计算机视觉技术及其在工业中应用的研究

作为计算机科学的一个分支,计算机视觉在最近三十年内有了突飞猛进的发展,其应用范围遍及工业、农业、军事、国防等多个领域,取得了很大的成绩。但从发展的观点看问题,计算机视觉技术还在发展,还有许多理论、算法尚需完善,计算机视觉的应用范围也还远没有达到普及的程度。此项技术蕴藏的潜能,亟待开发利用。 为提高计算机视觉识别(自动定位)系统的工作精度和计算效率,本文对图像处理基础算法中的有关问题进行了深入研究。论文提出了一种快速中值滤波改进算法,该算法充分利用滤波窗口的相互关系,减少了参与数据排列的数据元素,提高了计算效率。论文设计了基于数据压缩技术的序贯相似度快速匹配算法,提高了图像匹配的搜索速度。论文应用双线性后向映射算法对图像进行旋转校正,消除了一阶插值旋转校正所产生的坐标取整误差。论文提出了一种基于并行搜索技术的标记算法,一次扫描中可同时对多个目标进行标记。本文对传统的霍夫变换进行了改进,拒绝累加无意义的图像信息,可有效提高识别效率。此外,论文还就摄像机标定方法和字符识别预处理算法进行了较为深入的分析。 论文运用图像识别和字符识别技术,研究开发了一套发动机活塞装配计算机视觉识别系统,成功地解决了发动机生产厂在活塞装配中存在的漏装、反装和混装问题,消除了事故隐患,保证了活塞装配质量,减轻了工人的劳动强度。此系统已于2002年10月交付工厂使用至今。 论文研究开发了一套计算机视觉偏心桶口自动定位系统,成功地解决了灌装生产线上偏心口在圆周方向随机分布难以自动定位的问题,可保障有毒液体灌装作业工人的人身安全,可提高液体灌装作业的机械化和自动化水平。 论文采用设备驱动程序开发技术实现计算机视觉识别系统对外部设备的控制,解决了视觉识别系统在Windows平台下难以对硬件底层直接操作的问题。 本文的研究工作结合工厂技术改造项目、吉林省教育厅科技发展基金项目《基于计算机视觉技术的活塞识别系统研究》(编号为:200422)和吉林省科技厅应用基础研究基金项目《自动灌装机偏心加注口自动定位装置的研究》(编号为:200405(6))进行。