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基于CCD光电图像二维轮廓多尺寸检测技术的研究

作　者: 谢智开
导　师: 徐杜
学　校: 广东工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 线阵CCD 图像检测 二维图像 尺寸检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 415次
引　用: 8次
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内容摘要


随着科学技术的发展,对应用于办公自动化和产品质量检测的图像输入、检测和识别系统提出了智能化、高精度和高速度的要求。在产品质量检测中,要求对产品质量进行高精度检测和跟踪控制。如果仅仅依靠人工进行质量检测,已无法达到高精度和高效率的检测目的。而采用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。 本研究课题结合学科发展趋势和实际应用需求,在参考大量文献和剖析工业领域的CCD数据采集系统的基础上,着眼于基于线阵CCD的光电二维图像多尺寸检测技术,主要进行以下几个方面的工作: (1)研发专用数字同步技术与基于“双回零”过程的控制方法,在保证与被测物体运动方向相垂直方向的高精度检测的同时,大大提高了被测物体运动方向的检测速度和精度,消除了被测物体运动速度变化对检测精度的影响,提高了检测系统的性能。 (2)结合像元补偿的思想,提出的像元补偿的有效方法,较好的解决了由于光照不均匀、光学成像镜头等因素对成像质量带来的影响,达到了预期的效果。 (3)针对轮廓提取减去轮廓跟踪后的图像出现的离散点,提出了一种专门的滤波方法,消除离散点,保证图像轮廓的连续。 (4)针对金属零件二维轮廓多尺寸的检测,提出了实现多尺寸检测的方法,并具有较好的可扩展性。 (5)开发设计出一套线阵CCD二维图像多尺寸检测实验系统,实现了精密位移平台的控制,CCD信号的采集,bmp图的生成与保存,二维数字图像的处理以及多尺寸的检测,为进一步研究基于线阵CCD的高分辨率图像检测技术提供一个开放式实验平台。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-14
第一章 绪论  14-21
  1.1 课题研究的意义和背景  14-16
    1.1.1 课题的研究意义  14-15
    1.1.2 CCD光电检测技术概述  15-16
    1.1.3 CCD光电检测技术的主要应用领域  16
  1.2 国内外研究现状及发展方向  16-18
  1.3 论文的主要研究内容  18-20
  1.4 本章小结  20-21
第二章 基于线阵CCD的光电图像二维轮廓多尺寸检测系统  21-44
  2.1 检测系统硬件的组成及原理  21-22
  2.2 光学系统设计  22-26
    2.2.1 成像系统设计  22-24
    2.2.2 照明系统设计  24-26
  2.3 高分辨率线阵CCD电荷耦合器件  26-31
    2.3.1 电荷耦合器件(C CD)  26-28
    2.3.2 CCD驱动时序发生器  28-30
    2.3.3 影响线阵 CCD模拟量输出的主要因素  30-31
  2.4 精密机械位移扫描装置及其驱动开发  31-36
    2.4.1 精密机械位移扫描装置硬件结构  31-34
    2.4.2 精密机械扫描位移装置关键技术研究与实现  34-35
    2.4.3 精密机械扫描位移装置应用软件的开发  35-36
  2.5 图像采集卡  36-37
  2.6 线阵CCD输出信号的采集、获取  37-42
    2.6.1 调用图像采集卡ADA11GH-PCI的动态链接库  38
    2.6.2 图像的量化  38-39
    2.6.3 像元补偿  39-42
  2.7 本章小结  42-44
第三章 二维轮廓多尺寸检测中的数字图像处理  44-60
  3.1 金属零件二维扫描图像的特点  44-45
  3.2 金属零件二维图像二值化和阈值选取  45-48
  3.3 金属零件二维图像的轮廓跟踪以及轮廓提取  48-50
    3.3.1 轮廓提取  48
    3.3.2 轮廓跟踪  48-49
    3.3.3 链码表  49-50
  3.4 金属零件二维图像的代数运算  50-51
  3.5 图像滤波  51-53
  3.6 金属零件二维图像的分析  53-60
    3.6.1 切割法  53-54
    3.6.2 Hough变换  54-58
    3.6.3 三点定圆法  58-60
第四章 CCD光电图像二维轮廓多尺寸检测系统的软件和硬件  60-68
  4.1 测试系统的硬件实物图  61
  4.2 软件的主要操作界面  61-64
  4.3 软件流程图  64-68
第五章实验数据处理以及二维轮廓多尺寸检测实例  68-81
  5.1 计算像素当量的实验及其数据处理  68-72
    5.1.1 精密机械位移平台匹配运动速度的计算  68-69
    5.1.2 CCD偏移角度的计算  69-70
    5.1.3 像素当量的测量实验  70-72
  5.2 二维轮廓多尺寸的检测系统的主要参数  72-73
  5.3 二维轮廓多尺寸的检测实例  73-79
  5.4 影响测量精度的几个因素及其解决方法  79-81
全文总结与展望  81-83
参考文献  83-86
攻读学位期间发表的论文  86-87
独创性声明  87-88
致谢  88

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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