基于圖像處理的微小形狀誤差測量系統(tǒng)的設計.pdf

1、隨著數(shù)字圖像采集和處理技術的飛速發(fā)展，圖像已成為人類獲取信息的重要途徑之一。利用圖像信息對零件的幾何參數(shù)進行評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量系統(tǒng)的設計結(jié)合計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，將圖像處理和分析技術應用于精密測量領域，通過處理被測物體圖像的邊緣紋理獲得物體的幾何參數(shù)，從而實現(xiàn)對形狀誤差的精確測量，因此圖像處理技術成為圖像測量系統(tǒng)的基礎和關鍵。
　　 重慶理工大學機械檢測技術與裝備教育部工程研究中心

2、長期從事時柵精密角位移傳感器的研究。其研究開發(fā)的角位移傳感器的測量精度達±1″。研究時柵傳感器轉(zhuǎn)子的加工精度對時柵傳感器精度的影響時，需要精確測量時柵傳感器轉(zhuǎn)子的形狀誤差，時柵傳感器轉(zhuǎn)子的直徑為100～300mm，最多要在圓周上加工360個槽。由于轉(zhuǎn)子的開槽數(shù)多，槽的尺寸小，人工測量費時費力，所以需要設計專用自動測量系統(tǒng)測量轉(zhuǎn)子的形狀誤差。
　　 本文研究內(nèi)容是以時柵傳感器轉(zhuǎn)子形狀誤差為測量對象，運用數(shù)字圖像采集和處理技術，設計

3、基于CMOS圖像傳感器的圖像測量系統(tǒng)。本文設計的圖像測量系統(tǒng)由光學系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和PC機圖像處理系統(tǒng)組成。論文主要工作內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 (1) 給出了系統(tǒng)的設計方案，根據(jù)設計要求，采用主動視覺傳感技術，選擇了合適的光源、照明方式以及光學放大系統(tǒng)。文中還詳細闡述了系統(tǒng)的測量原理、實驗標定方法以及影響系統(tǒng)測量精度的因素。
　　 (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，并詳細地闡述了圖像采集系統(tǒng)各模塊的設計及器件選擇。
　　 (3) 給出了圖像采集系統(tǒng)的軟件流程圖，分別介紹了各個模塊的軟件設計思路與實現(xiàn)，包括OV9121初始化模塊軟件設計、STM32控制模塊軟件設計、FIFO緩存控制模塊軟件設計和串口通信模塊軟件設計。
　　 (4)文中詳細論述了圖像預處理、邊緣檢測、Hough變換、最小二乘法等算法的原理，

5、并對各種算法的圖像處理效果進行了分析和比較。
　　 (5)基于 VisuAlC++6.0開發(fā)了系統(tǒng)可用的圖像處理軟件，實現(xiàn)了基本的圖像預處理、邊緣提取、曲線擬合以及形狀誤差測量和結(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) 選取時柵傳感器轉(zhuǎn)子的一個槽距進行實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行處理并對誤差進行了分析。分析計算結(jié)果表明，該系統(tǒng)測量精度達到了18，滿足系統(tǒng)的精度要求。
　　 本文設計的圖像測量系統(tǒng)實