高精度微小零件多参数检测系统的研究
发布时间：2021-04-26 15:05
一直以来,在制造行业中精密零件的尺寸测量被视作为基础性工作。而国内的零件尺寸测量特别是微小零件,通常都是以人工手动的方式完成,不仅耗时费力且测量精度偏低。因此,微小零件尺寸的测量效率和测量精度亟待提高。而随着机器视觉技术在测量领域的日趋成熟,为这一问题的解决带来了新的思路。本文以键槽零件为研究对象,设计了一套基于机器视觉的高精度微小零件多参数检测系统。通过图像处理技术,实现了精密零件高精度、多参数、非接触测量。课题主要工作如下:（1）设计了精密零件视觉检测系统。根据检测要求,完成硬件部分的设计和相关软件设计。硬件部分包括相机、镜头、光源的选择,软件则包括一系列图像处理算法设计。（2）研究了图像预处理技术,对图像灰度变换、图像去噪、图像分割算法进行研究,经过实验验证分析,选择中值滤波方式去除噪声,选择固定阈值分割出零件图像,提取出感兴趣的零件部分,有利于下一步的图像边缘检测。（3）研究了图像边缘检测技术,通过研究分析经典边缘检测算法,通过实验,选择了Canny算法提取零件的边缘。基于此,分析研究了零件图像亚像素检测算法,选择双线性插值算法进行零件亚像素检测,对检测出来的边缘,采用最小二乘...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 视觉测量技术国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的研究内容
2 视觉检测系统设计
2.1 精密零件参数检测系统概述
2.2 视觉检测系统组成
2.3 精密零件参数检测系统硬件模块
2.3.1 摄相机选择
2.3.2 镜头选择
2.3.3 光源和照明方式的选择
2.4 视觉检测系统软件设计
2.4.1 系统软件环境
2.4.2 检测系统算法设计
2.5 本章小结
3 图像预处理方法研究
3.1 图像灰度变换
3.2 图像滤波
3.2.1 图像噪声
3.2.2 图像滤波算法的研究
3.3 零件图像分割方法研究
3.3.1 图像分割概述
3.3.2 阈值分割算法研究
3.3.3 零件图像分割实验结果及分析
3.4 本章小结
4 零件图像边缘检测方法研究
4.1 边缘检测概述
4.2 边缘检测算法研究
4.2.1 一阶微分边缘检测算子
4.2.2 二阶微分边缘检测算子
4.2.3 工件图像边缘检测结果与分析
4.3 工件图像亚像素边缘检测方法研究
4.3.1 亚像素检测概述
4.3.2 亚像素级边缘检测方法的研究
4.4 本文亚像素边缘检测
4.4.1 检测方法
4.4.2 工件轮廓拟合
4.5 本章小结
5 精密零件尺寸测量
5.1 工件实验平台搭建
5.2 摄像机标定
5.2.1 摄像机成像模型
5.2.2 坐标系之间的转换关系
5.2.3 摄像机参数标定
5.2.4 像素当量标定
5.3 精密零件尺寸检测
5.3.1 精密零件多参数检测
5.3.2 实验数据分析处理
5.4 视觉测量系统人机交互界面设计
5.5 误差分析
5.5.1 误差分类
5.5.2 误差补偿措施
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进Zernike矩的小模数齿轮亚像素边缘检测[J]. 刘明佩,朱维斌,叶树亮. 仪器仪表学报. 2018(08)
[2]基于亚像素的PCB表面质量检测[J]. 郭联金,谢跃信,罗炳军. 电子质量. 2018(06)
[3]基于MATLAB软件的扫描图像去噪仿真研究[J]. 邱英杰,王君,张冬梅,江丽娜,王誉洁,万蓓蕾. 计算机产品与流通. 2017(07)
[4]图像去噪方法的研究[J]. 席二辉. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[5]计算机视觉的同心度实验平台设计[J]. 陈永清,蒋惠芬,范水明,陈廉清,程晓民. 实验室研究与探索. 2016(09)
[6]基于Otsu方法的钢轨图像分割[J]. 袁小翠,吴禄慎,陈华伟. 光学精密工程. 2016(07)
[7]Improved Roberts operator for detecting surface defects of heavy rails with superior precision and efficiency[J]. 石甜,Kong Jianyi,Wang Xingdong,Liu Zhao,Xiong Jianliang. High Technology Letters. 2016(02)
[8]改进后圆心定位算法[J]. 王小攀,郝向阳,刘松林,朱永丰. 测绘工程. 2016(04)
[9]机器视觉在物体位姿检测中的应用[J]. 李彬,罗彪. 传感器与微系统. 2016(02)
[10]基于Halcon的阀芯尺寸亚像素级测量[J]. 唐松,杨其华,刘刚海. 计算机工程与应用. 2017(03)
博士论文
[1]图像阈值化与目标分割方法中的若干问题研究[D]. 聂方彦.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于机器视觉测量的齿轮图像边界提取算法研究[D]. 单紫薇.沈阳工业大学 2017
[2]基于机器视觉的工件尺寸测量系统设计[D]. 李福建.中国计量大学 2017
[3]基于图像的保持架在线检测设备关键技术研究[D]. 阮姣姣.浙江工业大学 2017
[4]零件几何尺寸精密测量系统设计与实现[D]. 刘冬冬.西南科技大学 2016
