基于数字图像处理技术的指针式仪表自动检定系统的研究

摘要

本文提出了一种指针式仪表全自动检定方法，该检定方法是基于数字图像处理技术，精密光栅测量技术及步进电动机控制技术之上的。将数字图像处理技术用于指针式仪表的精度检测，具有精度高、效率高、易于实现自动测量等优点。本系统由计算机控制步进电动机的运动，进而驱动指针式仪表表针的运动，并且通过高精度CCD摄像机实时获取表盘图像数据，同时进行表盘图像的相关处理，包括图像分割，阈值确定，图像二值化，区域标记算法，圆心拟合，有效区域识别提取，区域细化等，最终快速识别出表盘指针所处位置；最后，根据国家指针式仪表类检定规程所制定的算法计算出该仪表的相关误差，检定指针式仪表的各种精度，通过这些数据判断该仪表是否合格，打印该仪表的检定结果报表。系统所采用的图像处理算法运算量少，速度快，从而大大提高了系统的实时性。 微位移控制系统由步进电动机、步进电动机驱动器、光栅位移传感器、传动机构等组成，采用运动控制驱动系统消除了传动机构的误差。系统的控制完全在WINDOWS平台下完成，通过VisualC++6.0实现界面通信软件编程。人机交互界面友好，操作简单。 采用数字图像处理技术进行指针式仪表的精度检定可以大大提高检定效率，提高检定精度，减少人为因素干扰，使检定过程更具客观性，检定结果更准确，因此具有广泛的市场前景。 本人在课题研究中所做的主要工作总结如下：1、参与系统的工作原理及总体结构设计和运动控制驱动系统结构设计。 2、负责系统的软件结构总体设计。 3、负责系统人机界面接口设计和程序实现。 4、负责系统指表盘图像处理算法的研究和程序结构设计实现。 5、负责系统的总体整合和实验数据的获得及测试。 6、完成实验数据分析，误差分析和仪表精度检定。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1指针式仪表自动检定系统的研究目的和现实意义

1.2数字图像处理技术发展简介及其应用

1.2.1数字图像处理技术概述

1.2.2数字图像处理技术的应用

1.3国内外研究的发展状况

1.3.1国外研究的发展状况

1.3.2国内研究的发展状况

1.4课题的研究目的和主要研究内容

1.5研究工作小结

第二章系统工作原理及总体结构设计

2.1系统工作原理介绍

2.2系统结构设计

2.3系统软件结构设计

2.3.1系统软件模块化设计

2.3.2系统软件的算法优化设计

2.4系统设计指标

2.5系统总体测量原理

2.6小结

第三章运动控制驱动系统设计

3.1运动控制驱动系统组成介绍

3.2运动控制驱动系统的驱动部分设计

3.2.1步进电动机的选择

3.2.2步进电动机驱动器的选择

3.2.3 Windows平台下实现对步进电动机的控制

3.3小结

第四章指针式仪表表盘图像采集与表盘图像处理

4.1指针式仪表表盘图像采集系统介绍

4.1.1 CCD摄像头和图像采集卡的工作原理

4.1.2 Windows平台下对表盘图像的摄取

4.2表盘图像处理

4.2.1表盘圆心提取算法研究

4.2.2指针定位示值读数

4.3小结

第五章实验数据与误差分析

5.1实验目的

5.2实验方法的确定及准确性和重复性误差分析

5.2.1实验方法确定

5.2.2仪器的准确性验证实验

5.2.3 0级50mm百分表示值误差检定

5.2.4实验结论

5.3实验误差来源分析

5.4精度估计

5.5小结

第六章存在的问题分析

6.1系统实时性要求

6.2阴影去除

6.3小结

结束语

参考文献

致谢

个人简历