非接触式钢轨平直度及扭曲度测量研究

为了对钢轨厂生产的成品钢轨外表面轮廓进行全面的检测,设计了一种非接触式钢轨轮廓检测系统。该系统基于激光轮廓仪和高精度位移传感器采集到的钢轨轮廓数据,使用弦测法及移动平均平滑滤波计算钢轨的平直度,使用共面法计算钢轨扭曲度,完成钢轨轮廓数据的检测。试验表明,系统测量的标准差为20μm以内,与标准测量方法所得结果对比误差均在合理范围内,该系统能够准确且稳定地完成对钢轨平直度和扭曲度的测量。     

基于数字图像处理技术的螺纹检测

介绍了基于数字图像处理技术的螺纹非接触式测量方法，数字图像处理包括图像的平滑、边缘检测、二值化及轮廓提取，通过对螺纹轮廓的分析、测量得出螺纹的几何参数。探讨了利用数字图像处理技术对螺纹进行几何参数测量的方法，并给出了测量后的尺寸结果。从理论上和实践上证明了该方法的可行性和正确性。     

非接触式滚动直线导轨精度测量装置

非接触式滚动直线导轨精度测量装置主要用于滚动直线导轨运动精度(平直度)的检测,同时也可以测量导轨沟槽到导轨底面的距离。对滚动直线导轨要测量的精度项目以及其传统的测量方法作了简单介绍,对新的非接触式动态测量装置的结构原理、测量方法以及实现这一测量方法的机台作了详细说明,最后还在技术特点方面对新旧两种方法作了比较。     

基于机器视觉的微小孔零件尺寸检测研究

基于图像处理技术提出一种非接触式高效且高精度的微小孔零件尺寸测量方式。通过对微小孔零件进行图像采样,依次进行图像灰度化、图像滤波、图像二值化处理和微小孔边缘轮廓提取。采用加权平均值法对图像进行灰度化处理,去除无用部分,减小采集到的原图大小;采用双边滤波去除图像中的噪音点,减小边缘提取时的误差,用最大类间方差法对图像进行二值化处理;采用改进型Canny算子进行图像轮廓提取,再用最小二乘法拟合像素尺寸;通过对标准件进行尺寸标定,进而获得零件测量尺寸。以铝板小孔为实验对象,通过实验对比和分析得到的测量结果误差达到微米级别。该方法具有高效且高精度的特性,具有较高的实用价值。     

基于图像处理的粗糙边缘盲孔圆度误差测量

针对粗糙边缘盲孔圆度误差检测困难的问题,提出了一种基于图像处理技术的非接触式测量方法。通过搭建基于机器视觉的测量系统,使用CCD摄像机获取被测零件图像,利用图像处理技术对获取的图像进行预处理、二值化和亚像素边缘检测,并提出采用3σ准则和自适应滤波对边缘点进行去噪处理,建立圆度误差数学模型,实现粗糙边缘盲孔的圆度误差测量。初步实验结果显示,测量的重复精度为9.6μm,为粗糙边缘盲孔圆度测量提供了一种可行的方法。     

基于机器视觉的螺钉在线检测

介绍了一种基于机器视觉技术的非接触式螺钉在线检测系统。该系统利用CCD相机采集图像,经过拉普拉斯锐化算子、中值滤波等图像处理,可获得清晰的螺钉轮廓图像,再利用机器视觉的相关几何运算测量出各个螺钉几何参数,实现螺钉的在线检测。实验表明,该系统检测速度快、精度高,具有很好的推广应用价值。     

摩托车链板的机器视觉检测

针对摩托车用滚子链外链板的几何尺寸及圆度误差提出了一种基于机器视觉的检测方法。用数字摄像头采集数字图像,通过IEEE1394数字接口卡将采集到的图像传输到计算机。对原始图像进行图像预处理及图像分割。在测量尺寸时,依据图像分割所提取的轮廓,使用自编程序利用最小区域法对圆度误差进行评定,并计算、测量链板的孔径和节距。在同一系统中实现了尺寸及形状误差的非接触测量,分析了测量误差的原因。分析及试验表明,用该方法对摩托车滚子链的几何尺寸及圆度误差进行测量及分析评定是可行的,并具有高效性和实用性。     