[5]电连接器壳体零件多尺寸精密测量系统[D]. 徐家祥.江苏大学 2016
[6]基于HSV空间的彩色图像亚像素边缘检测[D]. 李丽莎.西安工业大学 2015
[7]基于机器视觉的在线高精度零件测量关键技术的方法研究[D]. 李林娜.天津科技大学 2015
[8]基于FPGA的微型零件尺寸检测系统研究[D]. 李前坤.重庆大学 2014
[9]基于三次样条插值的亚像素边缘检测方法[D]. 周亚洲.长春工业大学 2014
[10]视觉在线零件尺寸测量方法研究[D]. 王明跃.天津理工大学 2014
本文编号：3161626
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 视觉测量技术国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文的研究内容
2 视觉检测系统设计
2.1 精密零件参数检测系统概述
2.2 视觉检测系统组成
2.3 精密零件参数检测系统硬件模块
2.3.1 摄相机选择
2.3.2 镜头选择
2.3.3 光源和照明方式的选择
2.4 视觉检测系统软件设计
2.4.1 系统软件环境
2.4.2 检测系统算法设计
2.5 本章小结
3 图像预处理方法研究
3.1 图像灰度变换
3.2 图像滤波
3.2.1 图像噪声
3.2.2 图像滤波算法的研究
3.3 零件图像分割方法研究
3.3.1 图像分割概述
3.3.2 阈值分割算法研究
3.3.3 零件图像分割实验结果及分析
3.4 本章小结
4 零件图像边缘检测方法研究
4.1 边缘检测概述
4.2 边缘检测算法研究
4.2.1 一阶微分边缘检测算子
4.2.2 二阶微分边缘检测算子
4.2.3 工件图像边缘检测结果与分析
4.3 工件图像亚像素边缘检测方法研究
4.3.1 亚像素检测概述
4.3.2 亚像素级边缘检测方法的研究
4.4 本文亚像素边缘检测
4.4.1 检测方法
4.4.2 工件轮廓拟合
4.5 本章小结
5 精密零件尺寸测量
5.1 工件实验平台搭建
5.2 摄像机标定
5.2.1 摄像机成像模型
5.2.2 坐标系之间的转换关系
5.2.3 摄像机参数标定
5.2.4 像素当量标定
5.3 精密零件尺寸检测
5.3.1 精密零件多参数检测
5.3.2 实验数据分析处理
5.4 视觉测量系统人机交互界面设计
5.5 误差分析
5.5.1 误差分类
5.5.2 误差补偿措施
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进Zernike矩的小模数齿轮亚像素边缘检测[J]. 刘明佩,朱维斌,叶树亮. 仪器仪表学报. 2018(08)
[2]基于亚像素的PCB表面质量检测[J]. 郭联金,谢跃信,罗炳军. 电子质量. 2018(06)
[3]基于MATLAB软件的扫描图像去噪仿真研究[J]. 邱英杰,王君,张冬梅,江丽娜,王誉洁,万蓓蕾. 计算机产品与流通. 2017(07)
[4]图像去噪方法的研究[J]. 席二辉. 信息与电脑(理论版). 2017(04)
[5]计算机视觉的同心度实验平台设计[J]. 陈永清,蒋惠芬,范水明,陈廉清,程晓民. 实验室研究与探索. 2016(09)
[6]基于Otsu方法的钢轨图像分割[J]. 袁小翠,吴禄慎,陈华伟. 光学精密工程. 2016(07)
[7]Improved Roberts operator for detecting surface defects of heavy rails with superior precision and efficiency[J]. 石甜,Kong Jianyi,Wang Xingdong,Liu Zhao,Xiong Jianliang. High Technology Letters. 2016(02)
[8]改进后圆心定位算法[J]. 王小攀,郝向阳,刘松林,朱永丰. 测绘工程. 2016(04)
[9]机器视觉在物体位姿检测中的应用[J]. 李彬,罗彪. 传感器与微系统. 2016(02)
[10]基于Halcon的阀芯尺寸亚像素级测量[J]. 唐松,杨其华,刘刚海. 计算机工程与应用. 2017(03)
博士论文
[1]图像阈值化与目标分割方法中的若干问题研究[D]. 聂方彦.重庆大学 2010
硕士论文
[1]基于机器视觉测量的齿轮图像边界提取算法研究[D]. 单紫薇.沈阳工业大学 2017
[2]基于机器视觉的工件尺寸测量系统设计[D]. 李福建.中国计量大学 2017
[3]基于图像的保持架在线检测设备关键技术研究[D]. 阮姣姣.浙江工业大学 2017
[4]零件几何尺寸精密测量系统设计与实现[D]. 刘冬冬.西南科技大学 2016
[5]电连接器壳体零件多尺寸精密测量系统[D]. 徐家祥.江苏大学 2016
[6]基于HSV空间的彩色图像亚像素边缘检测[D]. 李丽莎.西安工业大学 2015
[7]基于机器视觉的在线高精度零件测量关键技术的方法研究[D]. 李林娜.天津科技大学 2015
[8]基于FPGA的微型零件尺寸检测系统研究[D]. 李前坤.重庆大学 2014
[9]基于三次样条插值的亚像素边缘检测方法[D]. 周亚洲.长春工业大学 2014
[10]视觉在线零件尺寸测量方法研究[D]. 王明跃.天津理工大学 2014
本文编号：3161626
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