基于机器视觉技术零件尺寸检测系统研究.pdf

哈尔滨工业大学
硕士学位论文
基于机器视觉技术的零件尺寸检测系统的研究
姓名：刘祥锋
申请学位级别：硕士
专业：航空宇航制造工程
指导教师：张广玉
20050626
摘要视觉技术可以大幅降低检测成本，提高产品质量，提高生产速度和效率，因而在工业检测和控制领域得到了广泛的应用。本文以机器视觉技术为基础，以图像处理技术为主要方法，开发了用于冲击试样生产线的尺寸检测系统，针对冲击试样在线检测的研制要求，结合机器视觉系统的功能及结构特选择，数字图像处理方法与处理过程的选择应用等关键问题。通过理论分析与实验验证，得到了系统最佳图像处理过程：首先对采集的图像进行中值滤波，通过阈值分析进行二值化，然后对二值图像进行开启、闭合、去噪以及进行边界提取操作来获得清晰的图像边缘，最后通过边缘检测和模型匹配技法。图像处理与测量都是利用功能强大的图像处理软件孩软件采用新型的模型匹配技术，获取图像边界清晰、准确，所以测量精度高。最后以F教ǎ7⒊鱿低车牟僮鳌⒐芾怼⑼枷裣允镜娜嘶该机器视觉检测系统提高了生产的柔性及自动化程度，适用于大批量的生产过程，效率高，功能、性能及可靠性指标完全符合设计要求，解决了人工检测产品质量效率低、精确度不高以及传统的机器视觉系统价格昂贵、功能完全由厂家定义丽用户无法改变的缺点。选择7⑵教ḿ肮δ，缩短了系统的开发时间，使系统具有很高的灵活性和可重用性，应用前景十分广阔。机器视觉技术在工业在线检测中的应用是近年来的研究热点之～。机器主要的研究工作包括以下内容：点，利用图像采集、显示、处理、分析技术，完成了冲击试样尺寸在线检测系统的设计，包括系统的结构设计、硬件配置、软件设计及误差分析等。在设计过程中解决了图像采集系统的设置与标定、图像系统照明方案的术，测量出冲击试样各尺寸值。对测量误差进行了分析，给出误差修正的方强大的图像处理软件关键词机器视觉；图像处理：籌进行，互界面。略尔滨工业大学妒垦宦畚
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第滦髀堕尘堡三些垒兰三耋塑焕俭皿蚶研究的目的和意义甀课题的来源的效率与精度。特别是随着生产过程自动化程度的不断提高，人类视觉检测越机器视觉系统大多采用昂贵的硬件设备，这些设备都是以专门的蚋咚俚易学易用的图形化编程软件鶹?7⑵教ǎ氪车谋喑谭绞较啾龋化和递归方式，用户可以在很短的时间内构建、设计和更改自己的视觉检测系器视觉系统的一大障碍，并且能通过硬件触发及软件编程能够实现视觉系统与测试中心对“冲击试样加工小型生产线”项目进行可行性论证，并决定联合研制丌发。本课题是该项目中的一部分，主要工作是开发基于机器视觉技术的尺寸检测系统，实现对冲击试样尺寸的在线检测。产品检测是现代化大生产中必不可少的重要环节。传统的检测往往由人：来完成，不仅工作量大，而且易受到检测人员主观因素的影响，不能保证榆测来越不能满足当今工业领域的要求，从而产生了机器视觉系统，但是，现有的酒:诵模攵圆煌挠τ贸『仙杓谱诺牡缏罚没惚嘤镅曰駽语言进行编程，使得整个系统的开发工作量大、周期长，成本高俊近几年来，新月异的计算机技术促进了机器视觉技术的发展，现在的机器视觉系统可以通过计算机直接对图像采集卡采集的信号进行快速的处理分析，并且利用计算机的宽大显示屏显示测量结果，在速度和功能上能满足大多数工程上的应用要求。更重要的是，开发的机器视觉尺寸检测系统以公司使用7⑹泳跸低晨梢允剐侍岣～倍【。同时，利用其模块统。以具有高度集成的图像处理功能模块的大大地加快了系统的开发速度，具有很大的灵活性和可扩展性，解决了传统机运动控制系统的结合，最终使冲击试样加工生产线具有高效率、高精度、低成冲击试样作为一种特殊的零件，在不同的工艺环节中需要被检测的尺寸很年拢肫牍9せ仓圃煊邢拊鹑喂居牍豕ひ荡笱Х治作为图像处理软件，本的特点
国内外的研究现状段，机器视觉主要应用在二：维图像的分析和识别上，如光学字符识别、工件表面和航空图片的分析和解释等。年代，晖ü扑慊绦虼数字图像中提取出诸如立方体、棱柱体等多面体的三维结构，并对物体形状及物体的空间关系进行了描述。难芯抗ぷ骺4戳死斫馊【拔D康曲面等几何要素的分析，一直到图像明暗、文理、运动及成像几何等，并建立了各种数据结构和推理原则。到年代，已经出现了一些视觉应用系统【俊程，同时，该实验室吸引了国际上学多知名学者参与机器视觉系统的理沦、算觉研究领域的一个重要理论框架。可以说机器视觉的全球性研究热潮是从世纪年代中期开始的，这时的机器视觉获得了蓬