光栅表面缺陷识别检测算法及应用研究
本文选题:光栅 切入点:图像处理 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:近年来,编码器被广泛的应用在各行业,市场的需求量大比重增加,而这也促进了编码器生产商的技术水平不断完善。编码器是使用圆光栅片做信号存储元件,测量精度高、运行状态平稳性好、可使用区间较广、占用空间小、质量轻、功率低和成本低等优点,其质量直接影响到使用性能。由于光栅片制造工艺的限制,其表面往往会产生星点、铬点、毛刺、断线等缺陷。目前,光栅表面缺陷的检测方式主要以人工检测为主,劳动强度大、主观性强、成本高,难以在精度、效率及自动化程度等方面满足检测要求。因此,本文应用图像处理技术,开发了光栅表面缺陷检测系统。首先,根据项目技术要求,对光栅夹具、二维平移台等机械结构进行了改进设计,并优化了控制系统参数,提高了系统的可靠性及控制精度,为稳定光栅图像的获取提供了保证。其次,针对光栅图像特点,进行了图像去噪、图像增强及运动模糊图像复原等图像预处理算法研究,并分析了常用的图像边缘重绘、边缘检测算法,提出了一种基于Canny算子的改进边缘重绘算法,保证了光栅表面轮廓特征的提取。再次,对预处理后的图像进行ROI截取,得到有效待检区域,并提取目标缺陷区域的几何特征,同时完成参数测量,实现了多种光栅表面缺陷的特征识别,并对缺陷区域进行标记。最后,设计了交互键盘、自动警示装置,并对软件系统进行了优化,提高了检测系统的可应用性。通过应用检测测试,发现检测系统的系统稳定性和检测效率等都有显著提高,实验表明,针对直径范围为33-38mm光栅,本文开发的光栅表面检测系统缺陷识别率在95%以上,误检率在5%以下,检测效率达29秒/个。
[Abstract]:In recent years, encoders have been widely used in various industries, the market demand has increased, and this has promoted the continuous improvement of the technical level of encoder manufacturers. It has the advantages of good stability, wide range, small space, light weight, low power and low cost. Its quality directly affects its performance. Due to the limitation of the fabrication process of the grating sheet, the surface of the grating will often produce stars. At present, the inspection methods of grating surface defects are mainly manual inspection, high labor intensity, strong subjectivity, high cost, difficult in precision, Efficiency and automation meet the requirements of detection. Therefore, this paper uses image processing technology to develop a grating surface defect detection system. First, according to the project technical requirements, the grating fixture, The mechanical structure of the two-dimensional translation platform is improved and the parameters of the control system are optimized. The reliability and control accuracy of the system are improved, and the stability of the grating image is guaranteed. Secondly, according to the characteristics of the grating image, The image pre-processing algorithms such as image denoising, image enhancement and motion blur image restoration are studied, and the commonly used edge redrawing and edge detection algorithms are analyzed. An improved edge redrawing algorithm based on Canny operator is proposed. Thirdly, the pre-processed image is intercepted by ROI to obtain the effective region to be checked, and the geometric feature of the target defect region is extracted, at the same time, the parameter measurement is completed. Finally, the interactive keyboard and automatic warning device are designed, and the software system is optimized. The system stability and detection efficiency of the detection system are significantly improved by applying the test results. The experimental results show that the diameter range is 33-38mm grating. The defect recognition rate of the grating surface detection system is over 95%, the error detection rate is less than 5%, and the detection efficiency is up to 29 seconds per second.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41;TN25
【相似文献】
相关期刊论文 前7条
1 贾宏进;胡浩军;秦石乔;张宝东;胡春生;;光栅编码器在激光陀螺平台系统中的应用[J];光电工程;2008年10期
2 ;传感器[J];中国光学与应用光学文摘;1997年02期
3 ;MicroE光栅编码器产品新突破——MTE系列光栅尺及读数头产品[J];电子工业专用设备;2013年Z1期
4 张宝颖,母国光,方志良;三色光栅及其应用研究进展[J];光电子·激光;2002年07期
5 刘建国,魏庆农;光栅卡卷尺测长技术[J];光学技术;1998年02期
6 刘斌;楼俊;刘正坤;王秋平;徐向东;付绍军;;压弯光栅线密度检测[J];光学精密工程;2006年06期
7 ;[J];;年期
相关会议论文 前1条
1 苏东风;续志军;;基于反射式三光栅光学系统的金属光栅编码器[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
相关博士学位论文 前3条
1 周成刚;二维零位光栅原理及其实验系统研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 尚平;高精度衍射光栅干涉位移传感器及关键技术研究[D];合肥工业大学;2012年
3 苏东风;高精度标定转台光栅测角系统关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 束名扬;基于相位光栅干涉传感的位移测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
2 李强;光栅表面缺陷识别检测算法及应用研究[D];哈尔滨理工大学;2017年
3 陈伟声;用于圆光栅编码器电子细分方法研究[D];华南理工大学;2010年
4 王维东;高精度光栅信号处理方法研究[D];合肥工业大学;2012年
5 李维斌;基于DSP光栅地震检波器保真性能的研究[D];天津科技大学;2010年
6 周翠花;反射式金属光栅盘研制[D];电子科技大学;2006年
7 田凯;一种新型主动式光栅编码器研究[D];上海交通大学;2013年
8 贺传敏;基于TMS320F2812的光栅编码器超高倍细分器的设计[D];北京工业大学;2008年
9 杜立剑;光栅莫尔测量系统的研究与设计[D];重庆大学;2010年
10 朱传新;基于DSP的光栅信号处理系统研究[D];重庆大学;2007年
,本文编号:1698264
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1698264.html