基于CCD的钢球外观检测技术的研究

摘要

钢球表面质量，是关系到轴承使用性能的重要环节，在生产中需要对钢球的外观进行百分百的监测。由于国外进口的自动检测设备成本太高，目前国内各大轴承企业均采用人工目视的方法进行检测，容易给工人造成损害，且准确度不易保证。本课题采用CCD图像处理技术，开发出一种钢球外观全自动检测技术，方便适用，成本低廉，准确度高，适合于在各种钢球自动生产线上使用。
　　电荷耦合器件——CCD是近年来发展极为迅速的光电传感器之一。由于它具有许多独特的优点，因而在工业检测、精密测量、计算机图像处理等民用领域，以及遥感、侦察、夜视等军事领域都获得广泛应用。随着CCD制造技术的不断完善，应用成果的日益增加，使得它已成为目前最具有发展前途，最具代表性的光电传感器件之一。
　　本文首先综述了CCD的发展历程和在传感领域的应用，以及钢球在国民生产中的重要性，并对现有的几种钢球表面检测方法进行了说明、简要地分析了各种方法的优劣。
　　然后阐明了CCD的原理、结构和分类，并从本系统的观点出发对其功能分别进行了评价，确定了所用CCD的类型。
　　接着从测量系统的实现入手，根据课题的特殊要求对光学环境、照明系统进行了详细的研究和分析。
　　对图像的处理进行了着重的论述。在每一个处理环节中，对于它们算法的选取、原理和实现都进行了较为详细的阐述。这些环节包括，不均匀光照的校正、平滑直方图、图像的二值化、开运算以及图像的特征计算、区域的标记和参量的计算等。
　　最后，对所研制的测量系统进行了精度测试，并分析了测试环境和系统中各模块所带来的测量误差。测试结果和理论分析相符，证明了该方法的可行性，从而为钢球的在线检测提供了一种普遍适用的全自动测试技术。

目录

基于CCD的钢球外观检测技术的研究

Research on steel ball appearance detection technology based on CCD

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 CCD的发展及应用

1.3 钢球表面质量测量技术研究进展

第2章 CCD的特性分析及方案选择

2.1 CCD的原理与结构

2.2 方案的选择

2.3 本章小结

第3章 基于CCD的钢球表面测量系统的研究

3.1 系统原理及总体构成

3.2 光学系统

3.3 信号采集和处理电路

3.4 本章小结

第4章 系统的软件

4.1 引言

4.2 软件的总体构成

4.3 图像的预处理

4.4 图像的特征计算

4.5 本章小结

第5章 实验及误差分析

5.1 实验装置

5.2 实验过程

5.3 误差分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