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基于CCD的机械零件尺寸测量研究

作　者: 赵永涛
导　师: 贾培刚
学　校: 西安工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: CCD 视觉检测亚像素 Hough变换
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 261次
引　用: 2次
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内容摘要

基于CCD的机械零件尺寸测量属于视觉检测技术的研究范畴。视觉检测技术是以现代光学为基础,融光电技术、数字图像技术、信息处理及计算机视觉等科学技术为一体的现代检测技术。随着机器视觉技术和光学技术的快速发展,其作为一种非接触检测手段正显示出其巨大的优越性,也越来越受到人们的青睐。本文主要将视觉检测技术应用于机械零件二维几何尺寸的测量,从提高测量精度和测量速度入手,以面阵CCD作为传感器,设计了机械零件测量系统,重点对图像处理过程中的关键技术和系统的标定问题进行了深入研究,实现了对零件尺寸边缘的亚像素定位测量,为进一步实现复杂零件的高精密测量奠定了基础。本文以MATLAB7.0作为图像处理软件,利用软件中的GUIDE界面编辑器编辑GUI建立了测量系统的软件平台,实现了图像处理中的各种算法,并提出了适合系统的标定方法。本文对系统误差从图像采集过程、目标分割过程和特征量计算过程各个环节做了详细的理论分析,提出了减小误差的有效方法；对Hough变换进行了深入分析并进行了新的改进。本文对测量系统进行了反复实验,分析了实验数据。实验结果证明,运用CCD对零件尺寸进行测量可以达到亚像素精度,其方法是有效的、令人满意的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 引言  7
  1.2 机器视觉  7
  1.3 视觉检测技术的发展及应用  7-8
  1.4 本课题的主要研究内容  8-9
  1.5 本章小结  9-10
2 CCD图像测量系统  10-18
  2.1 测量系统的特点  10-11
  2.2 CCD测量系统的组成  11-17
    2.2.1 系统总体框架及结构  11-12
    2.2.2 系统硬件组成  12-16
    2.2.3 图像处理软件  16-17
  2.3 本章小结  17-18
3 图像预处理与边缘检测  18-37
  3.1 引言  18
  3.2 图像预处理  18-29
    3.2.1 直方图修正  18-22
    3.2.2 图像平滑  22-25
    3.2.3 图像锐化  25-27
    3.2.4 图像二值化分割  27-29
  3.3 边缘检测  29-36
    3.3.1 引言  29-31
    3.3.2 边缘检测的基本步骤  31
    3.3.3 边缘检测算子  31-36
  3.4 本章小结  36-37
4 图像几何特征提取及亚像素定位  37-49
  4.1 几何特征提取  37-44
    4.1.1 标准Hough变换  37-41
    4.1.2 改进Hough变换  41-44
  4.2 亚像素定位  44-48
    4.2.1 概述  44-45
    4.2.2 矩法  45-46
    4.2.3 多项式插值法  46-47
    4.2.4 定位算法选择  47-48
  4.3 本章小结  48-49
5 机械零件尺寸测量实验  49-60
  5.1 系统标定  49-54
    5.1.1 CCD摄像机标定  49-53
    5.1.2 像素当量的标定  53-54
  5.2 测量某轴承外径  54-57
  5.3 比对法测量实验  57-59
  5.4 本章小结  59-60
6 系统误差分析  60-67
  6.1 理论误差  60
  6.2 测量系统硬件引起的误差  60-65
    6.2.1 安装位置引起的误差  60-62
    6.2.2 照明系统引起的误差  62
    6.2.3 成像系统引起的误差  62-65
  6.3 图像处理和分析中的误差  65-66
    6.3.1 采样密度的影响  65-66
    6.3.2 分割算法的影响  66
    6.3.3 特征提取的影响  66
  6.4 本章小结  66-67
7 结论  67-69
  7.1 结论  67
  7.2 未来工作的展望  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73
致谢  73-75

基于CCD的机械零件尺寸测量研究

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