【摘要】：慣性約束核聚變是人類目前進(jìn)行可控核聚變研究的重要方向,因?yàn)槠渑c核裂變相比幾乎不產(chǎn)生具有放射性的廢料,是一種清潔的能源,而且其原料儲(chǔ)量豐富,所以也是人類解決目前的能源問題和環(huán)境問題的重要方法。目前,激光慣性約束核聚變是慣性約束核聚變研究的熱點(diǎn),在人工可控慣性約束核聚變的技術(shù)研究中,ICF冷凍靶的裝配技術(shù)是一大難點(diǎn)。ICF冷凍靶是由多個(gè)微小零件組成的,其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,尺寸極小而且材料容易變形破碎,對(duì)裝配精度要求很高,因此很難用傳統(tǒng)方法進(jìn)行裝配和檢測(cè)。在深入的調(diào)研國內(nèi)外ICF冷凍靶裝配的相關(guān)技術(shù)后,結(jié)合ICF冷凍靶的特點(diǎn)以及裝配時(shí)的精度要求,本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的在線檢測(cè)系統(tǒng),并研制了一套ICF冷凍靶半腔對(duì)接在線檢測(cè)系統(tǒng)。因ICF冷凍靶的裝配空間狹小,本文設(shè)計(jì)的基于機(jī)器視覺的在線檢測(cè)系統(tǒng)采用的是單路視覺,利用多個(gè)光學(xué)反射鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)ICF冷凍靶上路、側(cè)路以及下路的多維視覺檢測(cè)。在總體設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)之上,完成了成像系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并完成全系統(tǒng)調(diào)試與集成。針對(duì)ICF冷凍靶圖像的特點(diǎn),本文對(duì)ICF冷凍靶圖像處理的技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要包括:研究圖像的點(diǎn)運(yùn)算,利用灰度的線性變換和直方圖均衡化技術(shù)來增加圖像的對(duì)比度;研究圖像分割算法,利用圖像的閾值分割對(duì)圖像的目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行粗略分割,利用Canny邊緣檢測(cè)算子獲取圖像的精準(zhǔn)邊緣點(diǎn)與輪廓;研究圖像的幾何變換,利用圖像的旋轉(zhuǎn)技術(shù)改變因系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原因ICF冷凍靶側(cè)路圖像不垂直的現(xiàn)狀,對(duì)ICF冷凍靶的原始圖像進(jìn)行逆時(shí)針45°的旋轉(zhuǎn);研究輪廓識(shí)別技術(shù),利用Hough變換實(shí)現(xiàn)對(duì)ICF冷凍靶圖像直線與圓的檢測(cè);研究亞像素細(xì)分定位算法,實(shí)現(xiàn)邊緣的精準(zhǔn)定位。最后對(duì)ICF冷凍靶半腔對(duì)接在線檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得出的最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:在裝配時(shí)ICF冷凍靶的上下半腔角度位置檢測(cè)精度優(yōu)于0.1°,線性相對(duì)位置檢測(cè)精度優(yōu)于2μm,均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL632

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本文編號(hào)：2675846