增强装配系统中实物模型的螺纹特征识别.docVIP

  增强装配系统中实物模型的螺纹特征识别 卓维，侯文军** （北京邮电大学自动化学院，北京市 100876） 5 10 15 20 摘要：实物模型的装配特征识别是增强装配系统的重要组成部分，是实现虚拟装配环境下实 物模型和实体模型进行虚拟装配的基础。本文以实物模型的螺纹特征为切入点，从摄像头获 取的实景图像中识别实物模型以及实体模型上的螺纹特征，并标记出来，以便于进一步与实 体模型进行有机结合，实现虚实结合的虚拟装配。实验结果表明，在不复杂的背景和良好采 光条件下，能很好的识别实物模型以及螺纹特征。 关键词：增强装配系统；特征识别；实物模型；图像处理 中图分类号：TP391. 41 Feature recognition of natural patterns screw thread in the augmented assembly system ZHUO Wei, HOU Wenjun (Automation School, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Assembly feature recognition of natural pattern is an important part in the augmented assembly system and the foundation to assemble natural pattern and entity model in the virtual assembly environment. This paper base on the characteristics of natural pattern’s screw thread as the breakthrough point. Firstly, getting real images by camera, secondly recognizing the natural pattern from images, thirdly recognizing the characteristics of screw thread and marking it out. The experimental results show that it can recognize the natural pattern well and the thread features in uncomplicated background and good lighting conditions. 25 Key words: the augmented assembly system, feature recognition; natural pattern, Image processing  0 引言 在机械设计方面，计算机辅助技术和机械装配相结合的虚拟装配技术成为先进制造技术 的研究热点。增强装配系统是虚拟装配技术的典型代表，在增强装配系统上不仅可以实现对 30 35 虚拟模型的装配操作，而且配合摄像头和数据手套等外部设备，可以实现虚实融合的装配效 果。但目前的增强装配系统主要针对实体模型进行操作，通过鼠标或手势识别等方式对实体 模型进行虚拟装配工作，没有涉及到实物模型，在操作对象上没有完全实现虚实融合的效果。 本文旨在研究实物模型和实体模型的相似点，将实体模型的特征和特征方法应用到实物 模型上，同时通过图像处理和图像识别的方法将图像中的实物模型特征提取出来进行识别， 以达到在增强装配系统能识别到实物模型的装配特征，增强其交互性和可操作性。 本文用颜色过滤的方法提取出图像中的实物模型，然后调用 OpenCV 中的部分函数对图 像进行处理，最后通过分析图像的纹理特性对螺纹特征进行识别。 通信联系人：侯文军（1964-），女，教授，主要研究方向：虚拟现实技术、人机交互、智能设计与数字化 设计. hwj1505@bupt.edu.cn 作者简介：卓维（1989-），男，硕士研究生，主要研究方向：虚拟现实，增强装配系统 -1- 1 实物模型的图像处理   40 45 50 55  1.1 图像的平滑去噪声 对图像进行平滑、去噪声处理是通用的数字图像处理技术，可以提高图片质量，去 除图像中的噪点，以便于后期的图像分析、识别。中值滤波是常用的图像去噪算法，其非线 性的算法可以在保留图像边缘信息的条件下有效抑制图像中的噪点[1]。 对螺纹特征的识别主要靠其纹理特性，因此采用中值滤波的算法处理图像可以平滑 同一表面的图像，并保留边缘信息，使后期的识别效果更佳精确。 1.2 颜色过滤