基于数字图像处理的滤棒沟槽检测技术的研究与实现

摘要

目前,视觉检测技术已经广泛应用于工业检测中,而滤棒沟槽参数检测目前主要是采用人工测量的方法,但其弊端是不仅检测步骤繁琐,耗时长,而且容易因视觉疲劳引入人为误差,因此本文设计实现了一套沟槽参数自动检测软件系统。
　　本课题主要是针对生产线上的滤棒,设计完成了一套满足生产实时性的沟槽参数自动检测系统。该检测系统主要是完成对沟槽个数、沟槽深度、沟槽比表面积的检测,然后将检测到的沟槽物理参数与沟槽设计值进行对比,判断滤棒沟槽参数是否达标,进而对滤棒做出质量是否合格的判断。根据本文要实现的目标,本课题的主要研究内容如下:
　　1.通过对检测参数和沟槽滤棒结构的分析,设计检测系统的总体方案。包括摄像机标定、目标定位、目标分割、图像特征参数提取等模块。
　　2.对摄像机参数进行标定并完成图像的畸变校正。论述了摄像机成像的模型,分析内参数,畸变系数以及外参数在世界坐标系、摄像机坐标系、图像物理坐标系、图像像素坐标系四种坐标系之间的相互转换关系,利用棋盘图像完成了摄像机参数的标定,同时完成了图像的校正,以及误差分析。
　　3.对源图像中的目标进行定位。利用图像增强技术对源图像进行处理,完成目标突显的同时衰减了噪声。之后利用阈值化算法完成目标与背景的分割,利用目标的形状特征以及噪声小而零散的特点,提出了利用像素加权和完成目标的粗略定位,根据粗略定位的目标中心,对目标周围的噪声根据距离目标中心的远近分别进行滤除。之后根据定位的目标进行目标修复,以利于对目标中心的精确定位,最后利用最小二乘法完成了目标中心的精确定位。
　　4.目标特征参数的提取。根据定位到的目标,对目标进行分割,完成沟槽内外轮廓的提取,在此基础上对内外轮廓分别进行处理,得到沟槽的个数、提出沟槽深度对应点的定位方法,同时对成型纸的厚度进行计算,完成了沟槽深度的提取,提出了沟槽面积以及滤棒面积的计算方法,计算沟槽比表面积。
　　5.设计并实现各功能模块。采用面向对象的软件开发方法,实现各软件模块的功能,主要包括算法的实现以及软件界面的实现。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标与内容

第二章 基于图像处理的沟槽检测方案设计

2.1 需求分析

2.2 沟槽检测总体方案设计

2.3 关键技术分析

2.4 本章小结

第三章 摄像机标定及目标定位方法研究设计

3.1 摄像机标定

3.2 目标定位

3.3 本章小结

第四章 沟槽图像特征提取方法研究设计

4.1 目标图像分割

4.2 图像特征参数提取

4.3 本章小结

第五章 沟槽检测软件系统实现与验证

5.1 软件系统模块的实现

5.2 软件系统的测试与验证

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献