大长度工件视觉检测系统的研究与应用

摘要

机器视觉技术以其非接触性、高效性及智能性，已经广泛应用在工业制造、医疗等领域。大长度工件的直线度检测及尺寸测量在机械制造领域有着广泛的需求。但传统检测手段存在操作不便，检测速度慢，设备易磨损等问题。本文以大长度工件为研究对象，具体对大长度的U型钢进行了机器视觉检测系统设计等工作，具体概述如下：
　　首先，针对电梯生产企业使用的U型钢的大长度特点及相关误差指标要求，本文采用了节距采样和图像剪裁拼接的思路，提出了一种基于机器视觉的大长度工件检测解决方案，设计了相应的视觉检测实验平台，并选型了相关元器件。
　　其次，按照该视觉检测系统的实现流程，论述了图像处理中的关键技术。借助于运动控制平台实现图像采集，针对镜头畸变进行图像校正，重点阐述了图像滤波、边缘检测和亚像素精度的原理和实现算法，比较了各种滤波算法和边缘提取算法，通过对比实验，明确了各种算法的优缺点。
　　最后，借助于Microsoft Visual Studio和HALCON软件，在实验平台上进行了U型钢的直线度检测及壁厚测量的重复性实验。实验结果表明所设计的视觉检测系统稳定良好，并对实验中的误差影响因素进行了具体分析，为后续工作提出了改进措施。

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1 绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.2机器视觉的研究现状

1.3机器视觉的应用

1.4本文的主要研究内容

2 大长度工件视觉检测系统设计

2.1大长度工件检测系统需求分析及解决方案

2.2大长度工件的视觉检测原理

2.3大长度工件视觉检测系统设计

2.4运动控制模块设计

2.5视觉系统设计

2.6本章小结

3 视觉检测系统的关键技术

3.1图像采集

3.2图像校正

3.3图像滤波

3.4边缘检测

3.5亚像素定位

3.6本章小结

4 U型钢的直线度检测和壁厚测量

4.1U型钢的视觉检测方法

4.2照明系统的设计

4.3系统标定

4.4U型钢检测系统的软件实现

4.5重复性测量实验

4.6误差分析

4.7本章小结

总结与展望

致谢

参考文献