發(fā)布時(shí)間：2017-08-09 00:02

  本文關(guān)鍵詞：沖壓件表面缺陷圖像檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器視覺(jué) 沖壓產(chǎn)品 表面缺陷檢測(cè) 圖像處理 HALCON

【摘要】：隨著沖壓生產(chǎn)線自動(dòng)化要求的提高,能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)檢測(cè)成為評(píng)判其自動(dòng)化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。然而,目前沖壓產(chǎn)品的缺陷檢測(cè)還停留在人目檢測(cè)的階段,效率低、穩(wěn)定性差、成本高的人目檢測(cè)嚴(yán)重制約了沖壓生產(chǎn)線的自動(dòng)化進(jìn)程。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),因具備高效、穩(wěn)定、精確、柔性高等特點(diǎn)而逐漸在工業(yè)生產(chǎn)的檢測(cè)領(lǐng)域得到推廣,也為沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)提供新思路。但是,目前機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在沖壓產(chǎn)品的表面缺陷檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用普遍局限在單一大平面類(lèi)產(chǎn)品上,對(duì)于具有復(fù)雜表面特征以及曲面特征的沖壓產(chǎn)品的應(yīng)用并不廣泛。所以,本文以曲面沖壓件為檢測(cè)對(duì)象,研究開(kāi)發(fā)一套基于機(jī)器視覺(jué)的沖壓產(chǎn)品表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。本文針對(duì)曲面類(lèi)沖壓產(chǎn)品的表面缺陷類(lèi)別及檢測(cè)要求,對(duì)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)做了以下研究工作：1、為了滿(mǎn)足檢測(cè)精度要求,本文通過(guò)分析曲面沖壓件的表面缺陷形成機(jī)理及形貌,對(duì)各類(lèi)缺陷進(jìn)行特征描述并對(duì)其表面缺陷進(jìn)行合理劃分,分別為：破裂、劃痕、壓痕,繼而明確了系統(tǒng)的檢測(cè)指標(biāo)。從檢測(cè)指標(biāo)和系統(tǒng)性能要求出發(fā),設(shè)計(jì)了檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),完成對(duì)相機(jī)和光學(xué)鏡頭、光源的選型并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核：理論檢測(cè)精度為0.15mm。2、為了解決曲面缺陷光照不均、圖像對(duì)比度低問(wèn)題,本文根據(jù)缺陷形貌分析和表面光反射特性,分別設(shè)計(jì)了不同缺陷的最佳照明方案；3、為解決曲面缺陷分割存在的問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)幾種缺陷圖像的分析,設(shè)計(jì)了基于HALCON的圖像處理算法流程。針對(duì)破裂缺陷圖像存在不可避免的結(jié)構(gòu)陰影干擾問(wèn)題,本文采用了交互式ROI構(gòu)建及基于灰度值亞像素精度匹配的圖像差減法分割方案,能穩(wěn)定的排除干擾,完整分割破裂缺陷區(qū)域；針對(duì)劃痕圖像存在的干擾問(wèn)題,本文先采用反銳化掩模增強(qiáng),然后通過(guò)與傳統(tǒng)分割方法的對(duì)比,提出局部動(dòng)態(tài)閡值分割方案,能實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的分割效果；4、針對(duì)檢測(cè)缺陷的判別問(wèn)題,選擇缺陷區(qū)域的圓度、緊密度、偏心率以及歐幾里得長(zhǎng)度等形狀特征作為分類(lèi)的依據(jù),提出基于多形狀特征的缺陷分類(lèi)方法；5、針對(duì)傳統(tǒng)缺陷特征測(cè)量方法的不足,本文探討了沖壓表面缺陷特征的單相機(jī)視覺(jué)測(cè)量技術(shù)。采用HALCON的相機(jī)標(biāo)定方法,快速獲取圖像坐標(biāo)與世界三維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并實(shí)現(xiàn)缺陷特征的精確測(cè)量；6、根據(jù)檢測(cè)算法,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件的檢測(cè)流程以及系統(tǒng)總體框架。利用HALCON與VC++進(jìn)行聯(lián)合編程開(kāi)發(fā),設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的人機(jī)友好界面,實(shí)現(xiàn)各類(lèi)缺陷檢測(cè)模塊的調(diào)試、檢測(cè)以及缺陷信息保存輸出功能。結(jié)果表明,此方法可以提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率,縮短開(kāi)發(fā)周期。測(cè)試結(jié)果表明：本系統(tǒng)具有一定的檢測(cè)效率和檢測(cè)穩(wěn)定性。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于提出了曲面類(lèi)沖壓產(chǎn)品的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方案,為復(fù)雜沖壓產(chǎn)品的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供思路。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器視覺(jué) 沖壓產(chǎn)品 表面缺陷檢測(cè) 圖像處理 HALCON
