基于ARM9的日用陶瓷嵌入式圆度测量系统

论文摘要

随着人们生活水平的提高，高品质日用陶瓷将逐渐成为陶瓷消费的主流。这些消费需求的改变将对日用陶瓷的工业检测提出高速、高精度、自动化在线检测等要求。以往这些应用中的大部分依靠大量工人完成，这不仅增加了人工成本和管理成本，同时由于人眼容易疲劳且具有不稳定性，无法保证百分之百的检测合格率。随着现代工业自动化水平的发展，基于视频图像的检测、识别和控制技术也得到了发展。这种新技术的产生和应用，极大地解放了人类劳动力，提高了生产自动化水平，改善了人类生活现状，有着极为广阔的应用前景。本论文采用嵌入式技术和数字图像处理技术，实现对圆形日用陶瓷器皿图像的实时捕获、显示，并对该图像进行灰度转换、中值滤波、反色、边缘检测、HOUGH变换等图像变换，提取出圆度的特征值，依据圆度理论求得圆度值，最后将圆度值及相关参数在LCD上显示，整个过程实现一种工业用的非接触式圆度的检测方法。论文的实现部分：采用S3C2410开发板作为硬件平台，软件部分开发采用嵌入式开发的主从模式进行，开发平台采用Redhat9.0，开发工具采用QT／embedded，实现了整个图像采集、变换和结果显示全过程。实验结果表明了本检测系统所采用的方案和方法的可行性和正确性，各方面性能达到了预期的要求，具有很大的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题的目的和意义
• 1.2 圆度测量系统国内外发展的状况
• 1.3 本课题的主要研究内容及研究路线
• 2 日用陶瓷圆度测量系统原理
• 2.1 圆度测量原理
• 2.1.1 圆度及圆度误差
• 2.1.2 圆度误差及评定方法
• 2.2 图像处理方法
• 2.2.1 图像的常用表示模型
• 2.2.2 HSI颜色模型
• 2.2.3 图像的中值滤波
• 2.2.4 图像的增强方法
• 2.2.5 图像的分割方法
• 2.2.6 图像的边缘检测
• 2.2.7 图像的细化
• 2.2.8 轮廓提取
• 2.3 本章小结
• 3 日用陶瓷圆度测量嵌入式系统硬件方案设计
• 3.1 系统光源
• 3.2 摄像头
• 3.2.1 CCD器件的特性参数
• 3.2.2 CCD摄像器件
• 3.2.3 图像采集
• 3.3 ARM9开发板配置方案
• 3.3.1 开发板核心S3C2410芯片介绍
• 3.3.2 存储器
• 3.4 LCD显示屏
• 3.4.1 LCD原理
• 3.4.2 LCD的驱动控制
• 3.4.3 LCD的显示方式
• 3.5 图像采集定位装置
• 3.6 硬件方案实现
• 3.7 本章小结
• 4 日用陶瓷圆度测量嵌入式系统软件方案设计
• 4.1 圆度测量系统软件环境简介
• 4.1.1 Linux操作系统
• 4.1.2 PC机X86环境开发工具Qt
• 4.1.3 Qt/Embedded
• 4.1.4 开发环境的建立
• 4.2 软件体系结构和主要模块设计
• 4.2.1 软件体系结构
• 4.2.2 软件流程分析
• 4.3 主界面设计
• 4.4 软件模块功能及实现
• 4.4.1 数据采集
• 4.5 软件中有关图像处理的关键算法
• 4.6 本章小结
• 5 系统测量结果及分析
• 5.1 日用陶瓷产品的种类和分级
• 5.2 日用陶瓷圆度检测结果
• 5.3 精度分析
• 5.3.1 摄像头的几何畸变误差
• 5.3.2 系统的噪声误差
• 5.3.3 图像处理方法误差
• 5.3.4 计算累计误差
• 5.4 系统调试
• 5.5 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本课题的研究工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间所发表的论文