轮胎U型探测器开发与应用研究

论文摘要

轮胎作为汽车的重要组成部分,其产品的安全性关系到汽车工业的发展,故而在轮胎出厂前的安全性和缺陷检测十分重要。随着计算机和X射线检测技术的发展,在轮胎检测领域基于X射线的计算机智能识别逐渐取代的人工检测。在国外,相关产品已经应用到轮胎出厂前的检测中,这种技术可以有效地克服人工检测引起的误判,从而使在线检测工作客观化、规范化、标准化。但国内尚无这方面的研究和专利,特别是U型探测器开发领域,更是无人问津。本课题以轮胎U型探测器为研究对象,以U型探测器硬件电路的设计和开发为重点,设计了U型探测器的原理结构,并通过实验研究对探测器进行功能和实验环境检测。并应用研制的探测器进行轮胎图像信息采集和图像处理,并对采集数据误差进行分析。本文详细论述了U型探测器的开发与研制,并在探测器应用过程中建立了图像处理和识别系统,对轮胎缺陷进行提取识别。最后对所设计的探测器检测结果进行采集数据误差分析,为后续从事这方面研究的人员提供参考和借鉴。论文根据轮胎自身的形状和材料特点,设计了更人性化,更准备的U型探测器系统可以取代用人眼检测和判断轮胎质量的检测方法,极大地提高劳动生产效率,降低生产成本,提高检测精度,确保检测结果的准确性,提高轮胎质量。也间接减少由于轮胎制造问题引发的交通事故的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 轮胎检测的国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 轮胎U型探测器设计
• 2.1 X射线探测器理论基础
• 2.1.1 X射线基本性质
• 2.1.2 X射线应用检测原理
• 2.2 结构分析与设计
• 2.2.1 总体方案分析
• 2.2.2 方案选择和总体方案设计
• 2.3 探测器硬件电路设计
• 2.3.1 光电检测及转换电路设计
• 2.3.2 放大电路设计
• 2.3.3 滤波电路设计
• 2.3.4 通讯电路设计
• 2.4 系统组成及功能实现
• 2.4.1 探测器箱体其他元器件的选择
• 2.4.2 U型探测器箱体尺寸的确定
• 2.4.3 X射线源选择
• 第3章 轮胎U型探测器的实验应用研究
• 3.1 探测器功能检测
• 3.1.1 无源信号工作特性分析
• 3.1.2 有源信号工作特性分析
• 3.1.3 探测器输出信号信噪比评估
• 3.1.4 轮胎检测试验
• 3.2 探测器功能模板的环境试验检测
• 3.2.1 电磁兼容检测
• 3.2.2 浪涌检测
• 第4章 轮胎图像预处理和边缘检测
• 4.1 图像噪声与降噪
• 4.2.1 图像噪声的分类
• 4.2.2 图像降噪
• 4.2 图像变换
• 4.2.1 图像的灰度变换
• 4.2.2 图像的几何变换
• 4.3 图像增强
• 4.3.1 直方图修正增强
• 4.3.2 图像的平滑
• 4.3.3 图像的锐化
• 4.4 边缘检测
• 4.4.1 微分算子
• 4.4.2 Canny算子
• 4.4.3 拉普拉斯高斯（log）算子
• 第5章 轮胎缺陷特征提取与判定
• 5.1 缺陷特征提取和边界选择
• 5.1.1 缺陷边界跟踪与特征提取
• 5.1.2 轮胎缺陷种类
• 5.2 基于二叉树轮胎缺陷识别算法
• 5.2.1 传统的模糊匹配算法
• 5.2.2 改进的模糊匹配算法
• 5.2.3 轮胎缺陷判定
• 第6章 数据采集的误差分析
• 6.1 基于VC++的轮胎U型探测器图像处理程序
• 6.1.1 设计任务
• 6.1.2 轮胎图像处理程序流程图
• 6.2 图像处理功能实现
• 6.3 轮胎缺陷特征判定误差分析
• 6.3.1 硬件检测电路对检测精度的影响
• 6.3.2 轮胎的定位装置对检测结果的影响
• 6.3.3 图像处理过程中技术因素影响
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