回转类工件轮廓图像检测技术的研究

论文摘要

图像检测技术是建立在计算机视觉理论基础上的一种采用CCD(电荷耦合器件)进行摄像检测的新型光电检测技术,它把被测对象的图像当作检测和传递信息的手段,从中提取有用的信号来获得待测的参数。它使加工、检测和控制过程的统一成为可能,大大提高了生产率。针对回转体工件轮廓参数检测的需要,本文发展了一种图像检测方法,而高精度提取工件图像中的边界是该方法中的重要问题。在图像处理算法研究中,首先对整像素边界检测算法进行了分析研究,并根据回转类工件边界图像的特点,选用了一种最佳边界检测算子,即Robert边界检测算子。其次分析研究了图像边界检测的亚像素检测算法,提出了一种新算法(混合算法),并对混合算法与其它几种典型算法进行了比较研究,研究结果证实了混合算法的可行性,并表明了该算法具有高精度、高速度的优点。基于图像检测算法原理,应用VC程序语言开发了图像测量软件,并建立起图像检测系统。建立的图像检测系统由软件和硬件部分两部分组成。硬件部分主要由高速相机、镜头、光源、计算机组成;软件部分由图像预处理、整像素边界检测以及亚像素边界检测等算法组成。主要集成了图像直方图、批处理、滤波处理以及边界检测等功能。同时软件部分是一个开放的系统,操作方便,直观性强,便于应用,而且也便于升级开发。基于建立的图像检测系统,对铃铛和轴工件进行了检测。首先应用CCD记录铃铛和轴工件的旋转过程,然后将整个旋转过程中的记录图像存储到计算机硬盘中,进而应用图像边界检测算法对记录图像进行处理计算,获取了铃铛和轴的边界参数,在此基础上重建出铃铛和轴的三维轮廓。同时也对检测精度、计算速度进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 图像检测技术的国内外发展现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 研究的主要内容
• 第二章 回转类工件轮廓图像检测方法原理
• 2.1 图像检测系统
• 2.1.1 硬件
• 2.1.1.1 摄像机
• 2.1.1.2 镜头
• 2.1.1.3 光源
• 2.1.1.4 计算机
• 2.1.2 软件
• 2.1.2.1 图像噪声
• 2.1.2.2 图像变换
• 2.1.2.3 图像增强
• 2.1.2.4 边界检测
• 2.2 回转类工件轮廓检测原理
• 2.2.1 边界尺寸检测
• 2.2.2 轮廓重建
• 2.3 小结
• 第三章 图像边界检测算法研究
• 3.1 边界检测概述
• 3.2 整像素边界检测
• 3.2.1 典型的整像素边界检测算法
• 3.2.2 整像素边界检测算法研究
• 3.3 亚像素边界检测
• 3.3.1 典型的亚像素边界检测算法
• 3.3.2 亚像素边界检测算法研究
• 3.3.2.1 铃铛纵向边界检测比较
• 3.3.2.2 铃铛横向外边界检测比较
• 3.3.2.3 铃铛底部直径测量
• 3.4 小结
• 第四章 回转类工件轮廓图像检测技术的应用
• 4.1 铃铛检测
• 4.1.1 图像拍摄
• 4.1.2 相机标定
• 4.1.3 图像预处理
• 4.1.4 纵向边界检测
• 4.1.5 横向外边界检测
• 4.1.6 三维轮廓重建
• 4.2 轴检测
• 4.2.1 测量过程
• 4.2.2 测量数据处理与分析
• 4.3 小结
• 第五章 图像边界检测软件
• 5.1 开发环境
• 5.2 软件系统的组成
• 5.2.1 直方图
• 5.2.2 相机标定
• 5.2.3 图像测量
• 5.2.3.1 水平方向尺寸测量
• 5.2.3.2 垂直方向尺寸测量
• 5.2.4 批处理
• 5.3 小结
• 第六章 全文总结与工作展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 插图清单
• 表格清单
• 在学研究成果
• 致谢