轮胎X光图像缺陷分析系统软件工程化结构的研究

论文摘要

随着我国汽车工业和交通运输业的高速发展,我国的轮胎工业也有了长足的发展,汽车轮胎的产量与日俱增,这其中全钢子午线轮胎以其滚动阻力小、节油、行驶里程高、耐磨性好、行驶安全等优点,成为世界轮胎发展的主流产品。然而在子午线轮胎生产过程中,难免会有各式各样的缺陷产生,如果这些有缺陷的轮胎被投入使用必然会对轮胎的使用寿命甚至用户的生命安全造成极大影响。因此轮胎出厂时的质量检测变得尤为重要。目前的检测方法一般是用X光机对轮胎进行X光成像,工人通过观察图像判读轮胎是否有缺陷以及缺陷的类型并归类。这种判读是主观判读,受外界的干扰因素多,并且工人工作量和工作强度均很大,这些都不利于轮胎检测。本文通过对全钢子午线轮胎X光图像的特点以及轮胎缺陷判级标准的研究,完成了轮胎X光图像缺陷自动识别软件的系统（简称TDI系统Tire-Defect-Identification System）研究和整体用户界面设计,利用COM组件技术完成了轮胎整体区域自动分割算法,以及轮胎胎冠和胎侧部位的缺陷自动识别和缺陷标记算法,并在Visual Studio 2005下完成了各个算法动态链接库的制作,制定了公共接口类与各算法类的数据交互规则,并最终完成了类的封装。本文主要完成以下几个方面的工作:1.按照软件工程的规范要求,对轮胎缺陷自动识别软件进行了建模设计。撰写了系统详细设计说明书,并据此完成了软件整体逻辑结构设计,搭建了应用程序框架。2.按照工程化的规范要求,利用COM组件技术实现C#与Matlab混合编程,完成了整体区域分割、胎冠部分缺陷和胎侧部分缺陷检测算法的COM组件制作与算法类的封装,提高了代码运行效率,地增强了算法的可移植性和扩展性。3.完成了图像的缩放显示和实时滚动显示等功能,实现了图像数据格式的相互转化,规划了软件的文件组织体系。4.在Visual Studio 2005下利用C#完成了各个算法动态链接库的制作,制定了公共接口类与各算法类的数据交互规则,完成了类的封装,并最终完成了整个软件的封装,使其能够满足工程化应用的需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题的发展现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 TDI系统的开发流程和理论分析
• 2.1 TDI系统的开发流程
• 2.1.1 需求分析
• 2.1.2 系统分析与设计
• 2.1.3 编码实现
• 2.1.4 测试
• 2.1.5 维护
• 2.2 TDI系统的软件开发方法
• 2.2.1 结构化方法
• 2.2.2 面向数据结构的软件开发方法
• 2.2.3 面向问题的分析法
• 2.2.4 原型化方法
• 2.2.5 面向对象的软件开发方法
• 2.3 TDI系统的UML描述
• 2.3.1 标准建模语言UML的出现
• 2.3.2 标准建模语言UML的内容
• 2.3.3 标准建模语言UML的特点
• 2.4 TDI系统的图像结构理论
• 第三章 TDI系统的整体设计及各部分功能模块设计
• 3.1 TDI系统结构理论基础和整体结构设计
• 3.1.1 系统整体架构
• 3.1.2 软件系统需实现的功能
• 3.1.3 系统逻辑结构图
• 3.1.4 系统功能模块
• 3.2 TDI系统的输入模块
• 3.2.1 数字图像数据的获得和预处理
• 3.2.2 图像参数设置和缺陷参数设置
• 3.3 TDI系统的用户权限管理模块
• 3.4 TDI系统的显示模块
• 3.4.1 图像的滚动显示
• 3.4.2 图像的放缩显示
• 3.5 TDI系统的图像处理模块
• 3.5.1 图像区域自动分割
• 3.5.2 胎冠部分缺陷检测
• 3.5.3 胎侧部分缺陷检测
• 3.6 TDI系统的缺陷标记模块
• 第四章 基于COM组件的程序混编技术在TDI系统中的应用
• 4.1 COM组件技术及理论基础
• 4.2 程序混编在TDI系统中的应用
• 4.2.1 TDI系统的算法选择
• 4.2.2 频谱虑波在VC和Matlab中的实现
• 4.2.3 VC和Matlab算法比较
• 4.3 VC与Matlab混合编程的实现
• 4.3.1 VC调用Matlab的方法
• 4.3.2 在TDI中使用Matlab数学库
• 4.3.3 在TDI中使用COM组件
• 4.4 Matlab下 COM 组件的制作
• 4.5 Visual Studio 2005 中COM组件的调用
• 4.6 COM 组件在目标计算机上的注册
• 第五章 Visual Studio 2005 下基于C#的工程化程序封装
• 5.1 公共接口类和各模块类的设计原理及实现
• 5.2 数据交互与访问规则的设计原理及实现
• 5.3 各模块动态链接库的封装
• 第六章 实验与总结
• 6.1 实验结果
• 6.2 工作总结
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