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基于机器视觉的距离测量系统
作者：蒋昀赟
来源：《科技创新与应用》2013年第28期
摘 要：文章采用了基于机器视觉技术进行自动聚焦的方法，来设计在轻轨锚固螺杆健康检测中用于测量工作台到锚固螺杆距离的系统。该系统采用Tenengrad函数作为调焦的评价函数，先根据实际需要确定镜头的焦距，然后通过对获取的图像进行分析处理，实现镜头的自动聚焦，最后驱动镜头运动到最佳聚焦点，以此来测量距离，该系统可以推广到其他距离测量中。
关键词：距离测量；机器视觉；图像处理；自动聚焦 引言
随着图像处理技术和相关硬件设备的发展，机器视觉在工业检测特别是对于大量的、重复的、实时的零件检测中的应用越来越广泛。
以重庆轻轨锚固螺杆检测为例。锚固螺杆是轨道梁系统中关键的受力部件，对其检测的意义重大。由于在该自动检测系统中，传感器安装在检测车的工作台上，所以，必须准确测量工作台和被检测锚固螺杆的距离，以便于自动将传感器安装到被检测锚固螺杆上。锚固螺杆端面为一个矩形，其俯视图如图1。目前国内尚没有类似的自动测量系统，自主开发此类系统的意义重大。考虑到检测条件及准确性，采用基于机器视觉的方法进行测量。 1 自动距离测量系统的总体方法及软硬件构成 1.1 自动距离测量系统的总体方法
该系统利用基于图像处理的自动调焦原理，先根据实际需要确定摄像机镜头的焦距，然后通过对获取的图像进行分析处理，实现镜头的自动聚焦，最后驱动镜头运动到最佳聚焦点。镜头到被测量物体的距离为焦距加上镜头从初始点到最佳聚焦点的运动距离，即： S=f+？驻L （1）
式（1）中，S为镜头到测量物体的实际距离，L为摄像机镜头焦距，？驻L为在调焦过程中，镜头从初始点到最佳聚焦点的运动距离。测量流程图见图2： 1.2 系统的软硬件构成
本系统的硬件部分由摄像系统、照明系统、步进电机及执行系统、运动控制卡、计算机等组成。如图3所示，其中摄像系统为大恒工业摄像机，运动控制卡用于控制步进电机的运动。
基于机器视觉的距离测量系统
