基于图像处理的零件二维几何尺寸测量算法研究

论文摘要

数字图像处理技术的应用领域十分广泛,将数字图像处理技术应用到工业零件的几何尺寸测量中,已成为解决传统的人工检测速度慢、易带来人为误差等问题的重要方法。本文研究了图像测量系统的硬件组成,重点对图像预处理、图像边缘检测、零件几何参数测量等关键技术进行了深入分析、研究。另外,对影响测量精度的因素进行了分析,并提出了一些提高测量精度的方法。在图像测量系统的硬件组成部分,设计了图像测量系统的整体方案,重点对视觉系统器件的选择、照明系统的设计进行了深入分析研究。在图像预处理中,首先分析了图像噪声的来源,然后在分析均值滤波算法和中值滤波算法的基础上,提出了一种新的混合噪声滤波算法,该算法能有效的滤除图像中的椒盐噪声和高斯噪声,并使图像的细节特征很少受到破坏。在图像边缘检测方面,首先讨论研究了一些经典边缘检测算法（Robert算子、Sobel算子、Prewitt算子、Canny算子）及模糊边缘检测算法,然后本文将遗传理论引入到模糊边缘检测算法中,提出了一种改进的模糊边缘检测算法,该改进算法结合了模糊和遗传的优点,使提取出的图像边缘更加清晰、完整。零件二维几何尺寸测量,本文详细分析了几何参数测量的理论和实现方法,首先研究了重心法、插值法两种测量圆形工业零件半径的方法,并且通过理论和实验,比较分析了重心法和插值法两种测量算法的优劣；其次研究了扫描法测量矩形零件长宽的算法。本课题的软件部分是以Visual C++作为平台来完成各种算法的编写工作的。本文研究的结果可以为图像测量技术的应用和推广提供理论和实际参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的选题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 本课题的研究思路及主要内容
• 1.3.1 本课题研究的思路
• 1.3.2 本课题研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 2 图像测量系统
• 2.1 图像测量系统的构成
• 2.2 视觉系统器件
• 2.2.1 CCD摄像机
• 2.2.2 图像采集卡
• 2.3 照明系统
• 2.3.1 照明系统光源的选择
• 2.3.2 照明系统的设计
• 2.4 本章小结
• 3 图像预处理
• 3.1 图像噪声来源分析
• 3.2 图像噪声滤波算法研究
• 3.2.1 均值滤波算法
• 3.2.2 中值滤波算法
• 3.2.3 均值、中值滤波算法效果比较
• 3.2.4 新型混合噪声滤波算法
• 3.3 本章小结
• 4 图像边缘检测
• 4.1 经典边缘检测算法
• 4.1.1 Robert算子
• 4.1.2 Sobel算子
• 4.1.3 Prewitt算子
• 4.1.4 Canny算子
• 4.2 模糊边缘检测算法
• 4.2.1 模糊集合理论
• 4.2.2 Pal.King模糊边缘检测算法
• 4.3 改进的模糊边缘检测算法
• 4.3.1 改进模糊算法的基本思想
• 4.3.2 改进模糊算法的具体步骤
• 4.3.3 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 5 零件二维几何参数测量
• 5.1 系统标定
• 5.2 几何参数测量算法
• 5.2.1 重心法圆度检测
• 5.2.2 插值法圆度检测
• 5.2.3 扫描法矩形检测
• 5.3 实验数据及测量误差分析
• 5.3.1 实验数据分析
• 5.3.2 测量误差分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结及展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果