【摘要】：機構(gòu)運動分析和動力學研究是機構(gòu)分析與綜合的重要工作。由于研究工作中經(jīng)常需要獲取真實運動參數(shù)數(shù)據(jù)輔助分析,因此獲得真實構(gòu)件上點的位移、軌跡、速度和加速度以及構(gòu)件的角位移、角速度和角加速度非常必要。為此,本文提出基于CCD技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)獲取平面機構(gòu)構(gòu)件運動參數(shù)的方法,并編寫了相應的計算機處理程序。CCD(Charge Coupled Devices,電荷耦合器件)作為一種新型的光電器件在測量測試領(lǐng)域中得到了廣泛的應用,其制造技術(shù)及應用技術(shù)的研究也取得了驚人的進展。利用這一技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù),本文針對平面機構(gòu)中典型的曲柄滑塊機構(gòu),對CCD采集的機構(gòu)運動時變序列圖像加以處理,得到構(gòu)件上標記點不同時刻的坐標,利用數(shù)值方法計算出構(gòu)件的速度、加速度等運動參數(shù)。該方法與其他檢測方法相比,凸現(xiàn)了CCD的非接觸測量的優(yōu)點,彌補了其他傳感器的使用局限。同時,非接觸式智能測量構(gòu)件位移等參數(shù)方面的研究成果還可以應用于零部件位置檢測、自動定位、智能制造等領(lǐng)域中。 本文以計算機數(shù)字圖像處理理論和數(shù)值分析理論為基礎(chǔ),應用Bodand公司優(yōu)秀的軟件開發(fā)平臺Delphi7編寫了數(shù)字圖像處理程序,對以CCD為主要元器件的數(shù)字攝像機采集到的機構(gòu)運動圖像進行了二值化處理及二值化后處理,充分去除了圖像中的干擾景物,在比較復雜的背景條件下,分離出前景標記,并確定出了機構(gòu)上前景標記點的相對位置。最后通過對幾種數(shù)值計算方法在計算機上進行實際計算比較,確定采用基于最小二乘原則的Fourier級數(shù)擬合方法計算出機構(gòu)的運動參數(shù)。 本文在對采集到的數(shù)字圖像進行計算機處理的過程中,針對所處理對象的特殊性,研究了便于處理且有效的融合全局二值化和局部二值化思想的改進的圖像二值化處理方法和算法;確定了在比較復雜的背景下提取有用的前景信息的數(shù)字圖像代數(shù)運算方法和離散干擾點的去除判別準則,并編寫程序?qū)崿F(xiàn)了這一算法,建立了比較有效快速的處理系統(tǒng);探討了相關(guān)處理方法在解決實際應用問題時的適用性。 從測量角度,本文利用貼有標記的機構(gòu)在運動過程中,其標記的幾何中心不變的特性,采用了非常簡便易行的投影法,比較精確地確定了標記的幾何中心在圖像中的準確的相對位置,為機構(gòu)的運動分析奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

感器、同步信號發(fā)生器、工作臺、滑塊導軌等構(gòu)成。該實驗臺另配有軟件，可以處理光柵角位移傳感器信號，獲取滑塊位移等參量，電機轉(zhuǎn)速可以無級調(diào)速。實驗裝置示意圖如圖3一1所示。圖3一1實驗臺裝置3.2圖像采集及其設(shè)備利用CCD技術(shù)進行平面機構(gòu)運動分析，采集圖像需要使用CCD攝像頭、圖像采集卡和采集圖像軟件等。3.2.1CCD攝像頭及其性能如第二章所述，CCD器件按其感光單元的排列方式，分為線陣CCD和面陣

安裝板卡驅(qū)動的同時寫入系統(tǒng)。用戶在使用時，可以直接通過編寫程序調(diào)用相應的功能函數(shù)。借助V330采集卡的動態(tài)鏈接庫，使用VisualC料5編寫了圖像采集程序，界面如圖3一3所示。圖3一3圖像采集程序界面3.2.4光源的選擇和照度的匹配1121為保證圖像采集的效果，正確選擇光源十分重要，故必須加以重視。光源可分為自然光源和人工光源兩類。自然光源就是由自然過程產(chǎn)生的輻射源，各種天體(包括地球、太陽、星體)及大氣等都是自然光源。人工光源是人們?yōu)榱藙?chuàng)造良好的、穩(wěn)定的觀察和測量條件而制成的光源，如鎢絲白熾燈、鹵鎢燈、氣體放電燈、發(fā)光二極管光源和激光光源等。自然光源的使用必須考慮天氣變化和測量或觀測的地點的地理位置，各種人工光源使用一般有其常用的領(lǐng)域和使用范圍、條件，需要依據(jù)具體現(xiàn)場實際情況加以選擇。由于CCD應用系統(tǒng)可大致分為攝像和檢測兩種類型，不同類型的應用對照明光源有不同的要求，，因此應根據(jù)需要選用。本文所研究的內(nèi)容屬于CCD檢測應用系統(tǒng)
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH112

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓峰;楊少棟;包曉艷;白福忠;;CCD動態(tài)響應特性的測試與建模[J];中北大學學報(自然科學版);2011年03期

2 許煜;葉煒;顧一;詹奇;;基于USB2.0、CPLD和CCD的高速圖像采集系統(tǒng)設(shè)計[J];光學儀器;2009年02期

3 郭明安;羅劍輝;黑東煒;孫鳳榮;羅通頂;馬戈;李剛;魏福利;;環(huán)形電子束積分圖像診斷技術(shù)[J];強激光與粒子束;2011年06期

4 Dave Amey;;基于CCD圖像傳感器的數(shù)碼相機走到盡頭了嗎?[J];電子設(shè)計技術(shù);2011年09期

5 孫流星;邵懿芳;;自動阿貝折射儀的研究[J];光學儀器;2010年05期

6 王振亞;張慶春;;基于CCD的三軸轉(zhuǎn)臺軸線相交度測量[J];制造業(yè)自動化;2011年14期

7 安凱;馬佳光;;一種用于交會對接的CCD快速測量方法[J];光電工程;2011年06期

8 胡海燕;王義;李元景;;基于CCD醫(yī)用X射線數(shù)字成像系統(tǒng)設(shè)計[J];核電子學與探測技術(shù);2011年05期

9 蘇小會;黎超;郎寶華;徐淑萍;;便攜式光纖光譜煙氣分析儀的研制[J];儀表技術(shù)與傳感器;2011年06期

10 趙文蕾;李媛媛;趙嵐;趙月紅;佟強;;CCD亞像元成像質(zhì)量的調(diào)制傳遞函數(shù)分析[J];遙測遙控;2011年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王楊;邵曉鵬;許宏濤;;CCD芯片量子效率的測量裝置及其測量方法[A];2011西部光子學學術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

2 崔葦葦;陳勇;徐玉朋;李煒;韓大煒;王于仨;王娟;霍嘉;楊彥佶;劉曉艷;李承奎;陳田祥;胡渭;李茂順;陸波;張藝;朱s

本文編號：2626840