线纹尺检定信息提取与控制方法

摘要

钢卷尺被广泛应用于生活与工程之中，作为常用长度测量工具，其测量时的精确度对于生活与工程中的各方面都具有较为广泛的影响，因而各国都为其制定了明确的检定标准。我国现行的最新检定标准为JJG4-2015。本论文项目依托于安徽省计量科学研究院的企业委托项目(编号:W2014JSKF0454)，主要研究内容为研究五米长度的检测平台上分别使用固定与移动相机对于钢卷尺进行自动化检定。主要工作内容包括:
　　介绍常用钢卷尺的规格与种类，阐述国内外目前钢卷尺检定方面的方法以及所使用的设备。
　　我国目前最新使用的检定规程为JJG4-2015，根据现行的此规程，设计出符合要求的检定平台。平台分为移动检定和固定检定两部分。固定检定包括六个固定CCD相机，移动检定部分包括一个移动CCD相机，导轨系统，步进电机作为驱动，使用光栅作为标准量。固定部分使用千兆网交换机与千兆网卡传输图像数据至电脑，移动部分相机采用USB接口直接传输图像至电脑，最终由电脑对图像进行分析处理。
　　光栅部分，对于五米长度的长光栅，安装时要保持光栅的平稳，保证光栅信号的连续，不能产生信号中断，并且确保信号强度足够，以保证精度。使用激光干涉仪作为标准量对光栅进行标定，标定后对光栅值拟合修正，减小光栅测量不确定度，使之满足测量不确定度小于±0.01mm。
　　使用特征值提取算法对图像线纹进行辨识，自动寻找钢卷尺线纹位置，并利用像素点个数，计算出线纹相对位置，并进一步得出相对于标准量的误差值。得出数据后与现行常用算法进行精度比对，得出在处理速度，辨识准确度，精度等方面的优劣。
　　完善整体程序流程，开发人机交互界面，采用便捷的操作方式，易于工作人员高效完成各型号类型钢卷尺的检定工作，并自动生成报表文档，写入测量数据，自动得出检定结果。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 钢卷尺概述

1．2 线纹辨识常用算法

1．3 钢卷尺检定方法及误差

1．4 钢卷尺的检定设备

1．5 课题内容

第二章 硬件设计及系统构建

2．1 检定平台

2．1．1 关于检定设备的规定

2．1．2 检定平台的设计

2．2 固定部分结构及其控制流程

2．3．1 移动CCD相机

2．3．2 数据采集卡

2．3．3 步进电机

2．4 软件开发环境

2．5 本章小结

第三章 线纹辨识与特征值提取算法

3．1 算法概述

3．2 算法原理及步骤

3．2．1 基本原理

3．2．2 线纹辨识

3．2．3 主线纹中心线位置的确定

3．3 本章小结

4．1．1 光栅

4．1．2 光栅的选型和信号的采集

4．1．3 光栅尺的安装

4．2 对于光栅数据拟合标定

4．2．1 标定方法

4．2．2 整段拟合

4．2．3 分段拟合

4．3 算法对比

4．3．1 原算法以及测得数据

4．3．2 现算法以及测得数据

4．2．3 两种算法数据对比

4．3 本章小结

第五章 报表生成

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况