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65600字硕士毕业论文数字图像处理中洞群位置测试技术的研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:65600字
论点:测量,误差,零件
论文概述:

本文介绍了位置度及其标注。鉴于位置度标注的复杂多样性,选取方形底座和法兰盘这两种孔组零件来做为测量对象。又因方形底座尺寸较小,易于拍摄高质量的原始图像,且其测量参数类型多

论文正文:

简介

1.1研究课题的背景和意义

在孔组零件误差中,位置误差是最重要的,位置度是形状和位置误差之一。成形和定位误差主要是由机床、夹具、刀具和零件组成的工艺系统中的误差引起的。此外,加工过程中出现的载荷、应力变形、热变形、磨损等各种干扰也会导致被加工零件的形状和位置误差;一般来说,零件的形状和位置误差会对机床、仪器、量具和刀具等各种产品的工作精度、连接强度、密封性能、运动稳定性、耐磨性、使用寿命和噪声产生很大影响
对于位置的检测,一般采用三坐标测量仪或综合检测工具进行检测。三坐标测量仪器非常昂贵,需要高质量的操作人员。综合检测工具(Comprehensive inspection tool)是一种无标度的专用测量工具,也是一种定性检测工具,不能获得定量结果,需要对每个零件进行人工操作,费时费力。测量方法一般可分为接触测量和非接触测量。以上两种方法属于接触测量。
随着信息科学技术的不断发展,一个重要的发展方向是采用先进的信息数字测量技术和产品来提高工业制造水平。随着工业的发展,人们对测量精度提出了要求。然而,传统的直接测量方法已经不能满足工程的需要。因此,精密光学技术、激光技术和计算机技术等非接触测量技术正在兴起。数字图像测量技术也是一种新的非接触测量方法,已经得到了广泛的应用。它以待测物体的图像作为检测和传输信息的手段,并从图像中提取有用的信息以获得待测参数。
数字图像检测技术广泛应用于重复检测相同零件或产品的场合。零件形状和尺寸检测是数字图像检测技术在测量领域的新应用。与传统的形状和尺寸检测技术相比,数字图像检测技术具有以下优点:[/BR/] 1)适应性好。数字图像处理技术可以用来处理不同环境中的各种图像。
2)可以有效提高测量精度。提高电荷耦合器件的分辨率,或调整透镜的放大倍数,使获得的图像信息更加准确。
3)成像系统可进行高精度校准和误差校正。
4)自动化程度高,大大提高了检测效率。
随着工业技术的快速发展,孔组零件的检测和质量评价已经成为工业生产中的一个重要环节。目前,孔组零件的传统检测方法是用无刻度的综合量具等工具对每个零件进行逐个检测,不仅工作量大,效率低,由此可见,传统的基于人工操作的检测方法已经越来越不能满足行业的需要。
本文主要研究基于数字图像处理的孔组零件误差测量系统。该系统利用CCD摄像机获取两种孔组零件的截面图像和数字图像,利用MATLAB软件对获取的图像进行各种处理,然后建立适用于孔组零件误差测量的算法流程图,获取孔组零件的参数并进行误差分析,从而验证了该系统的有效性。虽然目前还不能应用于在线自动检测,但它为孔组零件误差在线检测图像测量系统的建立提供了基础,具有很大的应用价值和理论意义。

1.2国内外数字图像测量研究现状

数字图像测量是近十年来在世界范围内迅速发展起来的一门新兴交叉学科。它主要是由传统光学测量与现代时尚的计算机视觉和数字图像处理与分析交叉融合而成,取其各自的优势和长处。数字图像测量技术采用的方法步骤主要分为系统标定、图像采集、图像预处理、图像分析和零件特征提取。数字图像测量的概念可以在机器视觉检测中基本概括,机器视觉检测更侧重于测量方面,而视觉检测通过检测实现识别和控制的功能。这两者的发展密切相关,因为只有当测量更精确时,才能对其进行更精细的控制。如果说起源的话,早在20世纪80年代,数字图像检测系统就已经在美国的制造业中得到应用,然后发展迅速,势头迅猛。

3.2系统软件设计问题.........29
3.3系统校准.........29-32
3.4本章摘要.........32-33
4数字图像处理.........33-57
4.1基本图像知识.........33-36
4.1.1图像类型.........33-35
4.1.2图像格式.........35-36
4.1.3图像的数据结构.........36
4.2图像预处理.........36-41
4.2.1图像平滑.........37-40
4.2.2中值滤波.........40-41
4.3图像分割.........41-51
4.3.1基于灰度级的分割.........42-44
4.3.2边缘检测.........44-49 [/BR/] 4.3.3边界跟踪和区域.........49-51[/比尔/] 4.4数学形态学.........51-53 [/BR/] 4.4.1扩展.........51-52[/溴/] 4.4.2腐蚀.........52-53 [/BR/] 4.4.3打开和关闭.........53[/比尔/] 4.5霍夫线特征提取.........53-56
4.6本章摘要.........56-57
5算法流程图的建立和结果.........57-70
5.1中心和半径测量.........57-60
5.1.1最小二乘拟合.........57-58 [/BR/] 5.1.2质心.........58-60

结论
本文主要研究基于数字图像处理技术的孔群位置误差测量系统。鉴于位置标记的复杂性和多样性,选择两种常见的孔组零件作为测量任务:方形底座和圆周均匀分布的八孔法兰盘。在对硬件测量系统进行分析和建立后,系统通过CCD摄像头采集两种孔组零件的截面图像和数字图像,并利用MATLAB软件对采集的图像进行去噪滤波、边缘检测、二值图像分割识别、中心定位等不同算法处理,然后选择适合孔组误差测量的算法流程图,获取孔组零件的参数并进行误差分析,从而确立了系统的有效性。
介绍了本课题的主要内容和结论:
1)位置度及其标注。鉴于定位尺寸的复杂性和多样性,选择方形底座和法兰板两种孔组零件作为测量对象。由于方形底座体积小,易于拍摄高质量的原始图像,并且其测量参数类型多于法兰盘,因此确定以方形底座为主要研究对象。