基于图像的扬声器焊点位置检测系统设计

发布时间：2017-04-16 19:04

  本文关键词：基于图像的扬声器焊点位置检测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：扬声器是常用的一种电声器件,随着它在日常生活中越来越普及,人们对扬声器声音品质的要求也越来越高。加强扬声器质量检测是提高产品出厂质量的一个有效方法,目前最常采用的人工试听方法由于效率低且具有主观性,使得扬声器检测结果和检测效率得不到保障。而采用电声测试设备实现扬声器质量自动检测的系统中,将扬声器的焊点与检测设备的探针相接触的这一操作仍需人工来完成。为实现电声检测的全自动化,需要在电声测试系统的前端设计一个扬声器焊点位置检测系统,自动检测出扬声器焊点位置并使其与探针对准。由于扬声器焊点处具有明显的视觉特征,随着数字图像处理技术的发展与成熟,基于图像的检测方法为扬声器焊点位置检测提供了思路。论文设计的是电声测试系统中的前端系统,综合运用图像处理技术和嵌入式技术,实现扬声器焊点位置的自动在线检测,为电声检测环节做好准备,以提高企业的自动化水平和产品质量。首先,论文描述了扬声器焊点位置检测的工作原理及系统的性能要求,并在此基础上构建了系统的总体框架。从性能、成本、开发周期等方面考虑,对CPU模块、图像采集模块、图像显示模块等进行了选型,确定了STM32F103ZET6微控制器+OV7670图像传感器+TFT LCD触摸屏的硬件平台,并对相关的电路进行了设计;为提高抗干扰性,对光源也进行了研究,搭建了环形LED光源装置。其次,文中重点对扬声器焊点位置检测的算法进行了研究。使用灰度化、中值滤波对扬声器图像进行预处理,并针对传统中值滤波速度慢的问题提出了一种改进的快速中值滤波算法;在对多种阈值分割方法进行比较后,使用手动阈值法来提取扬声器外圆和焊点。在对Hough变换与最小二乘法的分析对比后,使用最小二乘法求出了扬声器外圆的圆心及半径。文中根据扬声器焊点的特征制定了三个准则,最终成功将扬声器焊点从众多的“可疑焊点”中识别出来,求出了所需要的偏角θ。再次,使用μC/OS-Ⅱ实时操作系统进行了多任务并发设计,并对主任务中的图像采集模块、图像存储模块、图像处理模块、人机交互模块等进行了详细分析与设计。随后,对工程的C代码从多个方面进行了优化使得图像处理速度提高了1.45倍。最后,搭建了系统的实验平台,对不同扬声器图像进行测试。实验结果表明,该系统具有较好的准确性、实时性、鲁棒性和人机交互性。因此,该课题研究的扬声器焊点位置检测系统对电声检测具有一定的应用价值,这一方案的实施将有助于提升扬声器企业的自动化水平和产品质量。
【关键词】：图像处理 扬声器 位置检测 嵌入式系统 μC/OS-Ⅱ
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN643;TP274
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 扬声器与电声检测技术9-10
• 1.2.1 扬声器概述9-10
• 1.2.2 电声检测技术10
• 1.3 基于图像处理的检测技术10-14
• 1.3.1 国内外研究现状11-13
• 1.3.2 存在问题及发展趋势13-14
• 1.4 论文的主要内容14-16
• 第二章 扬声器焊点位置检测系统的总体设计16-19
• 2.1 扬声器焊点位置检测的工作原理16-17
• 2.2 扬声器焊点位置检测系统性能要求17-18
• 2.3 系统总体框架18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 扬声器焊点位置检测系统的硬件设计19-31
• 3.1 硬件总体设计19-20
• 3.2 主CPU模块20-23
• 3.3 扬声器图像采集模块23-27
• 3.3.1 光源设计23-25
• 3.3.2 图像传感器的选择25
• 3.3.3 图像采集电路设计25-27
• 3.4 扬声器图像显示与存储模块27-29
• 3.5 通信模块29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 扬声器焊点位置检测的算法研究31-55
• 4.1 扬声器图像预处理与阈值分割31-41
• 4.1.1 灰度化31-32
• 4.1.2 改进的快速中值滤波32-37
• 4.1.3 阈值分割37-41
• 4.2 扬声器外圆提取41-47
• 4.2.1 基于投影量的外圆初步定位41-43
• 4.2.2 外圆轮廓跟踪43-44
• 4.2.3 扬声器外圆检测44-47
• 4.3 扬声器焊点识别与检测47-54
• 4.3.1 焊点所在环形区域提取47-48
• 4.3.2 二值区域标记48-50
• 4.3.3 焊点识别与检测50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 扬声器焊点位置检测系统的软件实现55-76
• 5.1 软件开发平台55-56
• 5.2 基于 μC/OS-Ⅱ的多任务并发设计56-59
• 5.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统移植56-57
• 5.2.2 系统任务设计57-59
• 5.3 模块化程序实现59-72
• 5.3.1 图像采集模块60-63
• 5.3.2 图像存储模块63-66
• 5.3.3 图像处理模块66-68
• 5.3.4 人机交互模块68-72
• 5.4 工程代码优化72-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第六章 扬声器焊点位置检测系统的实验与分析76-81
• 6.1 实验系统的建立76-77
• 6.2 实验与分析77-80
• 6.3 本章小结80-81
• 第七章 总结与展望81-83
• 7.1 总结81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文87-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱德铭;邝永辉;艾晓晓;;电动式扬声器阻抗曲线分析与测量[J];电声技术;2015年06期

2 顾春洋;李鑫;张强;;基于SD卡的FAT32文件系统的设计与实现[J];产业与科技论坛;2013年02期

3 沈勇;冯梓鑫;刘云峰;吕志祥;;国际扬声器研究新进展[J];电声技术;2013年01期

4 孙绍晟;张林;;基于图像的牛奶细微杂质检测算法研究与仿真[J];计算机应用与软件;2013年01期

5 殷贞强;尹雪飞;陈克安;;扬声器质量判别中音色特征的选择及实验研究[J];声学技术;2012年05期

6 易新华;章亚男;赵东峰;;激光微型靶丸位置检测中的图像分析与精度测试[J];光电工程;2012年07期

7 罗丽平;，

本文编号：311455