本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)光強變化的齒輪視覺測量技術(shù)研究

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【摘要】：齒輪機構(gòu)是機械傳動中應(yīng)用最廣泛的機構(gòu)之一。齒輪形狀復(fù)雜,精度項目眾多,檢測難度大,是制造業(yè)領(lǐng)域的研究熱點。已有的齒輪精度測量儀器以接觸式測量為主,操作復(fù)雜,檢測效率低;尤其對于小模數(shù)齒輪,接觸式測量受測頭大小和形狀的影響,檢測困難。視覺測量技術(shù)具有非接觸、精度高、速度快、實時在線的優(yōu)勢。本文以小模數(shù)漸開線直齒圓柱齒輪為研究對象,對其視覺測量中的相關(guān)技術(shù)進行了研究。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:搭建了齒輪視覺測量系統(tǒng),包括圖像采集系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)兩部分。圖像采集系統(tǒng)采用背向照明的方式,以CCD圖像傳感器作為核心成像器件。設(shè)計了齒距精度的圖像測量算法,總體上分為圖像處理、特征提取、項目測量三個步驟;在此基礎(chǔ)上,采用C#與HALCON聯(lián)合編程的方式,開發(fā)了圖像處理系統(tǒng)。圖像處理是整個視覺測量的核心部分。對于齒輪圖像,采用高斯濾波的方法來抑制噪聲,取得了良好的效果。提取出圖像中的感興趣區(qū)域后,首先進行圖像分割,然后采用8連通的方法提取連通區(qū)域并標(biāo)記,可以準(zhǔn)確地得到齒數(shù)。針對傳統(tǒng)邊緣檢測方法易受到光強變化影響的問題,提出了一種自適應(yīng)光強變化的動態(tài)調(diào)整閾值方法;該方法采用亞像素精度閾值分割算法來提取邊緣,利用區(qū)域平均灰度來表征光強變化,通過標(biāo)定邊緣與區(qū)域平均灰度、邊緣與閾值間的相互關(guān)系,推導(dǎo)出了閾值與區(qū)域平均灰度的關(guān)系,以此來補償光強變化對測量結(jié)果的影響。最后通過三坐標(biāo)測量機驗證了該系統(tǒng)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外,設(shè)計的光強影響實驗表明,自適應(yīng)光強變化的方法可以很好地保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性。本文對齒輪視覺測量技術(shù)的研究,以及所提出的自適應(yīng)光強變化的方法具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：機器視覺 齒輪測量 齒距精度 自適應(yīng) 光強
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10
• 1.2 齒輪測量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 齒輪精度項目10-11
• 1.2.2 齒輪測量技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.3 視覺測量技術(shù)研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 機器視覺技術(shù)概述13-14
• 1.3.2 視覺測量關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用14-16
• 1.3.3 光強變化對視覺檢測結(jié)果影響的研究16-17
• 1.4 研究內(nèi)容及論文框架17-19
• 2 測量系統(tǒng)整體設(shè)計19-31
• 2.1 總體設(shè)計概述19-21
• 2.1.1 測量系統(tǒng)組成19-20
• 2.1.2 測量系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)原則20-21
• 2.2 圖像采集系統(tǒng)21-29
• 2.2.1 攝像機21-23
• 2.2.2 鏡頭23-25
• 2.2.3 光源及照明方式25-27
• 2.2.4 圖像采集卡27
• 2.2.5 整體結(jié)構(gòu)27-29
• 2.3 圖像處理系統(tǒng)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 齒輪測量關(guān)鍵圖像處理方法31-54
• 3.1 圖像平滑31-34
• 3.1.1 圖像噪聲31
• 3.1.2 線性空域濾波31-34
• 3.2 連通區(qū)域提取34-38
• 3.2.1 圖像分割34-37
• 3.2.2 連通區(qū)域的標(biāo)記37-38
• 3.3 傳統(tǒng)邊緣檢測方法38-45
• 3.3.1 一階邊緣檢測算子38-40
• 3.3.2 二階邊緣檢測算子40-42
• 3.3.3 齒輪輪廓提取42
• 3.3.4 光強影響實驗42-45
• 3.4 自適應(yīng)光強變化的動態(tài)調(diào)整閾值方法45-53
• 3.4.1 亞像素精度閾值分割45-47
• 3.4.2 光強變化的表征47-50
• 3.4.3 邊緣與區(qū)域平均灰度50-51
• 3.4.4 閾值對邊緣位置的影響51-52
• 3.4.5 動態(tài)調(diào)整閾值方法52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 4 齒距精度圖像測量流程及程序?qū)崿F(xiàn)54-63
• 4.1 齒距精度54-55
• 4.2 齒距精度圖像測量流程55-62
• 4.2.1 圖像處理56-58
• 4.2.2 特征提取58-60
• 4.2.3 項目測量60-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 5 實驗結(jié)果與誤差分析63-69
• 5.1 像素當(dāng)量標(biāo)定63-64
• 5.2 實驗結(jié)果與分析64-67
• 5.2.1 基準(zhǔn)條件64-65
• 5.2.2 光強影響實驗65-67
• 5.3 誤差分析67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果74-75
• 致謝75-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉秀峰;王興東;裴云;楊先發(fā);劉源l，

本文編號：576444