鋼直尺作為最簡單的長度量具,廣泛用于測量零件的尺寸等。然而鋼直尺的自動化檢定一直以來是計量部門急需解決的問題之一,為了滿足工業(yè)信息化程度越來越高的計量檢定需求,尋求一種能夠實現(xiàn)快速、高效、精確的檢定方法是計量部門的當務之急。傳統(tǒng)的目視估讀誤差的方法由于操作復雜、檢定速度慢、數(shù)據(jù)不準確等因素越來越難以適應當前鋼直尺檢定市場的需求。因此,本課題在陜西省計量科學研究院現(xiàn)有技術水平的基礎上,設計研制了一臺基于影像法的鋼直尺示值誤差自動測量裝置,測量方法是將被檢鋼直尺與標準尺對比,通過CCD相機采集刻線圖像并進行處理得到誤差。該裝置具備高性價比、數(shù)字化、自動化等特色,能夠實現(xiàn)鋼直尺示值誤差的規(guī)范、準確、快速測量。論文首先研究了機器視覺圖像檢測技術的發(fā)展和應用現(xiàn)狀,再根據(jù)項目的實際情況和設計要求確定測量裝置的設計方案。其次,對裝置結構、硬件以及軟件的設計與實現(xiàn)方法進行深入探討,該裝置基于步進電機構建運動導軌平臺,結合高精度光柵尺組成閉環(huán)控制運動系統(tǒng),帶動CCD相機采集測量點處鋼直尺與三等金屬標準線紋尺的對比圖像并且進行處理得到示值誤差,系統(tǒng)上位機軟件采用C#設計、開發(fā),完成導軌精準定位、圖像采集與... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內容
    1.4 論文結構安排
2 系統(tǒng)總體方案設計
    2.1 鋼直尺檢定要求
    2.2 系統(tǒng)裝置技術指標
    2.3 系統(tǒng)裝置方案設計
    2.4 系統(tǒng)裝置結構組成
3 系統(tǒng)控制器實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)控制器硬件設計
        3.1.1 CycloneⅣ系列芯片功能特點
        3.1.2 控制器硬件設計方案
    3.2 光柵尺信號處理模塊
        3.2.1 四倍頻辯向模塊
        3.2.2 位置計數(shù)模塊
    3.3 步進電機速度控制
        3.3.1 梯形速度曲線
        3.3.2 拋物線速度曲線
        3.3.3 S型速度曲線
        3.3.4 三種調速曲線時序仿真
    3.4 步進電機位置控制
        3.4.1 步進電機控制方式
        3.4.2 步進電機閉環(huán)控制算法
    3.5 控制器軟件設計
        3.5.1 FPGA軟件模塊化設計
        3.5.2 控制器工作流程
4 上位機軟件設計
    4.1 C#簡介
    4.2 串口通信
    4.3 導軌控制
    4.4 CCD圖像采集處理
    4.5 上位機界面
        4.5.1 系統(tǒng)權限管理
        4.5.2 參數(shù)設置
        4.5.3 鋼直尺檢定界面
        4.5.4 數(shù)據(jù)檢索和打印報表
5 圖像處理
    5.1 刻線特征分析
    5.2 圖像的預處理
        5.2.1 圖像去噪
        5.2.2 圖像灰度變換
    5.3 圖像閾值分割
    5.4 圖像擬合與誤差測量
6 實驗結果分析
    6.1 測量過程
    6.2 實驗結果
        6.2.1 導軌定位
        6.2.2 誤差測量
    6.3 系統(tǒng)誤差分析
        6.3.1 光源誤差
        6.3.2 CCD標定誤差
7 總結及展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]計算機圖像識別技術的應用及細節(jié)問題分析[J]. 張蓉.  中國管理信息化. 2017(19)
[2]步進電機加減速控制優(yōu)化設計[J]. 江勇,劉宗凱,周本謀,李輝.  信息技術. 2017(06)
[3]基于機器視覺的在線手機間隙尺寸檢測技術研究[J]. 劉杰,朱錚濤,張哲,李淵.  電腦知識與技術. 2017(08)
[4]影像式鋼卷尺/直尺全自動檢測裝置的研制[J]. 萬鴻飛,趙宏亮.  計量與測試技術. 2017(02)
[5]基于S型曲線加減速的數(shù)控加工刀具運動優(yōu)化控制[J]. 馬晨曦,王首喆,汪灝.  數(shù)學的實踐與認識. 2016(15)
[6]三等金屬線紋尺標準裝置現(xiàn)狀及CCD視覺光柵式測量研究[J]. 陳歡,呂超群,吳國偉,潘潞.  中國測試. 2015(S1)
[7]步進電機的精確速度和位移控制研究[J]. 魏磊.  科技傳播. 2015(24)
[8]基于光柵尺反饋的高精度步進電機位移臺系統(tǒng)開發(fā)[J]. 王國林,殷旻.  太原理工大學學報. 2015(05)
[9]直線導軌測量平臺的設計與制造[J]. 劉福文,馬定,李天驕.  精密制造與自動化. 2015(02)
[10]基于C#的數(shù)據(jù)處理與分析的上位機軟件設計[J]. 徐泰,劉慶華,申繼鵬,肖馨舒.  電腦編程技巧與維護. 2015(05)

碩士論文
[1]兩相混合步進電機開環(huán)性能優(yōu)化與閉環(huán)控制研究[D]. 曾康玲.華南理工大學 2014
[2]圖像增強算法實現(xiàn)[D]. 王蓉.長江大學 2014
[3]基于FPGA的電機運動控制器設計與實現(xiàn)[D]. 馬月.浙江大學 2012
[4]基于激光干涉測長的線紋檢測技術[D]. 馬浩慧.天津大學 2012
[5]基于數(shù)字圖像處理的大長度線紋量具自動檢測系統(tǒng)的研究[D]. 汪濤.中國計量科學研究院 2011
[6]醫(yī)學數(shù)字灰度圖像處理技術的應用研究[D]. 華晶.吉林大學 2010
[7]基于機器視覺的幾何量精密測量系統(tǒng)的研究[D]. 黎安兵.南京航空航天大學 2009
[8]銦鋼尺光電檢測系統(tǒng)的研究[D]. 邢美華.南京理工大學 2008
[9]基于機器視覺的萬能工具顯微鏡自動測量技術研究[D]. 黃俊.重慶大學 2006
[10]基于機器視覺的萬能工具顯微鏡改造[D]. 高中有.四川大學 2006



本文編號：3124027