基于CMOS机器视觉圆筒形零件尺寸检测系统研究.pdf

图书分类号 TP273 密级非密
UDC 注 1_______________________________________________________________



硕士学位论文

基于 CMOS 机器视觉的圆筒形零件尺寸检测系统研究

高琼


指导教师(姓名、职称) 王俊元教授
申请学位级别工学硕士
专业名称机械制造及其自动化
论文提交日期年月日
论文答辩日期年月日
学位授予日期年月日
论文评阅人____________________________________
答辩委员会主席________________________________

2013 年 5 月 20 日
注 1:注明《国际十进分类法 UDC》的分类
原创性声明

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中北大学学位论文

基于 CMOS 机器视觉的圆筒形零件尺寸检测系统研究
摘要
机器视觉技术以其速度快、信息量大、能实现自动化、功能多等特点被广泛应用于
各个领域。视觉检测代替人眼完成生产线上各种产品检测,它可以大幅度地降低检测成
本,提高检测速度和效率,是近些年工业检测领域的研究热点。本文依据某项目要求,
针对某圆筒形零件的梯形槽槽宽尺寸和微小通孔面积尺寸这两种用常规方法难以精确
测量的尺寸,提出利用机器视觉技术来实现零件尺寸的全自动测量检测,本文主要研究
了以下内容:
本文依据某项目要求:实现圆筒形零件多个尺寸自动化检测,运用机器视觉技术来
实现检测要求。本文首先根据检测内容设计了系统的总体结构,对硬件各个部分进行了
选择并完成硬件部分的搭建,硬件部分的选择包括摄像头,光源等的选择,在照明系统
设计时通过不同照明方案的对比选择出适合本系统的照明方案;视觉检测系统的软件部
分主要是以 LabVIEW 为开发平台,图像处理是运用 IMAQ Vision 视觉工具包完成的。针
对本文检测内容,研究并分析图像处理的关键技术,通过理论分析与实验验证,得到了
适合槽宽与圆孔面积尺寸测量的图像处理过程:采集图像后首先对拍摄到的图像进行滤
波处理、单阈值分割、数学形态学操作以及进行边缘检测来获得清晰的图像边缘,最后
通过获取图像相应外接矩形来间接测出零件直角梯形槽槽宽的尺寸,通过圆弧拟合操作
来实现两小圆孔面积的测量,最终采用模块化设计思路开发出便于人为操作的检测系统
界面,并对测量系统的稳定性及测量精度等性能进行了分析验证,完成了系统的标定。
该视觉检测系统用于零件外形尺寸测量的现代自动化测量设备,装置结构简单,成
本低,工作效率高,测量精度可以达到 5 微米,视觉检测装置可以解决人工检测所造成
的检测效率低、精确度不高、无法实时在线测量的缺点,应用前景十分广阔。


关键词:机器视觉检测;图像处理;IMAQ Vision;系统性能分析
中北大学学位论文

Research of The size of The Cylindrical Parts Based on CMOS
Machine Vision detecting system
Abstract
Machine vision technology as its fast speed, large amount of information, can be
automated, multifunction features are widely used in various fields. Visual inspection instead
of the human eye plete production line product testing, it can grea