基于圖像處理的微小形狀誤差測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著數(shù)字圖像采集和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像已成為人類獲取信息的重要途徑之一。利用圖像信息對(duì)零件的幾何參數(shù)進(jìn)行評(píng)定也就成了圖像處理的重要內(nèi)容?；趫D像處理的微小形狀誤差測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)合計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，將圖像處理和分析技術(shù)應(yīng)用于精密測(cè)量領(lǐng)域，通過(guò)處理被測(cè)物體圖像的邊緣紋理獲得物體的幾何參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)形狀誤差的精確測(cè)量，因此圖像處理技術(shù)成為圖像測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
　　 重慶理工大學(xué)機(jī)械檢測(cè)技術(shù)與裝備教育部工程研究中心

2、長(zhǎng)期從事時(shí)柵精密角位移傳感器的研究。其研究開(kāi)發(fā)的角位移傳感器的測(cè)量精度達(dá)±1″。研究時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)子的加工精度對(duì)時(shí)柵傳感器精度的影響時(shí)，需要精確測(cè)量時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)子的形狀誤差，時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)子的直徑為100～300mm，最多要在圓周上加工360個(gè)槽。由于轉(zhuǎn)子的開(kāi)槽數(shù)多，槽的尺寸小，人工測(cè)量費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以需要設(shè)計(jì)專用自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量轉(zhuǎn)子的形狀誤差。
　　 本文研究?jī)?nèi)容是以時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)子形狀誤差為測(cè)量對(duì)象，運(yùn)用數(shù)字圖像采集和處理技術(shù)，設(shè)計(jì)

3、基于CMOS圖像傳感器的圖像測(cè)量系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的圖像測(cè)量系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和PC機(jī)圖像處理系統(tǒng)組成。論文主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1) 給出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用主動(dòng)視覺(jué)傳感技術(shù)，選擇了合適的光源、照明方式以及光學(xué)放大系統(tǒng)。文中還詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的測(cè)量原理、實(shí)驗(yàn)標(biāo)定方法以及影響系統(tǒng)測(cè)量精度的因素。
　　 (2) 給出了圖像采集系統(tǒng)的硬件框圖，搭建了由CMOS圖像傳感器OV9121、ST

4、M32控制模塊、FIFO緩存控制模塊和串口通信模塊組成的圖像采集系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，并詳細(xì)地闡述了圖像采集系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)及器件選擇。
　　 (3) 給出了圖像采集系統(tǒng)的軟件流程圖，分別介紹了各個(gè)模塊的軟件設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)，包括OV9121初始化模塊軟件設(shè)計(jì)、STM32控制模塊軟件設(shè)計(jì)、FIFO緩存控制模塊軟件設(shè)計(jì)和串口通信模塊軟件設(shè)計(jì)。
　　 (4)文中詳細(xì)論述了圖像預(yù)處理、邊緣檢測(cè)、Hough變換、最小二乘法等算法的原理，

5、并對(duì)各種算法的圖像處理效果進(jìn)行了分析和比較。
　　 (5)基于 VisuAlC++6.0開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)可用的圖像處理軟件，實(shí)現(xiàn)了基本的圖像預(yù)處理、邊緣提取、曲線擬合以及形狀誤差測(cè)量和結(jié)果顯示等功能。并給出了圖像處理系統(tǒng)的軟件流程圖。
　　 (6) 選取時(shí)柵傳感器轉(zhuǎn)子的一個(gè)槽距進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對(duì)誤差進(jìn)行了分析。分析計(jì)算結(jié)果表明，該系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到了18，滿足系統(tǒng)的精度要求。
　　 本文設(shè)計(jì)的圖像測(cè)量系統(tǒng)實(shí)