面向工业设计制造的基于C#编程视觉量测系统设计开题报告

 2024-01-03 09:32:50

1. 研究目的与意义

视觉量测系统是一种利用计算机视觉技术来实现对物体尺寸、形状、位置、姿态等特征进行精确测量的系统。

它广泛应用于制造业、质量控制、机器人、医疗、安全等领域,成为现代工业自动化的重要组成部分。


视觉量测系统的研究背景主要源于以下两方面的需求:
1、提高生产效率和质量:传统的生产线需要人工进行尺寸测量和质量检测,这不仅效率低下,而且容易出现误差,导致产品不合格。

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2. 研究内容和预期目标

基于C#编程的视觉量测系统的主要研究内容包括以下几个方面:
1、计算机视觉算法:视觉量测系统需要运用计算机视觉算法来处理图像,例如目标检测、边缘检测、图像匹配等,从而实现对目标的特征提取和测量。


2、图像采集和处理:视觉量测系统需要利用相机等设备进行图像采集,同时需要进行图像预处理、增强和去噪等操作,以便更好地进行后续的特征提取和测量。


3、基于C#编程的开发:视觉量测系统通常需要使用编程语言进行开发,C#是一种流行的编程语言,可以用于开发视觉量测系统的图形界面、控制程序和算法实现等。

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3. 研究的方法与步骤

本系统的主要硬件部分包括:1台工控机 、1个固高运动控制卡、1个固高8轴端子板、4个台达驱动器、4个电机、1个相机、1个光源、光电传感器若干、1个步进电机、传送带等
项目主要工作流程为通过X Y Z R轴(可以只需要X Y Z 3个轴)的电机带动固定载具托盘处的物体,运动到相机上面去进行检测(可以是测量尺寸、模板搜索对比(缺陷检测)等作用),检测结束以后再将物体送回传送带流走。


基于C#编程的视觉量测系统的研究步骤可以分为以下几个方面:
1、系统需求分析:首先需要对所需的视觉量测系统进行需求分析,包括目标特征、精度要求、测量范围、操作界面等方面的要求。


2、系统设计:在需求分析的基础上,进行系统设计,包括硬件选型、软件设计、图像处理流程、算法设计等方面。

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4. 参考文献

[1] 郭宝云. 工业零件形状与尺寸高精度视觉测量方法研究[D].武汉大学,2013.
[2] 胡均平, 宋菲菲, 罗春雷, 等. 一种基于自适应角点检测的非量测畸变校正方法[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(12): 1210012.
[3] 胡民泉,李登华,乔金明,丁勇,谢东辉.基于机器视觉的量水堰堰上水头自动量测技术[J].水电能源科学,2022,40(05):194-197 177.
[4] 韦梅生,刘松林.玻壳缺陷检测与几何量测视觉系统的设计与实现[J].测绘科学,2009,34(S2):153-155.
[5] 张卡,盛业华,赵东保.视觉可量测实景影像的道路交通标志自动检测[J].仪器仪表学报,2012,33(10):2270-2278.DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.2012.10.017.
[6] 李建松.工业物体表面三维视觉量测的关键技术研究[J].武汉大学学报(信息科学版),2001(04):337-342.
[7]熊联军. 基于机器视觉的测量系统测量能力及评价方法研究[D].天津大学,2017.
[8]武永强,于涛,夏海平,支雄辉,谭力文.基于C#和PLC的机器人控制系统设计[J].机械工程与自动化,2023(01):160-163.
[9]Lappin J S, Fuqua M A. Accurate visual measurement of three-dimensional moving patterns[J]. Science, 1983, 221(4609): 480-482.
[10]Fang T, Ding Y. A sampling-based motion planning method for active visual measurement with an industrial robot[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2022, 76: 102322.


5. 计划与进度安排

(1)2024-2-21~2024-3-11(3周)查阅课题背景及技术资料,制订具体实施计划,完成开题报告。


(2)2024-3-14~2024-4-01(3周)提出设计方案,熟悉控制器硬件资源,完成器件选型。


(3)2024-4-04~2024-4-22(3周)设计电路原理图,制订程序框图,编制控制程序。

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