小孔孔径及同轴度精密影像测量算法的研究

针对小孔加工后采集得到噪声图像的特点,提出对提取的亚像素轮廓进行多次寻心处理及最小二乘圆拟合,以获得拟合圆的圆心坐标和直径长度的方法。通过对零件内外轮廓最小二乘圆拟合而得的圆心坐标进行数学计算,从而得出零件内外孔同轴度。该方法相比于传统接触式检验和一般非接触式检测方式,不但测量精度高,而且费时少。通过对标定板和光面环规标准件的测试结果表明,基于机器视觉的小孔孔径及同轴度测量算法,可使得小孔孔径及同轴度重复测量精度小于0.5μm。该测量方法已用于到水处理喷丝头等零件的测量。     

复合式二次边缘检测的红宝石球直径高精度测量

为了对红宝石球直径进行非接触式、高精度测量,本文提出了一种复合式二次边缘检测法。首先,对拍摄到的红宝石球图像进行预处理后使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对红宝石球图像进行一次边缘检测;其次,采用基于像素加权平均的图像融合算法对红宝石球二值化图像与边缘检测图像进行融合,对融合后的图像进行边缘提取,选择三次样条插值法对边缘图像进行插值,通过曲线拟合获得图像边缘的亚像素坐标,根据坐标进行圆拟合,结合标定得到检测结果,完成复合式二次边缘检测,从而实现对红宝石球直径的高精度测量。实验结果表明：对6 mm的红宝石球直径测量,测量精度可达1.5μm,定位精度不超过0.1个像素,满足企业测量要求,为后续实现工业自动化检测提供了较好的技术支持。     

基于机器视觉的轮廓度检测算法研究

提出一种基于形状模板的匹配方法和奇异值分解的迭代匹配方法的轮廓度误差视觉测量算法,该算法可以检测任意形状的玻璃、塑料或金属薄片产品的轮廓度在加工时所产生的误差。首先,在图像中使用基于Sigmoid函数的亚像素边缘检测方法来拟合产品的亚像素边缘,接着使用基于形状的模板匹配方法来进行粗匹配,在粗匹配的基础上使用SVD算法得到图像的旋转平移矩阵,进行精匹配。最后计算对应点之间的距离作为轮廓度误差。     

Edge detection of steel plates at high temperature using image measurement

An edge detection method for the measurement of steel plate’s thermal expansion is proposed in this paper, where the shrinkage of a steel plate is measured when temperature drops. First, images are picked up by an imaging system; a method of regional edge detection based on grayscales’ sudden change is then applied to detect the edges of the steel plate; finally, pixel coordinates of the edge position are transformed to physical coordinates through calibration parameters. The experiment shows that the real-time, high precision, and non-contact measurement of the steel plate’s edge position under high temperature can be realized using the imaging measurement method established in this paper.     

光学元件外径的机器视觉测量技术研究

基于机器视觉技术,采用平行光投影获取光学元件轮廓图像,通过行扫描提取目标,使用最小二乘线性回归边缘检测方法,将直线边缘定位精度达到亚像素级别,使测量精度达到微米级。实验结果表明,采用机器视觉的非接触测量方法可以实现对光学元件外径的快速准确测量。     

图像技术在微小零件几何尺寸测量中的应用

介绍了一种基于CCD图像的微小零件几何尺寸测量系统;给出了利用数字图像处理技术进行几何尺寸非接触测量的方法,主要包括图像的采集、预处理、二值化、边缘检测及轮廓提取等,从而得到被测物体参数的精确结果,并对测量精度进行了分析。通过实例证明了该方法的可行性和正确性。     

船体零件几何尺寸测量图像分割方法研究

针对船体零件表面划痕、锈蚀以及下表面成像等因素导致的伪边缘及边缘不连续问题,提出了基于边缘与 k-means 聚类的船体零件图像分割方法.对于表面划痕及锈蚀形成的伪边缘,在矩形边缘检测区域内利用轮廓法线方向与边缘梯度方向信息予以剔除;零件下表面成像导致的伪边缘,选取 k-means聚类区分零件的上下表面边缘;边缘不连续问题,基于测地距离和断点方向准确连接断点,形成封闭轮廓.实验结果表明,使用该方法可获得平滑、封闭的分割效果,船体零件的几何尺寸测量误差低于 ０.５mm ,且测得量值标准偏差的平均值为 ０.２６２mm ,测量重复性较高,有效保障了船体零件几何尺寸的测量精度.     

