基于CCD和图像处理技术的六角光纤几何尺寸测量系统的研究

摘要

光纤的制造需要复杂的技术，随着光纤应用场合越来越多，对于光纤质量的要求也越来越严格，因此我们需要用比较好的方法来对光纤的几何参数进行测量，从而发现生产过程中存在的问题，相应调整生产过程中的一些参数，以生产出更加合乎要求的光纤。本论文提出了采用CCD传感器和图像处理技术进行六角光纤几何参数测量的方法，具有测量精度高、速度快、应用方便灵活等特点。 论文首先在查阅了大量参考文献的基础上设计和确定了测量方案和测量系统的组成。该系统主要由CCD传感器、照明系统、光学成像系统、数据采集和数字图像处理系统构成，并且，对CCD传感器的原理及发展应用的现状作了简单的介绍；在光源、照明方式、镜头的选择等方面进行了详细的分析。 其次，本论文重点论述了该测量系统中图像处理和软件设计等问题。针对光纤图像中的特点，在大量实验的基础上，采用了中值滤波的方法来消除图像噪声；在图像特征提取中，采用了坎尼(Canny)算子进行边缘检测来确定像素级边缘，该方法具有良好的边缘检测性能，能在噪声抑制和边缘检测之间取得较好的平衡，提取的边缘比较完整，连续性好。为了提高测量精度，本文采用了空间矩亚像素细分算法来确定亚像素级边缘，该方法是利用空间灰度矩来确定亚像素级边缘的位置，其特点是方法简单、精度高、可适用于任意尺寸的窗口。同时该方法的精度不受图像灰度数据的加性、乘性变化的影响，算得的边缘位置不受图像平移或尺度变化的影响。 最后，对该测量系统进行了定性的误差分析并提出了一些改进措施。本测量系统的误差主要有两个方面，一是硬件误差，包括CCD传感器件带来的误差、光学镜头带来的误差、照明系统带来的误差等；另一方面是软件误差，包括算法误差和标定误差等。 经实验证明，该测量仪测量精度可达0.005mm，运行速度较快，具有良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章测量系统的基本设计方案

第三章测量软件系统分析

第四章测量系统的误差分析

结束语

参考文献

致谢

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