet算法的立体校正方案，将特征点搜索方式从二维降至一维，通过立体校正实验获取了行对准图像，加快了立体匹配运算速度。在传统SIFT算法基础上引入RANSAC方法去除误匹配点，经实验证明该改进方法能有效降低误匹配率，同时减少特征点匹配时间。 （4）完成双目立体视觉测量系统的硬件设备选型与搭建，设计并调试测量系统的软件部分。制定变速器壳体安装孔尺寸测量总方案，根据方案指导完成相关实验，实现变速器壳体安装孔尺寸的测量。通过分析实验测量误差，证明本文提出的双目视觉测量系统在加快检测速度的同时能够拥有较精确的检测结果。最终计算了理论测量误差，并详细制定了高精度测量方式。 |
| 作者： | 曾坛 |
| 专业： | 工程(机械工程) |
| 导师： | 刘金刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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