基于图像处理的维氏硬度测量系统的研究

摘要

基于中国测试技术研究院的维氏硬度国家副基准，对光学测量装置部分进行技术改造，并对压痕图像的测量方法进行了深入的研究。为了实现对维氏硬度块的客观测量，减小人工测量带来的误差以及减轻操作人员的劳动强度，本文提出了基于CCD图像处理技术的技术改造方案。该方案对光学测量装置的光源、CCD摄像装置以及图像采集卡进行了合理的选择，并采用自适应阈值算法对拍摄的维氏硬度压痕图像进行最佳阈值的计算，通过对压痕边缘进行基于最小二乘法的直线拟合，从而计算出压痕对角线的长度，最终得到维氏硬度值。
　　实验证明，该装置运行稳定、可靠，实验数据理想，能够成功恢复维氏硬度国家副基准原有的技术指标，不仅大大提高了工作效率，也保证了维氏硬度量值在全国范围内的准确传递，具有重要的现实意义和实用价值。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景

1.2课题研究的意义

1.3维氏硬度计的发展概况

1.4图像处理技术的概况与发展

1.5课题主要工作及研究内容

第二章 维氏硬度国家副基准的介绍及总体技改方案

2.1维氏硬度试验原理介绍

2.2维氏硬度国家副基准的光学测量系统的介绍

第三章 维氏硬度国家副基准光学测量系统的设计

3.1全新光学测量装置的设计方案

3.2照明系统的设计

3.3镜头的介绍与选择

3.4 CCD图像传感器的介绍与选择

3.5测量系统图像采集卡的选择

第四章 维氏硬度压痕图像处理的系统设计

4.1数字图像处理的概念和步骤

4.2维氏硬度压痕图像处理的方案概述

4.3针对维氏硬度压痕的图像分割技术

4.4压痕边缘检测的介绍

4.5压痕边缘检测的算法

4.6压痕边缘直线拟合

4.7压痕图像的尺寸标定和实际对角线长度的计算

第五章 维氏硬度光学测量系统的软件设计

5.1测量软件的编程环境

5.2测量软件的界面设计

5.3软件操作流程及具体步骤

第六章 维氏硬度国家副基准的测量实验

6.1实验设备与准备器材

6.2实验方案

6.3实验数据

6.4实验数据的误差分析

第七章 结论

致谢

参考文献