基于工具显微镜视觉测量技术的研究

摘要

随着技术的进步，产品向着微小、精密方向发展，微小零件的测量将会越来越多。由于微小零件要求精度之高、尺寸之小，则原有的接触式测量技术不再适用。机器视觉测量技术是将光电技术、计算机技术、测量技术结合在一起的一种非接触式测量技术，其符合了微小零件的测量需求。
　　本文在万能工具显微镜的基础上构建了一套视觉测量系统，完成了该系统硬件的分析与选择，该系统主要用于二维微小零件尺寸的精密测量。通过对图像拼接算法的研究，该测量系统能够在视场较小的情况下完成较大的图像的测量；同时本测量系统能够完成直线与圆弧图元的分割问题，解决了零件测量中圆弧与直线相关参数的测量；对该系统运用精密的量块来实现该测量系统的标定问题，使得该测量系统能够完成高精度的尺寸测量。
　　本文重点做了一下几个方面的工作：首先，完成视觉测量系统硬件的选择与搭建。其次是区域比较算法的研究与提出，实现两幅图像的拼接问题。再次是研究图元分割与图元拟合的算法，运用七点曲率法实现圆弧与直线的分割问题，并运用最小二乘法实现图元的拟合。最后利用精密量块来实现该测量系统的系统标定，并和万能工具显微镜的测量结果进行比对试验，结果表明该系统具有较高的测量精度。

目录

基于工具显微镜视觉测量技术的研究

RESEARCH ON VISION MEASUREMENT TECHNOLOGY BASED ON TOOLMAKER’S MICROSCOPE

摘要

Abstract

绪 论

1.1 课题来源

1.2 本课题研究的背景和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

1.3.2 国外研究现状

1.4 本文主要研究内容

机器视觉检测系统

2.1 引言

2.2 机器视觉系统

2.2.1 照明系统

2.2.2 成像系统

2.2.3 采集系统

2.2.4 图像处理及分析系统

2.3 基于工具显微镜机器视觉系统

2.3.1 工具显微镜

2.3.2 工业相机

2.3.3 图像处理系统

2.4 本章小结

图像拼接

3.1 引言

3.2 基于特征点的匹配拼接

3.3 基于灰度匹配拼接

3.4 本章小结

图元分割与图元拟合

4.1 引言

4.2 图元分割

4.2.1 图像预处理

4.2.2边缘提取

4.2.3图元分割

4.3 图元拟合

4.3.1 圆弧的拟合

4.3.2 直线的拟合

4.4 本章小结

系统标定与图元测量

5.1 引言

5.2 系统标定

5.3 图元测量流程

5.4 图元测量比对试验

5.5 本章小结

结论

参考文献

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致谢