文档介绍：硕士学位论文
基于机器视觉的表壳镶钻机图像定位算法的研究
作 者 姓 名 吴 珅
学 科 专 业 控 制 理 论 与 控 制 工 程
指 导 教 师 黄 道 平 教授
所 在 学 院 自 动 化 科 学 与 工 程 学 院
论 文 提 交 日 期 2014 年 5 月
Research on Image Location Algorithms of Diamond
Machine for Watchcases based on Computer Vision
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate：Wu Shen
Supervisor：Prof. Huang Daoping
South China University of Technology
Guangzhou, China
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摘 要
随着科技的迅速发展，工业生产流程进一步机械化，各行各业不断研发出新的自动
化生产线并投入使用。尽管如此，目前的表壳镶钻工序大多靠人工操作来完成，不仅难
以满足现代化大生产的需求，也在一定程度上造成了人力的浪费。基于此，本文研究了
一种表壳镶钻机，能够自动识别表壳钻槽和料盘上钻石的位置，并将钻石准确地镶嵌到
正确的位置上，有效的提高了生产效率，实现了自动化生产。
镶钻的基本过程是定位钻石、钻槽位置，点胶并拾取钻石，搬运钻石，然后放置钻
石并镶嵌。本文针对镶钻的这一过程，设计出一套完整的表壳镶钻系统方案，主要从硬
件和软件两个方面进行设计。硬件方面，简单介绍了该视觉系统中所选取的光源、相机、
镜头等器材，建立合适的照明系统和图像获取系统，并确定各器件的选型；软件方面，
简单介绍了该系统软件界面，侧重于图像预处理部分及图像定位部分的算法研究，明确
系统功能。
本文的工作重点在于对圆形定位算法的研究，并根据钻石和钻槽的不同成像特点，
提出了两种不同的定位方案。在图像预处理阶段，介绍了有关滤波、形态学、边缘检测
的方法。通过实验结果对比，确定预处理方法。在预处理之后，着重研究了三种圆形识
别和圆心定位的不同算法，分别为模板匹配、分水岭分割、Hough 变换算法。在对这些
算法介绍和实验的基础上，本文采用了基于 FFT 的图像相关匹配算法实现表壳钻槽的定
位和基于 Hough 变换的圆检测算法实现料盘钻石的定位，在保证定位准确性的前提下，
有效地缩短了定位时间，取得了较好的实验结果。
最后，对定位算法进行验证，给出最终定位系统的算法流程图。并将定位算法应用
到实际生产中进行测试，对测试结果做进一步分析。
关键字：机器视觉；圆心定位；模板匹配；Hough 变换
Abstract
With the fast onward march of the development of technology, the industrial processes
need to be more mechanized, and the various sectors of society have continually developed a
lot of new automated production lines and utilized in plants Behind this scene, there is another