基于机器视觉的高速线材直径及椭圆度测量系统的设计
发布时间：2021-08-01 23:33
随着工业4.0概念的兴起,生产过程中的智能化受到了制造企业以及各级政府的高度重视。在钢铁行业中,线材一直是非常重要的产品,在日常生活以及工程建设中起着不可替代的作用。随着我国经济的发展,市场对于线材的需求也是迅速增加,线材生产也在向着高速度和高精度发展。在高速线材生产过程中,线材外径以及椭圆度是线材质量的重要判断依据,因此,本文依据机器视觉设计了一种非接触式高速线材直径及椭圆度在线监测系统,能在高速线材生产过程中对线材的尺寸质量进行实时监测。通过对生产线环境的分析,以及生产需求分析,本文设计了三相机的检测方案。本系统通过LED背光源加上准直透镜为成像系统提供光源,利用高速面阵CCD工业相机和双侧远心镜头对线材进行成像;在确定好工业相机和镜头方案后,对成像系统进行标定,获取到世界坐标系与像素坐标系的转换关系,并对成像畸变进行恢复。面阵CCD工业相机采集到的图像经过模数转换为数字图像后,对图像进行了直方图均衡化、噪声过滤等预处理;对预处理后的图像进行模糊处理。研究了对高速运动的线材运动模糊图像的恢复;对去除噪声和模糊干扰的图像边缘进行识别,分别研究了利用sobel算子、canny边缘检测以...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫描法原理图
安徽大学硕士学位论文5图1.2光电摄像法原理图工件直径如下式所示：dLfR=(1-2)其中，R为待测工件的直径，d为成像元器件光敏面的阴影尺寸，f为相机焦距。光电摄像法测量工件尺寸具有测量速度快、精度高的优点，其系统结构简单，抗外界干扰能力较强，是如今机器视觉尺寸检测中应用最为广泛的方法。1.3论文研究内容设计并搭建了一套完整的光学测量系统，包括高速CCD面阵摄像机、双侧远心镜头、LED平行背光源和标准待测物。对相机进行标定，确定相机内外参数。触发相机采集线材截面图像，将采集到的图像送入计算机处理器，利用C++语言对图像进行处理。首先对图像进行畸变矫正，将矫正后的图像进行噪声去除、直方图均衡化预处理操作，并对图像模糊进行研究处理；对预处理后的图像进行像素级经典算法sobel算子和canny边缘检测以及zernike正交矩亚像素级边缘提取三种边缘检测算法的研究处理，提取提取线材边缘坐标；将线材坐标点集通过进行霍夫变换，变换到极坐标系下，对线材两条边缘的点集进行分类；将分类后的线材边缘点集通过最小二乘法进行拟合，通过拟合出的两条线材边缘，分类讨论计算出线材直径；最后利用线材三个方向的直径计算出线材的椭圆度。本文主要内容包括：1）介绍了机器视觉在工业领域的应用，以及对线材椭圆度测量的意义。分析阐述了国内外对高速线材椭圆度测量的三种方法，并通过分析三种方法确定了本文的实验方案。
卷帘曝光
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的微型摆轮质量检测系统[J]. 魏东亮,周迪斌,张家瑜,马建峰. 计算机系统应用. 2020(01)
[2]电缆护套厚度灰度矩亚像素测量研究[J]. 阴法明,王康,赵力. 电子测量与仪器学报. 2019(10)
[3]光场相机标定中亚像素角点检测方法研究[J]. 蔡叶,苏中. 现代电子技术. 2019(14)
[4]基于灰度的亚像素插值视觉测量方法[J]. 戴宗贤,莫洪波,周勇,张震,尹爱军,梁子晓. 中国测试. 2019(05)
[5]一种中值滤波图像去噪的改进算法[J]. 王红宇,游敏娟,李琪,周广明,于智睿,何乐民,王世刚. 中国科技信息. 2019(01)
[6]基于机器视觉的小粒咖啡豆的检测技术[J]. 赵晶,张付杰,冯帅辉,杨薇,王璐,李梦丽. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]高速线材生产线机械设备优化与改进探讨[J]. 衣君. 中国战略新兴产业. 2018(44)
[8]机器视觉技术及其在汽车制造质量检测中的应用[J]. 刘武. 汽车实用技术. 2018(20)
[9]利用激光衍射法测量细圆柱直径[J]. 田园,杨晓东. 日用电器. 2018(10)
[10]Matlab图像滤波处理技术研究[J]. 关雪梅. 安阳师范学院学报. 2018(05)
博士论文
[1]基于机器视觉的家蚕蛹雌雄识别研究[D]. 陶丹.西南大学 2019
硕士论文
[1]基于双目视觉的曲面条码图像采集装置设计[D]. 智少宇.西安理工大学 2019
[2]大范围炸点测量同步触发技术研究[D]. 吴笛.西安工业大学 2019
[3]基于机器视觉的面阵CCD测径系统的研究[D]. 李梦楠.安徽大学 2019
[4]运动模糊图像复原技术的研究[D]. 毛润东.长沙理工大学 2018
[5]基于机器视觉的大型复杂结构件在线质量检测技术及系统研究[D]. 陈莉.合肥工业大学 2018
