产品装配间隙及姿态在线测量系统的研究

摘要

该文简要介绍了目前该测量系统所涉及的图像处理技术国内外的发展状态,详细说明了研制的测量系统的总体思路、硬件设计和软件设计.其中二维运动机械结构主要实现CCD传感器在水平方向和垂直方向的运动,传感器的设计主要包括照明光源、成像光学系统的设计及CCD摄象机的选型,运动控制电路设计等;软件设计主要是根据测量系统的功能确定测量软件的结构设计,涉及到的主要算法研究:如光学系统的自动对焦算法,测量系统与控制系统之间通讯的数据结构,图像边缘识别及测量参数的提取等,最后给出了整个测量系统的调试、测量结果,特别是给出了测量姿态的数据及最后的校正结果,分析了影响图像测量不确定度的影响因素.该套测量系统实现了产品姿态及装配间隙的非接触测量,对一些关键技术如用于工件照明的光源设计、光学系统的自动对焦、图像边缘识别与参数测量等进行了深入研究并取得了突破,该套测量装置已经成功应用于该院产品的自动化装配中.

目录

文摘

英文文摘

1概述

1.1该课题的需求背景及意义：

1.2图象处理及测量技术的概述及最新研究发展动态

1.3产品姿态及装配间隙的测量要求

1.4论文完成的主要工作

2测量系统的测量原理和硬件方案设计

2.1测量系统的测量工件姿态及间隙原理

2.2测量系统的硬件结构设计

2.2.1测量系统的机械机构设计：

2.2.2测量系统的运动及控制电路设计

2.2.3光学放大成像及摄像系统设计

2.2.4照明系统的设计

3测量系统的软件方案设计

3.1测量系统的软件功能设计

3.2软件的结构设计

4测量系统的关键技术及难点技术

4.1光学系统的自动对焦技术

4.1.1焦距评价函数的选取

4.1.2焦距评价函数的比较与确定

4.1.3自动对焦策略的选取

4.1.4自动聚焦数据分析

4.2测量系统与控制系统的通讯

4.2.1控制系统发送给测量系统的数据内容

4.2.2测量系统发送给控制系统的数据内容

4.2.3该协议的使用情况

4.3图象测量系统中边缘的识别：

4.3.1一阶梯度算子[28]

4.3.2拉普拉斯算子[29]

4.3.3 LOG算子

4.4动态阈值分割

4.4.1基于LOG算子的动态阈值分割

4.5图象目标表达和描述

4.5.1概述

4.5.2链码

4.5.3轮廓表示

4.5.4缝隙区域的描述

4.5.5缝隙区域的分类识别

4.5.6缝隙宽度的测量

5测量系统调试及测量结果

5.1测量系统的测量姿态及校正结果

5.2测量系统测量间隙结果：

5.3测量系统的测量不确定度分析

5.4影响测量系统的测量不确定度的因素分析

5.4.1成象系统几何畸变误差[32]

5.4.2成象系统运动误差[5]

5.4.3照明视场噪声

5.4.4 CCD摄像机的噪声

5.5成象系统均匀直线运动引起的模糊[4]

5.6量化误差

5.7测量工件本身特性的影响：

5.8其它

5.8.1振动的影响

5.8.2视频电缆的影响

6测量系统的三性分析

6.1测量系统的硬件可靠性设计

6.2测量系统的软件的可靠性设计

取得的成果和技术创新

取得的成果

存在的问题及需要进一步探讨的问题：

社会效益和经济效益分析：

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

声明

致谢

附近几年主要的科研工作及发表论文情况

附图