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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳志安
研究生(外文):CHEN,CHIH-AN
論文名稱:基於機器視覺的快速鈑件圓孔檢測系統
論文名稱(外文):A Rapid Sheet Metal Circular Hole Detection SystemBased on Machine Vision
指導教授:蔡建戊
指導教授(外文):Chien-Wu Tsai
口試委員:王延年陳慶逸
口試委員(外文):Yen-Nien WangChing-Yi Chen
口試日期:2016-07-14
學位類別:碩士
校院名稱:銘傳大學
系所名稱:電腦與通訊工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:54
中文關鍵詞:OtsuSobel 邊緣偵測隨機圓形霍夫轉換機器視覺
外文關鍵詞:OtsuSobel Edge DetectionRandomized Hough TransformMachine Vision
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本篇論文針對工業鈑件上的圓孔,開發出了一套基於機器視覺的快速

鈑件圓孔檢測系統,系統結合了桌上型數控工具機(CNC)、工業攝影機(CCD)

等硬體設備及影像處理技術,透過機器視覺方式進行鈑件校準及圓孔尺寸

及位置量測,並與規格鈑件的圓孔進行比較分析,同時將結果以圖形介面

的方式呈現出來。關於影像處理方法,本研究開發一套改良式影像處理方

法以提高檢測效率,首先對圖像進行增強處理,再利用改良式的 Otsu 演算

法分割前景和背景,之後採用圓形區域均值濾波濾除雜訊,並接著使用改

良式八方向 Sobel 邊緣檢測方法進行邊緣檢測,最後以隨機圓形霍夫轉換

演算法完成整套改良式影像處理方法並進行圓孔檢測。其中,改良式八方

向 Sobel 邊緣檢測方法為本論文所提出的一新穎的邊緣檢測方法,藉由特

殊的閥值分割方式進而大幅改善原有八方向 Sobel 邊緣檢測方法的不足,

且能藉此大大加強整體檢測的精確度。實驗結果顯示本研究提出的改良式

影像處理方法可大幅降低圓孔檢測誤差及系統演算的時間複雜度。
In this thesis, we develop a system that can detect and measure the circular

holes on the sheet metal based on machine vision. The proposed system integrates

a desktop CNC machine, a CCD industrial camera and image processing

technologies to achieve the goal. By using machine vision technology, the

alignment and calibration information of the sheet metal can be obtained from

the captured hole images. Furthermore, the location and size of each detected hole

can be calculated at the same time. Then, the obtained information of each

detected hole is compared with the specification and the result will be shown on

a GUI window. Especially, we develop an improved image processing method

that can enhance the detection efficiency greatly. Firstly, the enhancement of the

hole image is performed. Then, an improved Otsu algorithm is applied to segment

foreground and background. Afterwards, the circular area mean filter is adopted

to filter noises of the image, and the improved Sobel edge detection method and

randomized Hough transform algorithm are performed to detect and measure the

circular hole. About the improved Sobel edge detection is our research invention

and bring lots of benefit. Experimental results show that the proposed image

processing method can reduce the detection errors and complexity greatly.
目錄

摘要.......................................................................................................................i

Abstract...............................................................................................................ii

誌謝.................................................................................................................... iii

目錄.....................................................................................................................iv

圖目錄.................................................................................................................vi

表目錄.............................................................................................................. viii

第一章 緒論.................................................................................................1

1.1 研究動機.........................................................................................1

1.2 研究目的.........................................................................................2

1.3 論文提要.........................................................................................3

第二章 文獻探討.........................................................................................4

2.1 機器視覺應用.................................................................................4

2.2 影像處理演算法探討.....................................................................5

第三章 系統架構與檢測方法...................................................................12

3.1 系統架構.......................................................................................12

3.1.1 系統硬體平台........................................................................12

3.1.1 軟體介紹................................................................................15

3.2 影像處理檢測方法.......................................................................17

3.2.1 方法簡介................................................................................17

3.2.2 影像定位................................................................................19

3.2.3 圖像增強................................................................................24

3.2.4 圖像濾波................................................................................25

3.2.5 改良式 Otsu 二值化演算法..................................................27

v

3.2.6 改良式八方向索貝爾(Sobel)邊緣檢測................................28

3.2.7 隨機圓形霍夫轉換法............................................................31

第四章 實驗結果.......................................................................................35

4.1.1 影像定位結果........................................................................35

4.1.2 圓孔檢測................................................................................37

第五章 結論與未來展望...........................................................................42

5.1.1 結論........................................................................................42

5.1.2 未來展望................................................................................43

參考文獻............................................................................................................44
參考文獻

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