基于线阵CCD的二维轮廓多尺寸图像检测技术的研究

摘要

随着科学技术的发展，对应用于办公自动化和产品质量检测的图像输入、检测和识别系统提出了智能化、高精度和高速度的要求。在产品质量检测中，要求对产品质量进行高精度检测和跟踪控制。如果仅仅依靠人工进行质量检测，已无法达到高精度和高效率的检测目的。而采用自动成像检测系统能克服人工检测带来的不利因素，提高检测精度和效率，降低生产成本。 本研究课题结合学科发展趋势和实际应用需求，在参考大量文献和剖析工业领域的CCD数据采集系统的基础上，着眼于研究基于线阵CCD的光电二维图像多尺寸检测技术，主要进行以下几个方面的工作： (1)对原有平台进行改进，设计了平行光源系统。 (2)针对轮廓提取，提出了基于邻域统计编码算法，该算法不仅能提取轮廓，还能消除离散的噪声，速度比较快。 (3)针对轴类零件二维轮廓多尺寸的检测，提出了实现多尺寸检测的链码自分段配准检测方法，并具有较好的可扩展性。 (4)采用GPGPU技术，对尺寸检测图象处理进行加速运算。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1意义

1.1.2 CCD技术概述及其应用

1.2国内外基于CCD几何尺寸检测技术的现状及发展趋势

1.2.1国内外基于CCD的几何尺寸检测技术的现状

1.2.2国内外基于CCD的几何尺寸检测技术的发展趋势

1.3论文的主要研究内容

1.4本章小结

第二章图像测量系统硬件设计

2.1系统组成

2.2精密机械位移扫描控制系统

2.3线阵CCD摄像机

2.4光学照明系统

2.5图像采集系统

2.6装夹工作台的设计

2.7计算机及处理软件

2.8本章小结

第三章尺寸检测图像处理算法的研究、设计与分析

3.1图像处理原理

3.1.1数字图像处理发展概况

3.1.2数字图像处理主要研究的内容

3.1.3数字图像处理的优点

3.2尺寸检测图象处理框图与流程

3.3图像处理检测方法实现

3.3.1阈值选取

3.3.2快速自适应定位分割

3.3.3基于邻域统计编码的轮廓提取

3.3.4链码自分段配准技术

3.3.5亚象素边缘检测

3.4本章小结

第四章基于GPGPU图象处理加速算法的研究

4.1 GPGPU概述

4.2 GPGPU的优点

4.2.1 GPGPU的速度优势

4.2.2性价比优势

4.3采用GPGPU的图像处理加速算法研究

4.3.1 GPGPU开发环境

4.3.2基于GPGPU的代数运算研究

4.3.3轴类零件图像处理加速算法及其性能测试

4.4本章小结

第五章软件设计

5.1程序流程设计

5.2界面设计与功能说明

5.3本章小结

第六章尺寸检测实验结果与数据分析

6.1三阶梯轴测量结果

6.2复杂轴测量结果

6.3误差与精度分析

6.3.1误差来源分析

6.3.2测量精度分析

6.4本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

附录