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本课题来源于课题组与天津海鸥表业集团有限公司合作的擒纵轮检测项目,旨在研制一台全自动视觉检测仪器用于手表精密零件擒纵轮的检测。在机械手表走时轮系中,擒纵轮是控制发条释放能量的关键因素,其制造精度对指针的匀速转动以及手表的准确计时有直接影响。 随着计算机视觉技术的高速发展和自动化科技的日趋成熟,擒纵轮的检测也从人工投影法逐渐向自动化转变,研制出一台高效率、高精度且运行稳定可靠的的全自动擒纵轮视觉检测分选仪器势在必行。本文从全自动检测工程化面临的实际问题出发,针对擒纵轮的特性,对部分硬件设备、图像处理算法和软件系统设计进行了深入的探究,通过与硬件设备FPGA和机械工装的配合,实现了擒纵轮全自动检测的工程化,本文所进行的主要工作有以下几方面: 1.对擒纵轮正反识别算法的实用性进行了分析和改进,从实际情况出发通过对采相装置设计,与下位机FPGA通讯以及各机械工装的匹配,实现了对运动中的擒纵轮及时准确的正反识别,保证了擒纵轮正反识别模块稳定、高效地流水线作业。 2.提出基于数字模板参数对比的参数测量方式,定义了数字模板的概念,并对比分析了其较之于实体模板的优越之处。 3.就工业现场因人工操作和环境不洁等引入的附着物对擒纵轮检测仪造成的干扰,从实际出发对擒纵轮附着物的种类和剔除方法进行了研究分析,提出了结合先验轮廓信息的附着物剔除法,达到了理想的附着物剔除效果,并保证了测量精度。 4.为了提高擒纵轮检测效率,对测量系统采用双程测量讯模式,通过使用MSCComm控件进行双串口通讯程序的编写,实现两个模块无干扰地与下位机FPGA及时通讯,大幅度提高了整机的检测效率。 5.针对实际测量需求和精度要求,为全自动擒纵轮视觉检测仪选取两款合适的相机,并对两个相机的采集卡进行二次开发编程,达到正反识别相机对运动中的擒纵轮清晰采相处理、参数测量相机高精采相处理的效果。