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG385.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題研究背景和意義15-16
• 1.2 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用16-19
• 1.2.1 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)概述16-17
• 1.2.2 視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容安排19-21
• 1.3.1 課題來(lái)源19
• 1.3.2 檢測(cè)對(duì)象19
• 1.3.3 章節(jié)內(nèi)容安排19-21
• 第二章 沖壓件表面缺陷分析及圖像獲取21-37
• 2.1 半球型沖壓件表面缺陷分析21-26
• 2.1.1 破裂產(chǎn)生機(jī)理和形貌分析21-23
• 2.1.2 劃痕產(chǎn)生機(jī)理和形貌分析23-25
• 2.1.3 表面缺陷分類(lèi)描述25
• 2.1.4 缺陷檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)25-26
• 2.2 沖壓件表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-32
• 2.2.1 沖壓件表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的主要硬件選型26-32
• 2.2.2 檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)校核32
• 2.3 沖壓件表面缺陷照明方案設(shè)計(jì)32-36
• 2.3.1 破裂照明方案33-34
• 2.3.2 劃痕照明方案34-35
• 2.3.3 壓痕照明方案35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 沖壓件表面缺陷分割與判別37-58
• 3.1 基于灰度值匹配的圖像差減法破裂缺陷識(shí)別分割37-45
• 3.1.1 破裂圖像分析37-38
• 3.1.2 破裂缺陷分割流程38-39
• 3.1.3 破裂缺陷分割的算法實(shí)現(xiàn)及結(jié)果39-45
• 3.2 基于局部動(dòng)態(tài)閾值分割的平面劃痕缺陷分割45-52
• 3.2.1 平面劃痕缺陷圖像分析46
• 3.2.2 劃痕缺陷分割流程46-47
• 3.2.3 劃痕缺陷分割的算法實(shí)現(xiàn)及結(jié)果47-52
• 3.3 基于自動(dòng)全局閾值分割的壓痕缺陷分割52-54
• 3.4 缺陷特征提取和判別54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 表面缺陷視覺(jué)測(cè)量58-64
• 4.1 傳統(tǒng)缺陷測(cè)量方法不足58
• 4.2 表面缺陷的單目視覺(jué)測(cè)量58-60
• 4.3 基于HALCON的單目相機(jī)標(biāo)定60-62
• 4.3.1 標(biāo)定板的選型60
• 4.3.2 標(biāo)定流程60-61
• 4.3.3 相機(jī)標(biāo)定結(jié)果61-62
• 4.4 視覺(jué)測(cè)量的準(zhǔn)確性驗(yàn)證62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 沖壓件表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-74
• 5.1 缺陷檢測(cè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求64
• 5.2 軟件開(kāi)發(fā)工具及其配置64-65
• 5.2.1 HALCON簡(jiǎn)介64-65
• 5.2.2 MFC簡(jiǎn)介及工程配置65
• 5.3 軟件系統(tǒng)的缺陷檢測(cè)流程設(shè)計(jì)65-67
• 5.4 軟件系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)67-72
• 5.5 系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)72-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論與展望74-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果82-84
• 致謝84-85
• 附錄85-95

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