基于机器视觉的火花塞垫圈缺陷检测系统设计

发布时间：2017-06-14 08:06

  本文关键词：基于机器视觉的火花塞垫圈缺陷检测系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：火花塞垫圈出现缺陷,会造成汽缸漏气、缺火,发动机抖、动力不足等后果,其中气缸漏气对发动机和人都是很危险的,因此对于该密封垫圈缺陷检测是非常重要的。本文以火炬牌火花塞垫圈缺陷检测为背景,设计了基于机器视觉的垫圈缺陷检测系统。这种系统具有非接触性、高准确性、高速率等特点,主要包括视觉硬件部分和图像处理算法软件部分,两部分结合,实现垫圈正、反面表面图像的自动采集、传输、处理及结果反馈等功能。首先,在分析了课题的来源及国内外技术发展现状的基础上,确定了两个工位检测的解决方案。根据具体需求计算相机、镜头参数,根据待检测工件外观性质选型光源并确定打光方式,选型工控机、图像采集卡和光电开关等器件,从而完成硬件系统设计。其次是根据整体图像及缺陷特征提出了图像处理思想,并根据该思想设计处理流程,介绍对比起到同种作用的多种算法,最终选取中值滤波、灰度拉伸、基于灰度匹配定位、最小二乘法拟合圆、掩膜、索贝尔算子分割斑点等完成整个图像处理。最后,介绍软件功能的实现,包含软件界面和基于OpenCV对以上设计算法实现。本文对系统软、硬件研究设计过程进行了详细论述,对软件系统的各个部分进行调试并展示处理结果图像,最终提取出图像中的缺陷,大批量的工件测试证明该系统可行。
【关键词】：火花塞垫圈 机器视觉 CCD 图像处理 缺陷检测 索贝尔算子
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题的来源及意义10-13
• 1.2 火花塞垫圈检测及机器视觉在国内外现状13-16
• 1.2.1 火花塞垫圈检测现状13
• 1.2.2 机器视觉概述及在国内外发展现状13-16
• 1.3 本论文的主要工作及内容安排16-17
• 2 垫圈缺陷检测系统方案设计17-31
• 2.1 垫圈缺陷检测系统整体方案17-19
• 2.1.1 检测系统技术要求17
• 2.1.2 检测系统构成17-18
• 2.1.3 检测系统工作原理18-19
• 2.2 光学镜头19-20
• 2.2.1 镜头及其参数19-20
• 2.2.2 镜头分类20
• 2.3 工业相机选型20-25
• 2.3.1 工业相机参数及分类21-23
• 2.3.2 相机和镜头参数的确定23-25
• 2.4 光源及控制器选型25-27
• 2.4.1 光源类型及照明方式介绍25-27
• 2.4.2 光源及控制器选型27
• 2.5 其他器件选型27-29
• 2.6 系统工作参数设定29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 3 垫圈缺陷图像处理思想及处理算法31-47
• 3.1 垫圈缺陷图像处理思想31
• 3.2 图像平滑31-36
• 3.2.1 多帧叠加平均法32-33
• 3.2.2 邻域均值滤波法33-34
• 3.2.3 中值滤波法34-36
• 3.3 图像增强36-42
• 3.3.1 灰度变换36-39
• 3.3.2 直方图均衡39-40
• 3.3.3 梯度锐化40-42
• 3.4 图像匹配定位42-46
• 3.4.1 基于形状的匹配42-43
• 3.4.2 基于灰度值的匹配43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 目标区域内斑点分析47-60
• 4.1 目标圆拟合及圆环区域截取47-51
• 4.1.1 最小二乘法拟合圆47-49
• 4.1.2 图像掩膜49-51
• 4.2 目标区域内斑点查找51-56
• 4.2.1 基于边缘检测的分割52-54
• 4.2.2 基于阈值的分割54-56
• 4.3 图像标定及斑点面积计算56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 5 垫圈缺陷检测系统软件实现60-66
• 5.1 软件界面60-61
• 5.2 图像处理功能实现61-65
• 5.2.1 OpenCV介绍61-62
• 5.2.2 基于OpenCV图像算法功能实现62-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 总结与展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

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4 黄R

本文编号：448915