基于機(jī)器視覺的機(jī)械零件測量方法研究


2.7萬字 69頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目錄
第一章 緒論 9
1.1 機(jī)器視覺的概念 9
1.2 本課題研究的目的和意義 9
1.3 國內(nèi)外齒輪測量關(guān)鍵技術(shù)的歷史與發(fā)展 10
1.4 本文的研究內(nèi)容 11
1.5 機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性 12
1.6 本文研究的主要內(nèi)容與章節(jié)安排 13
第二章 零件尺寸測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 14
2.1 測量系統(tǒng)的要求 14
2.2 測量系統(tǒng)的構(gòu)成 15
2.2.1 光源及照明方式 16
2.2.2 圖像傳感器 18
2.2.2.1彩色 CCD 與黑白 CCD 18
2.2.2.2 線陣 CCD 與面陣 CCD 19
2.2.3 圖像采集卡及圖像處理器 20
2.2.4 載物臺及運(yùn)動控制機(jī)構(gòu) 21
2.3 設(shè)備總體三維建模 21
2.4 方案的經(jīng)濟(jì)可行性 23
2.5 軟件總體設(shè)計(jì) 23
2.5.1 軟件開發(fā)工具介紹 23
2.5.2 軟件技術(shù)路線的選擇 24
2.6 本章小結(jié) 24
第 三 章 圖像預(yù)處理方法的選擇 26
3.1 圖像預(yù)處理概述 26
3.1.1 圖像的增強(qiáng) 27
3.2 灰度變換處理 28
3.3 圖像噪聲及其濾波處理 29
3.3.1 圖像噪聲 29
3.3.2 圖像的濾波 30
3.3.2.1 濾波模板的選擇 31
3.4 圖像分割 33
3.5 像素連通性 36
3.5.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 36
3.5.2 單連通區(qū)域 37
3.5.3 連通區(qū)域相關(guān)函數(shù) 37
3.5.3.1 Matlab函數(shù)bwlabel 37
3.6 形態(tài)學(xué)圖像處理 38
3.6.1基本概念 38
3.6.2 結(jié)構(gòu)元素 39
3.6.3 膨脹與腐蝕 39
3.7 本章總結(jié) 40
第四章 基于機(jī)器視覺的齒輪測量的具體方法 41
4.1 相機(jī)的標(biāo)定 41
4.2 齒輪基本參數(shù)的計(jì)算 41
4.2.1 齒頂圓、齒根圓、中心圓的計(jì)算 42
4.2.2 齒數(shù)、模數(shù)、分度圓的確定 44
4.3 校核齒輪尺寸是否合格 47
4.5 程序輔助功能的編寫 49
4.5.1提示對話框的編寫 49
4.5.2 清屏功能的編寫 50
4.6 MATLAB GUI界面的設(shè)計(jì) 51
4.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 55
4.8 誤差分析 57
4.8.1 硬件引起的誤差。 57
4.8.2 軟件引起的誤差 58
4.9 本章小結(jié) 58
第五章 總結(jié)與展望 59
5.1 本文總結(jié) 59
5.1.1結(jié)論 59
5.2 展望 59
致謝 61
參考文獻(xiàn)： 62
附錄A標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪尺寸測量系統(tǒng)的MATLAB主要部分程序 63
附錄B 四種不同規(guī)格齒輪檢測時(shí)的MATLAB GUI界面 68




摘要 機(jī)器視覺技術(shù)作為近年來發(fā)展和完善起來的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)具有精度高、速度快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)在各個工程技術(shù)領(lǐng)域不斷獲得日益廣泛的應(yīng)用。
齒輪是各種機(jī)械設(shè)備中經(jīng)常用到的一種重要傳動零件，也是一種標(biāo)準(zhǔn)零件。齒輪形狀復(fù)雜測量參數(shù)較多。對齒輪的檢測傳統(tǒng)人工方法不但復(fù)雜而且費(fèi)時(shí)并且已經(jīng)不能符合現(xiàn)代高精度、高速度、無接觸的零件測量的要求有必要結(jié)合一種新技術(shù)開發(fā)研究新的在線、高效的測量系統(tǒng)。本文結(jié)合齒輪檢測的要求對基于機(jī)器視覺的機(jī)械零件的測量技術(shù)進(jìn)行了討論和研究。
本文在以下方面進(jìn)行了主要的研究:
(1)提出了齒輪在線測量的具體流程思路：包括圖像獲取、圖像預(yù)處理、特征提取、參數(shù)測量、判斷齒輪參數(shù)是否合格。
(2)對基于機(jī)器視覺的齒輪測量系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的零部件進(jìn)行原理分析及選擇，總體結(jié)構(gòu)的三維建模。
(3)設(shè)計(jì)了齒輪參數(shù)（齒頂圓、齒根圓、分度圓、齒數(shù)、模數(shù)）測量的算法。最后對計(jì)算出的齒輪的參數(shù)進(jìn)行與其標(biāo)準(zhǔn)值比對，并分析誤差原因。


關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺 圖像處理 齒輪測量 MATLAB GUI