基于机器视觉的几何尺寸测量研究.doc

摘要:在现代工业的生产过程中，有大量的几何尺寸需要在线测量。过去常用的方法是通过人工进行机械测量，但一直存在着效率和精度过低的问题。随着机器视觉技术的发展，基于机器视觉的检测技术因其具有非接触、在线检测、实时分析和判断的特点以及快速、精确、柔性高的特点，目前已广泛应用于国内外工业生产过程中的检测领域。

本文以机械制造过程中的金属联接头为测量对象，应用机器视觉检测技术及图像处理分析技术对其几何尺寸测量进行实践研究和仿真。通过对不同图像采集处理的算法原理进行研究和比较，并且经过MATLAB仿真效果进行验证，确定出合适的算法用于对象的图像样本研究及参数测量。

本文中主要研究的工作分为下列几部分：

（1）了解机器视觉技术的发展现状及课题背景，介绍了基于机器视觉的检测技术在当前工业生产测量领域的应用，对本文的研究目的和主要工作进行了描述。

（2）对机器视觉检测系统的硬件组成和原理进行了学习与研究，理解如何将实物通过机器视觉技术进行图像采集。

（3）通过研究图像处理过程中的相关算法，借助MATLAB进行编程来实现对原始图像的灰度化、中值滤波、二值化分割、边缘提取以及角点提取等。

（4）学习并比较了测量零件参数的方法，最终借助最小二乘法拟合直线来实现对螺纹内径，外径，螺距，牙角等参数的测量。

关键词：机器视觉，图像采集与处理，尺寸测量，MATLAB

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 机器视觉的研究现状及发展趋势-1

1.2 机器视觉检测技术的研究现状与发展趋势-1

1.3 本课题的研究意义与价值-2

1.4 本课题的主要研究内容-2

第二章 基于机器视觉的尺寸测量系统介绍-4

2.1 机器视觉尺寸测量系统的软硬件组成-4

2.2 机器视觉尺寸测量系统的工作原理-5

2.3 被测工件的参数介绍-6

2.4 本章小结-6

第三章 图像处理-7

3.1 图像平滑滤波-7

3.2 直方图均衡化处理-10

3.3 图像分割-12

3.4 本章小结-13

第四章 图像分析-14

4.1 边缘检测-14

4.1.1 基于一阶导数的边缘检测-14

4.1.2 基于二阶导数的边缘检测-14

4.1.3 MATLAB实际效果验证-14

4.2 角点提取-18

4.3 本章小结-20

第五章 系统标定与尺寸测量-21

5.1 系统标定-21

5.2 尺寸测量-21

5.2.1 最小二乘法拟合直线-21

5.2.2 参数测量与误差分析-22

5.3 本章小结-27

第六章 总结与展望-28

参考文献-29

致    谢-30