[6]基于机器视觉的产品零件尺寸检测技术研究[D]. 张永波.燕山大学 2017
[7]基于机器视觉的非接触尺寸测量技术研究[D]. 于芳菲.东北石油大学 2015
[8]基于小孔影像法的小直径刀具直径检测方法研究[D]. 刘定昱.哈尔滨工业大学 2014
[9]多晶硅还原炉内硅棒直径在线监测系统的研究[D]. 刘祥.安徽大学 2014
[10]高温钢坯机器视觉在线检测系统关键技术研究[D]. 万聪灵.电子科技大学 2014
本文编号：3316446
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫描法原理图
安徽大学硕士学位论文5图1.2光电摄像法原理图工件直径如下式所示：dLfR=(1-2)其中，R为待测工件的直径，d为成像元器件光敏面的阴影尺寸，f为相机焦距。光电摄像法测量工件尺寸具有测量速度快、精度高的优点，其系统结构简单，抗外界干扰能力较强，是如今机器视觉尺寸检测中应用最为广泛的方法。1.3论文研究内容设计并搭建了一套完整的光学测量系统，包括高速CCD面阵摄像机、双侧远心镜头、LED平行背光源和标准待测物。对相机进行标定，确定相机内外参数。触发相机采集线材截面图像，将采集到的图像送入计算机处理器，利用C++语言对图像进行处理。首先对图像进行畸变矫正，将矫正后的图像进行噪声去除、直方图均衡化预处理操作，并对图像模糊进行研究处理；对预处理后的图像进行像素级经典算法sobel算子和canny边缘检测以及zernike正交矩亚像素级边缘提取三种边缘检测算法的研究处理，提取提取线材边缘坐标；将线材坐标点集通过进行霍夫变换，变换到极坐标系下，对线材两条边缘的点集进行分类；将分类后的线材边缘点集通过最小二乘法进行拟合，通过拟合出的两条线材边缘，分类讨论计算出线材直径；最后利用线材三个方向的直径计算出线材的椭圆度。本文主要内容包括：1）介绍了机器视觉在工业领域的应用，以及对线材椭圆度测量的意义。分析阐述了国内外对高速线材椭圆度测量的三种方法，并通过分析三种方法确定了本文的实验方案。
卷帘曝光
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的微型摆轮质量检测系统[J]. 魏东亮,周迪斌,张家瑜,马建峰. 计算机系统应用. 2020(01)
[2]电缆护套厚度灰度矩亚像素测量研究[J]. 阴法明,王康,赵力. 电子测量与仪器学报. 2019(10)
[3]光场相机标定中亚像素角点检测方法研究[J]. 蔡叶,苏中. 现代电子技术. 2019(14)
[4]基于灰度的亚像素插值视觉测量方法[J]. 戴宗贤,莫洪波,周勇,张震,尹爱军,梁子晓. 中国测试. 2019(05)
[5]一种中值滤波图像去噪的改进算法[J]. 王红宇,游敏娟,李琪,周广明,于智睿,何乐民,王世刚. 中国科技信息. 2019(01)
[6]基于机器视觉的小粒咖啡豆的检测技术[J]. 赵晶,张付杰,冯帅辉,杨薇,王璐,李梦丽. 湖南农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[7]高速线材生产线机械设备优化与改进探讨[J]. 衣君. 中国战略新兴产业. 2018(44)
[8]机器视觉技术及其在汽车制造质量检测中的应用[J]. 刘武. 汽车实用技术. 2018(20)
[9]利用激光衍射法测量细圆柱直径[J]. 田园,杨晓东. 日用电器. 2018(10)
[10]Matlab图像滤波处理技术研究[J]. 关雪梅. 安阳师范学院学报. 2018(05)
博士论文
[1]基于机器视觉的家蚕蛹雌雄识别研究[D]. 陶丹.西南大学 2019
硕士论文
[1]基于双目视觉的曲面条码图像采集装置设计[D]. 智少宇.西安理工大学 2019
[2]大范围炸点测量同步触发技术研究[D]. 吴笛.西安工业大学 2019
[3]基于机器视觉的面阵CCD测径系统的研究[D]. 李梦楠.安徽大学 2019
[4]运动模糊图像复原技术的研究[D]. 毛润东.长沙理工大学 2018
[5]基于机器视觉的大型复杂结构件在线质量检测技术及系统研究[D]. 陈莉.合肥工业大学 2018
[6]基于机器视觉的产品零件尺寸检测技术研究[D]. 张永波.燕山大学 2017
[7]基于机器视觉的非接触尺寸测量技术研究[D]. 于芳菲.东北石油大学 2015
[8]基于小孔影像法的小直径刀具直径检测方法研究[D]. 刘定昱.哈尔滨工业大学 2014
[9]多晶硅还原炉内硅棒直径在线监测系统的研究[D]. 刘祥.安徽大学 2014
[10]高温钢坯机器视觉在线检测系统关键技术研究[D]. 万聪灵.电子科技大学 2014
本文编号：3316446
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