基于人眼視覺機(jī)制的檢測(cè)機(jī)器人鑄件缺陷識(shí)別與定位方法研究
本文選題:注意機(jī)制 + 射線圖像; 參考:《重慶理工大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:目前,X射線數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別是射線檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。從工件的X射線檢測(cè)圖像自動(dòng)提取出其缺陷信息,傳統(tǒng)圖像識(shí)別方法均以孤立圖像為研究對(duì)象進(jìn)行靜態(tài)圖像處理和分析,自動(dòng)獲取被測(cè)試件的缺陷,這樣導(dǎo)致了可靠性以及實(shí)時(shí)性不高等現(xiàn)實(shí)問題。機(jī)器視覺是人工智能領(lǐng)域一個(gè)十分活躍的分支,人眼視覺在面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境時(shí)可以快速地將本人的注意力聚集在一些顯著性高的的目標(biāo)上,而后對(duì)這些目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先處理。本文將人眼視覺選擇注意機(jī)制引入到X射線圖像目標(biāo)檢測(cè)中,提出一種動(dòng)態(tài)的基于人眼視覺機(jī)制的X射線數(shù)字圖像自動(dòng)識(shí)別新方法。該方法在圖像的運(yùn)動(dòng)序列中對(duì)缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)提取和動(dòng)態(tài)跟蹤,利用人眼視覺注意機(jī)制模型等圖像處理方法在每幅圖像中分離出潛在缺陷,保證提取出全部真缺陷而不必考慮偽缺陷的數(shù)量,并將此方法應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)機(jī)器人在線檢測(cè)過程中,有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要分為缺陷識(shí)別與提取、缺陷匹配與定位、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)三個(gè)部分:(1)通過模擬視覺注意機(jī)制,以區(qū)域或者行(列)分割為手段,提出了基于視覺注意機(jī)制且利用中心-周邊算子的鑄件射線圖像缺陷檢測(cè)模型以及其實(shí)現(xiàn)方法,避免了傳統(tǒng)Itti方法存在的問題,減少了無關(guān)區(qū)域?qū)诵膮^(qū)域的干擾以及數(shù)據(jù)處理量,達(dá)到順利選擇出射線圖像中應(yīng)該被關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域的目的,為后續(xù)缺陷提取打下基礎(chǔ)。(2)分析總結(jié)了Harris角點(diǎn)提取和SIFT特征點(diǎn)提取的原理及一般流程,之后通過介紹RANSAC方法的原理及優(yōu)點(diǎn),優(yōu)化了匹配過程中偽缺陷的問題,進(jìn)一步保證了缺陷匹配的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,提出了基于Harris-SIFT的缺陷匹配方法。通過將(1)中選擇的區(qū)域以及(2)中匹配成功的缺陷綜合對(duì)比后,得到鑄件中缺陷的真實(shí)位置,而后利用平移視差法定位鑄件缺陷在空間中的具體坐標(biāo)。(3)提出了基于支持向量機(jī)的鑄件缺陷分類方法,構(gòu)建了分類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),計(jì)算了其中的關(guān)鍵參數(shù)。(4)針對(duì)工業(yè)應(yīng)用情況,初步設(shè)計(jì)了一套檢測(cè)系統(tǒng),包括系統(tǒng)整體的流程設(shè)計(jì)、機(jī)器人設(shè)計(jì)、相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)等。
[Abstract]:At present, the computer automatic recognition of X-ray digital image is a hot spot in the field of ray detection. The defect information is extracted automatically from the X-ray image of the workpiece. The traditional image recognition method takes the isolated image as the research object for static image processing and analysis, and automatically acquires the defect of the tested piece. This led to reliability and low real-time problems. Machine vision is a very active branch of artificial intelligence field. Human vision can quickly focus on some highly significant targets in the face of complex environment and then give priority to these goals. In this paper, the human visual selective attention mechanism is introduced into the object detection of X-ray images, and a new dynamic method for automatic recognition of X-ray digital images based on the human visual mechanism is proposed. In this method, the defects are extracted and tracked dynamically in the moving sequence of the image, and the potential defects are separated from each image by using the human visual attention mechanism model and other image processing methods. It is of great practical significance to extract all true defects without considering the number of pseudo-defects and to apply this method to the on-line detection of industrial detection robots. This paper is mainly divided into three parts: defect identification and extraction, defect matching and positioning, and the overall design of the system. The defect detection model of casting ray image based on visual attention mechanism and center-peripheral operator is proposed and its implementation method is proposed to avoid the problems of traditional Itti method. It reduces the interference of irrelevant region to the core area and the amount of data processing, and achieves the purpose of selecting the key area in the radiographic image that should be paid attention to. In this paper, the principle and general flow of Harris corner extraction and SIFT feature point extraction are summarized. Then, by introducing the principle and advantages of RANSAC method, the problem of false defect in matching process is optimized. The accuracy of defect matching is further ensured. On this basis, a defect matching method based on Harris-SIFT is proposed. The true position of the defects in the casting is obtained by synthesizing the selected areas in the casting and the matching defects in the two parts. Then using the translation parallax method to locate the specific coordinates of casting defects in space, a new method of casting defect classification based on support vector machine (SVM) is proposed, and the neural network of classification is constructed, and the key parameters. A testing system is designed, including the whole system flow design, robot design, software design and so on.
【學(xué)位授予單位】:重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TP391.41;TP242
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1965405
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