基于计算机视觉的齿轮质量检测系统研究

论文摘要

随着计算机视觉技术和光电技术的飞速发展,视觉检测技术得到了迅速发展和广泛应用,视觉检测技术作为一种非接触手段已经越来越引起人们的重视。齿轮制造在现代制造业中占有重要地位,齿轮的精度对于机械产品的性能有着重要影响。计算机视觉检测技术在齿轮质量检测中的应用,可以提高齿轮产品的检测精度,降低企业的生产成本,对企业的长足发展和市场竞争力的提高具有十分重要的意义。本文对计算机视觉技术在齿轮质量检测技术中的应用进行了深入的研究和探讨,建立了一套基于计算机视觉的齿轮质量检测系统。本系统对采集到的齿轮实物图进行处理,通过对比多种边缘检测方法,选择了效果较好的高斯拉普拉斯方法进行齿轮的边缘检测。本系统采用两种方法进行齿轮产品检测。一方面,在对IGES文件格式进行分析基础上,将齿轮的边缘图像转化为以点为实体的IGES图形文件,使产品设计者可以在机械设计软件中将其打开,对比产品的设计图。另一方面,采用基于互信息的图像配准技术,将齿轮设计图与齿轮边缘图进行比对,达到空间位置的自动对齐,对配准后的齿轮设计图和边缘图,引入图像融合技术,将它们融合在一幅图像中可直接观察配准效果,并可以根据融合图像中重合率判断齿轮是否合格。该系统在C#.net和Matlab平台上进行开发,并进行了相关的实验,对实验数据进行了分析,验证了本方案的可行性。提出的方法操作简单,直观效果好,是一种新型的具有发展前途和应用前景的非接触测量技术。同时该方法具有较好的扩展性,可以将该方法应用到其它机械零件的质量检测中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的目的与意义
• 1.2 国内外相关的研究概况
• 1.2.1 齿轮测量技术的发展
• 1.2.2 计算机视觉检测技术的发展
• 1.2.3 计算机视觉技术在齿轮测量中的应用现状
• 1.3 本文主要的研究工作
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 齿轮图像的处理分析
• 2.1 齿轮彩色图像的灰度化处理及其实现
• 2.2 齿轮灰度图像的边缘检测
• 2.2.1 常用的边缘检测方法
• 2.2.2 LoG 边缘检测原理及实现
• 2.3 噪声点的去除
• 第三章 基于CAXA 电子图板的齿轮质量检测
• 3.1 CAXA 电子图板介绍
• 3.2 IGES 文件格式分析
• 3.2.1 IGES 文件的组成
• 3.2.2 IGES 文件中常见实体
• 3.3 IGES 文件的生成
• 3.3.1 保存齿轮边缘图像中齿轮的边缘点
• 3.3.2 实现 IGES 文件的写操作
• 3.4 实验结果及结论
• 第四章 基于互信息的齿轮设计图与实物边缘图的图像配准
• 4.1 互信息介绍
• 4.1.1 互信息概念
• 4.1.2 图像互信息的计算实现
• 4.1.3 实验结果
• 4.2 基于互信息的齿轮边缘图和设计图的图像配准
• 4.2.1 图像配准的概念
• 4.2.2 基于互信息的齿轮边缘图和设计图的配准实现
• 4.3 实验结果及结论
• 第五章 基于小波变换的齿轮设计图与实物边缘图的图像融合
• 5.1 小波变换及图像的小波分解
• 5.2 基于小波变换的彩色图像融合
• 5.3 实验结果
• 第六章 齿轮质量检测系统软件的设计与实现
• 6.1 软件系统工作流程
• 6.2 图像处理模块
• 6.3 与 CAXA 软件接口模块
• 6.4 齿轮设计图和边缘图的配准和融合操作模块
• 6.4.1 Matlab 下做com 组件
• 6.4.2 在 C#中调用生成的 COM 组件
• 6.4.3 添加引用后在 C#平台上的使用方法
• 6.5 实验结果及结论
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