基于面阵CCD的工业零部件典型尺寸检测系统研究

论文摘要

随着计算机技术和光电技术的飞速发展,数字图像检测技术得到了迅速发展和广泛应用,它作为一种非接触检测手段已经越来越引起人们的重视。采用这种自动成像检测系统能克服人工检测带来的不利因素,提高检测精度和效率,降低生产成本。本文主要研究了基于面阵CCD的工业零部件典型尺寸检测系统。该系统采用光学方法,通过面阵CCD获取工业零部件横截面数字图像,使用图像预处理软件对所获取的图像进行预处理,消除图像噪声。采用边缘检测方法得到工业零部件精确的边缘图像。使用自行编制的尺寸检测软件检测了工业零部件典型尺寸——直径、不规则度和圆度误差。本文主要从数字图像检测关键技术、检测系统的组成、边缘检测定位方法和检测系统的标定等方面进行了研究。通过对图像预处理以及边缘提取算法的分析和研究,编写了相应程序,提取了清晰的工业零部件边缘图像。针对典型工业零部件横截面边缘的形态特点,设计了直径、不规则度和圆度误差检测软件,为工业零部件的尺寸检测打下了基础。为了提高测量精度,本文还使用了亚像素定位算法对图像进行亚像素定位,克服了CCD的测量精度的不足。本文将研究结果应用于两种典型的工业零部件——固定夹螺孔和金属垫圈的典型尺寸检测。构建了数字图像检测系统的硬件结构,使用自行设计的软件对固定夹螺孔和金属垫圈的孔径、不规则度和圆度误差进行了测量。最后对测量结果进行了精度分析和误差讨论。通过测量实验结果可以看出本系统的检测效果是令人满意的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 数字图像检测技术概述
• 1.3 数字图像检测技术现状及发展趋势
• 1.4 本文主要工作
• 1.5 本论文的结构安排
• 第二章 基于CCD 的数字图像检测系统设计
• 2.1 数字图像检测系统的特点
• 2.2 数字图像检测系统分类
• 2.3 工业零部件典型尺寸检测系统
• 2.3.1 系统概述
• 2.3.2 光学系统
• 2.3.3 CCD 成像系统
• 2.3.4 图像处理软件简介
• 2.4 系统所使用之关键技术
• 2.5 本章 小结
• 第三章 数字图像预处理
• 3.1 图像预处理软件简介
• 3.2 数字图像基本概念
• 3.3 数字图像预处理基本算法
• 3.3.1 图像增强
• 3.3.2 图像平滑
• 3.3.3 中值滤波
• 3.3.4 图像的锐化
• 3.4 本章 小结
• 第四章 数字图像边缘提取
• 4.1 图像分割综述
• 4.2 图像的二值化
• 4.3 灰度直方图
• 4.4 图像的边缘检测
• 4.5 图像的精细处理
• 4.5.1 数学形态学应用
• 4.5.2 图像的细分算法
• 4.6 本章 小结
• 第五章 系统标定与实验分析
• 5.1 系统检测
• 5.2 系统标定
• 5.3 固定夹螺孔尺寸测量
• 5.4 工业零部件几何尺寸测量
• 5.4.1 圆心及半径测量
• 5.4.2 不规则度测量显示
• 5.4.3 圆度误差的测量
• 5.5 垫圈尺寸测量
• 5.5.1 圆心和半径测量
• 5.5.2 不规则度测量
• 5.5.3 圆度误差测量
• 5.6 测量误差及精度分析
• 5.6.1 测量精度分析
• 5.6.2 误差来源
• 5.7 本章 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 下一步工作建议
• 6.3 创新点总结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 在学期间的获得的荣誉