基于机器视觉的自动浇注系统液位识别方法研究

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铸件浇注,就是将熔化好的液态金属,在重力或其它的力的作用下,通过浇口杯注入到铸件模型中,当型腔中的金属液冷却后,敲落型腔得到铸件毛坯的过程。目前在许多生产单位中,主要是靠工人用眼睛观察浇口杯中金属液液位,用大脑判断浇注是否完成。这种生产方式存在人为的主观判断误差又容易受到外界因素干扰,人工浇注作业环境恶劣、危险性高、劳动强度大。为了提高铸件浇注的自动化程度,本文采用CCD摄像机代替人眼,通过机器视觉技术的开发,提取浇口杯截面图形特征,利用图像识别技术与满液位浇口杯截面图形进行匹配,实现浇口杯中金属液的液位检测。  通过分析浇注图像形态上的特性,本文提出一种基于二值图像形态学的预处理方法,对实时浇注图像进行去噪处理。即先利用最佳阈值法,完成浇注图像的粗分割与初步去噪,然后利用图像区域连通标注算法,过滤图像中金属液液滴飞溅噪声,最后基于形态学中腐蚀、膨胀运算,选择合适结构元素对图像进行开运算,消除图像中上段金属液柱干扰。对满液位状态的浇口杯图像,选用图像灰度线性展宽与Canny算子,进行图像增强与边缘检测处理,最后通过计算浇口杯边缘Hu不变矩的方法,完成不同形状的浇口杯的分类。  浇注图像预处理后,选用目标图像的内部特性作为描绘子,然后利用图像相关系数匹配法,与预先建立的满液位浇口杯截面图形特征模板进行匹配,完成实时液位识别工作。该方法解决了现有液位识别方法,识别之前不对图像进行去噪预处理,所得液位参数不够准确的问题,提高浇口杯中金属液液位识别的准确性,具有实际应用价值,为下一步浇注自动控制奠定了技术基础。
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