基于机器视觉的小型精冲连接件外观质量检测的研究

论文摘要

小型精冲连接件产品广泛的应用在各种电子业产品的连接插口中，如果小型精冲连接件自身存在一些外表上的缺陷，就可能影响其应用的电子产品的功能。因此，其外观质量检测是小型精冲连接件生产过程中必不可少的环节。数字图像处理是对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术，代替人工检测广泛的应用于工业领域的各种产品检测中，并取得良好的效果。论文的主要工作是应用TI公司达芬奇系列的DSP为图像处理运算的核心芯片，提出了采用嵌入式的小型精冲连接件外观质量检测的研究方案。(1)论述了小型精冲连接件外观质量检测的背景和意义，并介绍了图像处理技术的设计方案及技术路线。(2)介绍了图像处理中从图像采集、图像处理到图像输出，以及视频IO和串口通讯的驱动方法，介绍了PLC的通讯协议，为系统软件设计提供理论依据。(3)讲述了小型精冲连接件外观质量检测图像处理技术的实现步骤。在查阅了相关文献和分析小型精冲连接件图像的基础上，针对小型精冲连接件图像的特征，提出了先采用奇偶场补偿的方法，消除图像中的锯齿效应；采用了一种求和面积的自适应二值化算法，有效的分离图像背景和图像目标；应用Canny边缘检测算法获取了目标图像的边缘；改进了累计概率hough变换，根据小型精冲连接件针脚的特点，只需计算出在特定区域内满足要求的两条平行直线就能确定针脚的具体位置；提出了一种检测直线的图像处理算法，在针脚的顶部和底部附近分别设计了一条检测直线A和检测直线B，判断针脚间距是否有波动，从而判断针脚是否存在断裂、弯曲等缺陷。最后，把小型精冲连接件外观质量检测的图像处理算法植入DM6437芯片中，完成相机的标定，查看运行效果，并分析了检测误差。本课题设计的基于图像处理技术的小型精冲连接件外观质量检测的技术方案，采用了嵌入式系统，具有小巧，轻便的特点。而且基本能满足检测精度等指标要求，且稳定性较好，实验效果良好。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 图清单
• 表清单
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 国内外小型精冲连接件缺陷检测研究现状
• 1.2.2 数字图像处理技术的文献综述
• 1.3 本文的研究理论和方法
• 1.4 本文的主要工作
• 2 小型精冲连接件外观质量检测的技术基础
• 2.1 数字图像处理技术
• 2.2 DSP芯片
• 2.3 CCD相机
• 2.4 本章小结
• 3 小型精冲连接件外观质量检测系统设计
• 3.1 图像处理系统组成概述
• 3.1.1 图像采集模块
• 3.1.2 图像处理模块
• 3.1.3 图像输出模块
• 3.2 图像处理系统的IO驱动设计
• 3.2.1 实时操作系统DSP/BIOS简介
• 3.2.2 基于DSP/BIOS的设备驱动
• 3.3 图像处理系统的检测结果处理设计
• 3.3.1 PLC的通讯方式
• 3.3.2 串口通讯的实现
• 3.4 图像处理系统的软件开发
• 3.5 本章小结
• 4 小型精冲连接件外观质量检测算法的研究
• 4.1 检测算法的总体设计
• 4.2 消除锯齿效应算法及改进
• 4.2.1 消除锯齿效应的理论方法
• 4.2.2 改进的消除图像锯齿效应方法
• 4.3 图像去噪
• 4.3.1 均值滤波
• 4.3.2 中值滤波
• 4.4 图像二值化及改进
• 4.4.1 自适应阈值二值化
• 4.4.2 改进的自适应阈值二值化
• 4.5 图像边缘检测和改进hough变换
• 4.5.1 Canny算子图像边缘检测
• 4.5.2 经典的hough变换
• 4.5.3 改进的hough变换
• 4.6 一种新的针脚缺陷检测算法
• 4.7 本章小结
• 5 小型精冲连接件外观质量检测的实现
• 5.1 图像处理算法的实现
• 5.2 在线检测的实现方案
• 5.3 相机的标定
• 5.4 检测试验和误差分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简介