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基于计算机视觉的机械零件尺寸测量研究

作　者: 苗世迪
导　师: 乔佩利
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 计算机视觉检测 CCD 边缘检测 Hough变换 亚像素
分类号: TP391.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 624次
引　用: 8次
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内容摘要


随着计算机技术和光电技术的发展,己经出现了一种新的检测技术―基于计算机视觉的检测技术,该技术是一种利用CCD摄像机作为图像传感器,综合运用图像处理等技术进行非接触测量的方法,这种方法被广泛的应用于零件尺寸的精密测量中。本文以面阵CCD为传感器,设计了一种机械零件尺寸测量装置,实现了零件尺寸的图像边缘亚像素定位测量,对面阵CCD在高精度测量方面的应用作了进一步的探索和研究,为面阵CCD在复杂零件尺寸高精度测量的实现打下了基础。本实验装置是在实验室现有的万能工具显微镜的基础上改造而成的,是由CCD图像传感器、光学成像系统、数据采集系统、图像采集系统和计算机及相关的机械结构构成的光学CCD非接触两维测量装置。本文的主要研究内容有:图像测量的理论及系统设计;光学成像以及图像采集系统。讨论了CCD对零件的边缘瞄准及瞄准精度。将摄取的零件图像送入计算机进行处理,并对此图像的亚像素边缘进行计算,并获得了较高的边缘定位。在理论部分,结合一种图像预处理方法―中值滤波方法,从检测速度与检测精度两方面出发,比较了几种常见的边缘检测的算法,对圆的Hough变换进行了新的探讨;同时对多项式插值亚像素边缘检测方法进行了初步的研究。利用CCD进行尺寸测量很适合工业上的零件精密测量,具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-22
  1.1 计算机视觉  11-14
    1.1.1 计算机视觉概述  11
    1.1.2 计算机视觉的发展  11-14
  1.2 计算机视觉检测技术  14-15
  1.3 国内外视觉检测的现状及发展趋势  15-19
    1.3.1 视觉检测的现状  15-18
    1.3.2 视觉检测的发展趋势  18-19
  1.4 影响视觉检测应用的关键因素  19-20
    1.4.1 检测速度  19-20
    1.4.2 检测精度  20
  1.5 课题来源及主要研究内容  20-21
    1.5.1 课题来源  20-21
    1.5.2 课题的研究内容  21
  1.6 本章小结  21-22
第2章 机械零件视觉检测系统  22-29
  2.1 视觉检测系统的特点  22-23
  2.2 视觉检测系统的组成及一般选用原则  23-26
    2.2.1 摄像机  23-24
    2.2.2 光学成像系统  24
    2.2.3 照明系统  24
    2.2.4 图像获取装置  24-25
    2.2.5 图像分析用计算机  25-26
  2.3 视觉检测系统的分类  26
  2.4 视觉检测系统的关键技术  26-28
    2.4.1 图像获取  27
    2.4.2 图像处理  27
    2.4.3 系统标定  27
    2.4.4 亚像素边缘定位技术  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 视觉检测中的图像处理与分析  29-47
  3.1 数字图像的基本概念  29-30
  3.2 数字图像平滑处理  30-35
    3.2.1 模板操作  31-34
    3.2.2 中值滤波  34-35
  3.3 边缘检测  35-38
    3.3.1 引言  35-37
    3.3.2 边缘检测梯度法  37-38
  3.4 HOUGH 变换  38-46
    3.4.1 直线的Hough 变换  38-41
    3.4.2 圆的Hough 变换检测方法  41-43
    3.4.3 改进的圆的Hough 变换检测方法  43-44
    3.4.4 实验结果  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 亚象素边缘检测  47-55
  4.1 亚像素边缘检测概述  47-48
  4.2 亚像素定位原理  48-49
  4.3 亚像素算法的选用条件  49
  4.4 几种亚像素定位算法的研究  49-52
    4.4.1 矩定义  49-50
    4.4.2 多项式插值亚像素边缘检测法  50-52
  4.5 几种算法的精度对比试验  52-53
  4.6 本章小结  53-55
第5章 机械零件尺寸及形状误差的测量  55-61
  5.1 引言  55
  5.2 系统结构及测量原理  55-56
  5.3 试验及测量结果分析  56-60
    5.3.1 传动链板节距的测量  56-58
    5.3.2 圆度误差的测量  58-60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

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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） > 机器辅助技术
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