基于数字图象处理的零件几何参数检测

研究采用数字图象处理的方法测量零件的基本几何尺寸,实现零件检测的非接触测量。在常规HOUGH变换的基础上检测零件的直线边缘、安装孔和定位孔边缘,通过本文中提出的方法解决直线边缘检测中的离散点、短线段和共线不联通点的干扰问题。同时解决了孔边缘检测时的孔间干扰问题。通过实验对缝纫机用针板进行了检测,证明本文论述的方法能够检测出针板上的矩形孔的长直线边缘和轮廓的直线边缘,并剔除干扰点;并且能够检测出针板上的各圆孔边缘,而且可以检测针板的外圆轮廓,可以实现零件的几何量检测。     

基于改进HOUGH变换的针板线性边缘检测

针板是工业缝纫机零件的重要性能部件之一,研究采用改进HOUGH变换对针板的直线边缘进行检测实现针板非接触测量的可行性.在常规HOUGH变换的基础上采用虚假峰值消去法结合联通性检测和角点检测直线边缘.通过实验证明论述的方法能够检测出针板上的直线边缘具有可行性.     

基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时检测方法

针对气泡水平仪的自动标定问题,对机器视觉领域中的边缘提取算法、最小二乘法、轮廓跟踪算法等方面进行了研究。提出了一种基于Canny边缘检测和加权最小二乘法的气泡水平仪实时自动检测方法,以提高检测气泡水平仪的准确度和效率。引入了Canny边缘提取算法对工业摄像机所拍摄的水准柱侧面图像进行处理,以得到参考线和气泡的边缘信息。引入了一种自适应选取Canny边缘提取算法的阈值的方法,以克服工业现场光照变化的影响。同时针对本应用场合,采用了加权最小二乘法对左右平行参考线进行拟合,并结合二分搜索算法对水平尺上的气泡位置进行了搜索,从而实现了气泡水平仪的高准确度实时检测。研究结果表明,该方法能够准确、快速地对气泡进行定位,能够较好地适应光照变化。     

基于射频信号的非接触式血压监测系统

提出了一种基于射频信号的非接触式血压检测方法,设计了血压检测系统并进行了数据的测试及分析。主要针对传统袖带式血压计对于特殊人群使用不方便以及现有血压检测主流方法中光信号易受干扰、测量不准确、需要跟身体接触等问题进行了方法探究。系统发射射频信号到身体上的待检测点,然后采集反射回来的信号,由多普勒效应原理可以得到脉搏波传导的波形图,并计算脉搏波传导时间,代入血压计算模型中,得到血压值,从而实现非接触式连续检测、监测。实验结果证明,该装置可以实现对血压的非接触式连续检测和监测,为便携式可穿戴式血压测量及实时监测设备提供了可参考的实施方法。     

基于双平行平面相机模型的钢板尺寸视觉测量

提出基于双平行平面相机模型的视觉测量方法,用于测量生产线上运动钢板的尺寸。该方法采用数据驱动的方式计算像点在标定平面上投影点的世界坐标;采用k近邻(k-NN)方法生成目标在标定平面上的无畸变投影图像,并建立投影图像与世界坐标系的直接关联。提出了双平行平面模型下相机光心位置标定算法,利用线结构光进行板材厚度测量;在无畸变的投影图像上利用钢板边缘间的平行和垂直性进行钢板边缘特征提取,通过边缘直线的世界坐标方程求取长宽尺寸。最后,给出了针对大尺寸钢板测量的多相机测量系统框架。提出的方法为单目视觉测量方法,相比于其他方法具有现场安装简单和标定工作量小的特点。通过图像分辨率为640×480的相机对尺寸为80mm×50mm×15mm的标准铝块进行了测量,结果显示:厚度测量误差为0.1mm,长度和宽度的误差在0.2mm以内。实际应用中测量精度远高于加工精度,能够满足产品计量的要求。     

双程摆扫激光测距探测成像在输电线路通道监测中的应用

针对传统输电线路通道监测方法忽略了对输电线图像的边缘灰度特征检测,导致输电图像轮廓特征不准确,输电线路通道监测出现较大误差的问题,提出基于双程摆扫激光测距探测成像的输电线路通道监测方法.构建双程摆扫激光测距探测成像模型,采用激光传感器实现对双程摆扫激光测距探测节点部署.利用探测模型提取输电线路通道监测双程摆扫激光图像,检测输电线路图像的边缘灰度特征.采用双边滤波器实现对输电线路通道监测的图像增强和降噪处理,构建边缘轮廓特征检测模型,根据图像差异度融合结果实现对输电线路通道监测.仿真实验结果表明,采用该方法进行输电线路通道监测的可靠性较好,监测自动化水平和视觉成像水平较好,提高了输电线路通道监测方法的自适应性和准确性.