常规兵器小型零件多功能检测系统设计

摘要

目前武器装备系统的机械零件结构复杂,尺寸精度的检测采用常规量具测量,其测量手段落后,测量工作强度大,而且检测结果受检验人员技能的影响。本课题在研究CCD技术、数字图像处理技术和计算机技术的基础上,开发一种能在工厂生产现场和部队维修现场定量检测常规兵器小型零件的新型检测系统。该系统采用高性能工业CCD摄像机获得被测工件的清晰视频图像,实时显示在计算机屏幕上,利用软件实现自动寻找工件的边缘,通过计算机编程实现工件两维尺寸的定量检测,对检测的数据和图像,能够实时显示、存储和打印。本文就该系统的如下内容进行研究:
　　①论证常规兵器小型零件检测系统的整体方案。
　　②研究两维坐标测量技术,设计高精度的十字工作台,准确的记录工件在工作台上的位置变化。
　　③选用合适的显微物镜和光学照明,保证被测工件能清晰的成像于计算机上。
　　④选用合适的图像采集卡,对CCD摄像机输出的视频信号进行采集、处理。
　　⑤设计系统软件,选择合适的软件工具编写系统软件,完成自动寻找工件边沿、工件边沿图像的采集、工件尺寸的计算、计算结果的实时显示、存储和打印。
　　该检测系统的研制开发,不仅对常规兵器生产过程实施质量控制,提高生产效率具有较大的促进作用,而且对于提高部队常规兵器维修、检查和保养,提高武器的可靠性和安全性具有较大的军事效益和经济效益。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 常规兵器检测技术国内外现状

1.3 数字图像处理在测量中的发展

1.3.1 数字图像处理技术基础

1.3.2 数字图像处理的基本特点

1.3.3 数字图像处理的优点

1.3.4 数字图像识别在测量中的发展

1.4 课题来源

1.5 课题研究的意义和内容

1.6 论文组织结构

2 检测系统总体技术方案设计

2.1 技术指标的确定

2.2 检测系统总体方案设计

2.2.1 基本原理

2.2.2 检测系统总体方案

2.2.3 检测系统结构

2.3 检测系统开发工具的选择

2.4 本章小结

3 检测系统主要硬件组成部分设计

3.1 十字工作台设计

3.1.1 整体结构布置方案

3.1.2 底座

3.1.3 立柱

3.1.4 工作台

3.1.5 夹紧装置

3.2 光学显微成像部分

3.2.1 显微物镜的选型

3.2.2 CCD 摄像头的选型

3.2.3 光学照明部分设计

3.3 图像采集卡的选型

3.3.1 图像采集卡的功能

3.3.2 图像采集卡的结构

3.4 工件位置检测装置设计

3.5 计算机的选型

3.6 本章小结

4 检测系统软件设计

4.1 软件设计方法

4.1.1 程序设计的模块化原则

4.1.2 面向对象技术

4.2 软件总体设计

4.3 图像处理模块

4.3.1 图像滤波

4.3.2 图像增强

4.3.3 图像二值化分割

4.4 坐标采样模块

4.5 常规测量功能

4.5.1 瞄准采点方式

4.5.2 基本几何元素测量

4.5.3 其他测量

4.5.4 几何元素和坐标系存/取

4.5.5 测量点处理

4.6 辅助功能

4.7 软件实现中的关键技术研究

4.7.1 被测零件柔性定位技术

4.7.2 曲线测量与评定

4.7.3 齿轮测量与评定

4.8 本章小结

5 检测系统样机测试结果

5.1 测试样机构成

5.2 运行实例

5.2.1 常规测量的操作界面及功能图

5.2.2 曲线测量的操作界面及检测结果

5.2.3 齿轮测量的操作界面及检测结果

5.3 检测系统样机测试报告

5.4 本章小结

6 结论与展望

致谢

参考文献

附录

A 样机计量测试报告

B 作者在攻读工程硕士学位期间发表的论文目录