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）5101520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：TP391.41Featurerecognitionofnaturalpattern'sscrewthreadintheaugmentedassemblysystemZHUOWei,HOUWenjun(AutomationSchool,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)Abstract:Assemblyfeaturerecognitionofnaturalpatternisanimportantpartintheaugmentedassemblysystemandthefoundationtoassemblenaturalpatternandentitymodelinthevirtualassemblyenvironment.Thispaperbaseonthecharacteristicsofnaturalpattern’sscrewthreadasthebreakthroughpoint.Firstly,gettingrealimagesbycamera,secondlyrecognizingthenaturalpatternfromimages,thirdlyrecognizingthecharacteristicsofscrewthreadandmarkingitout.Theexperimentalresultsshowthatitcanrecognizethenaturalpatternwellandthethreadfeaturesinuncomplicatedbackgroundandgoodlightingconditions.25Keywords:theaugmentedassemblysystem,featurerecognition;naturalpattern,Imageprocessing0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3035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g'),rmax(r,g,b)和gmin(r,g,b)(1r'),gmax(r,g,b)和bmin(r,g,b)(3b'),gmax(r,g,b)和gmin(r,g,b)1实物模型的图像处理404550551.1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颜色过滤实物模型或机械零部件一般由金属或单种材料铸造而成，具有明显能和背景区分的颜色，并且颜色单一，因此在获取其颜色区间后可以根据颜色将实物模型与背景分离。通常情况下，图像以RGB颜色模型的形式进行存储和显示。RGB颜色通过红、绿、蓝三个颜色分量的组合表示其他颜色。这不利于通过设定阈值的方法对图像进行颜色过滤。而HSV颜色模型将颜色的色度通过H分量表示出来，方便通过设定色度的阈值将实体模型提取出来。将图像从RGB颜色模型转换成HSV颜色模型的计算方法如下：对于一张RGB格式的彩色图像中的任意像素（r，g，b），其中r...