基于视觉检测技术的量表验定系统的设计和研究

论文摘要

检测技术是工业自动化的基础,视觉检测技术具有非接触、速度快、柔性好等突出优点,已经成为精密测试技术领域内最具有发展潜力的新技术。将视觉检测技术应用于量表验定工序中,研究、设计基于视觉检测技术的指针式量表验定系统能够提高企业生产效率,满足生产自动化的要求。 本文首先介绍了系统总体结构以及硬件选择,内容包括:为提高检测效率,系统采用了位移控制单元和图像处理同步的工作方式:根据量表验定的精度要求硬件系统的设计。 接着介绍了VC++开发工具下系统的实现,研究内容包括:计算机和位移控制单元串口通讯;软件体系结构;Matrox MeteorⅡ图像采集卡开发的特点;系统工作时序。然后对系统获得直线参数采用的图像处理步骤做了详细的介绍:通过对比常用的滤波方法,系统采用中值滤波;图像二值化阈值的选取;图像的逻辑运算;图像的快速细化;霍夫变换直线提取。最后介绍了检验系统精度的方法,结果显示系统达到应用要求。 在对系统误差深入研究、分析的基础上,结合系统实际对图像处理的方法进行了进一步研究。研究内容包括:图像边缘检测的一般方法的比较和小波变换在图像边缘检测中的应用。实验结果显示采用小波变换能够到达到更高的精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 计算机视觉及应用
• 1.1.1 计算机视觉理论研究
• 1.1.2 计算机视觉应用技术
• 1.2 视觉检测技术
• 1.2.1 视觉检测技术及应用
• 1.2.2 国内视觉检测技术应用及发展趋势
• 1.3 本文研究的内容和目的
• 第二章 量表验定系统硬件结构和组成
• 2.1 系统硬件结构与工作原理
• 2.2 成像系统及其参数选择
• 2.2.1 摄像头的分类和选择
• 2.2.2 光源
• 2.2.3 镜头
• 2.2.4 图像采集卡原理和选择
• 2.3 位移控制单元设计
• 2.3.1 步进电机和电机驱动器
• 2.3.2 光栅传感器
• 2.3.3 单片机
• 第三章 量表验定系统的实现
• 3.1 计算机和位移控制单元的通讯
• 3.1.1 计算机与单片机通讯
• 3.1.2 单片机串口通讯程序设计
• 3.2 基于图像采集卡的应用软件开发
• 3.2.1 系统软件体系
• 3.2.2 双缓存采集处理方法
• 3.2.3 格式的转换
• 3.3 系统运行时序
• 第四章 数字图像处理方法
• 4.1 本系统图像处理方案
• 4.2 图像的预处理
• 4.2.1 图像的滤波
• 4.2.2 图像的二值化
• 4.3 图像的逻辑处理
• 4.4 图像的细化处理
• 4.5 直线提取
• 4.5.1 霍夫变换的基本原理
• 4.5.2 极坐标ρ的范围
• 4.5.3 系统采用的具体算法
• 第五章 图像采集处理部分检验及误差分析
• 5.1 实验检验
• 5.2 图像采集处理部分误差分析
• 第六章 图像边缘检测技术的研究
• 6.1 边缘检测
• 6.2 小波基本理论
• 6.2.1 小波变换的定义
• 6.2.3 小波变换边缘检测
• 6.3 实验
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文清单