高精度圖像尺寸檢測鏡頭畸變校正方法與實現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代零件加工業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的計量檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足日益苛刻的高精度檢測要求。傳統(tǒng)的人工檢測耗費大量勞動力，產(chǎn)生了過高的管理成本和質(zhì)量成本，而且其精度受人為因素制約，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)需求。新興的計算機視覺憑借其測量精度高和全自動檢測等優(yōu)勢，逐漸在計量檢測領(lǐng)域占據(jù)主要地位。高精度檢測要求對于計算機視覺，既是機遇又是挑戰(zhàn)。在進行高精度檢測時，圖像不僅對噪聲的影響非常敏感，相機鏡頭產(chǎn)生的幾何畸變，更是導(dǎo)致檢測精度下降的元兇。細微的

2、畸變，也會造成精度嚴重滑坡。只有真實的圖像，才能真實地反映物體的真實形態(tài)。如何更好地適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展要求，高精度圖像尺寸檢測鏡頭畸變校正具重要意義。
　　 本課題以汽車發(fā)動機氣門的各種尺寸檢測作為研究對象，研究基于計算機視覺的高精度圖像尺寸檢測鏡頭畸變校正方法與實現(xiàn)，以提高檢測精度以及檢測效率。在本課題的檢測系統(tǒng)中，用高速CCD提取氣門圖像，然后對圖像進行中值濾波和亞像素邊緣提取，得到圖像的邊緣特征。通過將相機鏡頭徑向畸變的原

3、理及相關(guān)校正方法結(jié)合實際應(yīng)用，對校正方法進行改進優(yōu)化。利用得到的亞像素邊緣實現(xiàn)畸變校正，得到尺寸參數(shù)的精確解，最終輸出高精度的檢測結(jié)果。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.根據(jù)實際氣門的各種尺寸檢測需求，設(shè)計相關(guān)的尺寸檢測算法。
　　 2.對圖像質(zhì)量進行改善，實現(xiàn)相關(guān)區(qū)域的亞像素邊緣提取。通過中值濾波器濾除圖像噪聲，改善圖像質(zhì)量。再通過priwitt改進算法結(jié)合質(zhì)心法對定位區(qū)域的亞像素邊緣進行提取，獲取高精度邊緣特征。

4、　　 3.對圖像中的氣門進行畸變校正，得到相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果。在步驟二提取的亞像素精確邊緣的基礎(chǔ)上，通過引入徑向畸變參數(shù)，確立了物體在世界坐標中與圖像坐標中的映射關(guān)系，從而建立誤差補償曲線函數(shù)。利用得到的誤差補償函數(shù)的系數(shù)矩陣和徑向畸變參數(shù)，將測得的左右邊緣坐標差乘上像素當(dāng)量并進行誤差補償，實現(xiàn)鏡頭畸變的誤差校正。
　　 實驗表明，該方法快速有效，提高了檢測精度，降低了設(shè)備成本，檢測精度可達2μm。目前該方法已在計算機上編