工业CT三维图像曲面面积与内腔体积的测量

三维工件尺寸参数的测量,是从工件出发获得设计图纸的逆向工程的基础。但工件内部结构特别是封闭内腔的测量用传统测量方法难于实现。研究了基于工业CT的三维图像曲面面积与内腔体积测量的算法,针对工业CT断层图像,用C-V方法分割,在得到目标区轮廓点的基础上,计算面积与体积。为了使得到的曲面平滑,计算曲面上点到形心的距离并用高斯卷积进行轮廓滤波再测量。实验结果表明：该方法与传统的先图像去噪再分割测量的方法相比,有较好的测量精度。     

基于轮廓匹配算法的非标准件在线检测系统研究

随着机器视觉在标准件检测中的应用,基于机器视觉的非标准件检测研究受到越来越多的关注。对符合非标准件在线检测要求的视觉检测方法进行了研究。利用视觉系统,采集非标准件的图像。通过轮廓提取算法,提取工件的轮廓和相应的计算机辅助设计(CAD)模型的轮廓。计算工件轮廓和相应CAD模型轮廓的图形不变矩。比较图像不变矩的近似程度并判断该工件是否符合造型要求。在验证试验中,随机选取19件冲压模具镶块进行了检测方法的检验并在各工件间进行交叉验证。试验结果表明,检测正确率为100%、平均检测用时为1.4 s/件。以CAD图形为基准进行检测,无需事先收集工件的图像。基于图形不变矩进行相似度匹配,对检测环境要求低,硬件的可配置性强。由于只匹配轮廓信息,检测效率高,能满足非标准件在线检测的多样化应用需求。     

线阵CCD非接触直径测量系统设计

为解决直径测量系统中存在的对工件有磨损、测量精度低、无法实现动态测量的问题,提出采用光电传感器件——电荷耦合器件线阵CCD光电检测方法,配合光学系统实现工件的非接触直径测量,满足了现代工业生产对直径测量系统提出的高精度、快速、非接触和实时反馈的需求。对线阵CCD的信号检测电路、调理电路及数据处理电路设计进行了研究,并进行了三种工件直径测量试验和误差分析。试验表明,该系统可对φ0.5 mm～φ30 mm的工件进行直径测量,测量精度为±5μm。     

直线度的高精度测量

提出采用两个测头加一个自准直仪的测量装置进行直线度的测量,误差分离技术采用“自然延拓”的方法从测得的差分值中重构工件轮廓,这种频域方法适应光滑和粗糙表面的测量,并允许采用大的测头间距。通过采用该测量系统和误差分离技术就可以高精度测量直线度。仿真结果表明该测量方法具有很高的重构精度,并采用该方法对自制的大理石超精密机床的直线度进行了检测。     

圆形工件的弹簧装配检测方法

为改善当前金属工件装配检测存在的成本高、效率低等问题,提出一种对复杂圆形金属工件适应性更高的零件检测方法。在图像增强阶段,引入自适应分数阶微分增强,结合图像梯度特征,突出工件的细节和纹理信息,提升后续检测的准确度。对于圆形轮廓的金属工件,引入极坐标转换,与传统的直角坐标处理方法相比,其具有效率高、处理过程清晰、不易出错的特点。在阈值检测阶段,通过长度阈值和灰度相关属性阈值对零件数量和类型进行判断。实验结果表明,该方法能准确地定位到圆形工件的弹簧区域,快速检测出弹簧零件区域的装配情况,大幅减少无效定位和不必要的计算,具有时效性高、准确性强的优点,可应用于该金属组件的自动化装配检测。     

基于OpenCV的高温锻件边缘检测

为了提高高温锻件尺寸检测精确性和效率,减少高温锻件对工人的辐射伤害,提出了一种基于开源计算机视觉库OpenCV的边缘检测方法的测量系统。本文主要介绍图像处理部分。首先对图像进行去噪、平滑滤波处理和二值化自适应阈值分割等预处理,对三通道彩色图像进行二值化处理,并获得二值化黑白图像;然后通过轮廓提取和跟踪检测到锻件的外轮廓线,进而确定锻件边缘。在VC++6.0环境下,利用OpenCV编程实现了此方法。由处理结果看出,该方法可以较为理想的获得锻件边缘线信息。     

基于脉冲耦合神经网络的工件边缘定位

为实现在工业测量中对工件边缘的快速准确定位,以满足在线测量系统的实时性的要求,利用脉冲耦合神经网络(PCNN,Pulse Coupled Neural Network).并结合前三阶灰度矩实现了对工件边缘的精确定位.该方法首先利用脉冲耦合神经网络对待测量工件进行初步定位,然后利用初步定位的结果设置感兴趣的区域,再利用前三阶灰度矩在原始灰度图像上的感兴趣区域内进行边缘的亚像素细分.实验结果表明该方法抗噪声能力强,边缘定位准确,同时能够提高边缘的检测速度.     

基于Snake模型的植物叶片面积计算方法

为对植物叶片面积进行准确测量,提出一种通过Snake模型提取叶片轮廓,并在叶片轮廓基础上计算面积的方法。对传统Snake模型进行改进,定义HSI空间的颜色梯度作为Snake的外部能量函数,将提取出的角点作为初始轮廓的顶点,通过自适应增加或减少顶点来设置Snake的初值。利用改进的Snake模型提取叶片轮廓,在叶片轮廓链码表的基础上计算面积。实验结果表明,与Image J软件中计算叶片面积的方法相比,该算法的测量精度更高。     

工件表面的形貌分析

简单回顾了传统的表面粗糙度评价体系和研究进展,并提出了一种利用CCD图像传感器结合虚拟仪器对工件的表面形貌进行测量和分析的方法.该方法可以快速检测、评定工件的表面质量状况,提高工作效率、减轻劳动强度.     

图像测量中多件分割提取方法的应用研究

目前市场上大多图像测量的对象只是针对单个工件,本文提出了多件同时检测的概念,并在对区域分割和团块提取方法研究的基础上,开展了多件同时检测分割提取的测量应用。即可同时对同一视场中的多个工件采集图像数据,把该图像分割出不同的连通区域后进行团块提取,其目的在于方便对单件的细节特征进行后续的图像测量和分析。经实验证明该方法对多件整体图像进行目标分割提取具有较高的有效性和准确性。     

基于Hough变换的金刚石颗粒测量方法研究

针对金刚石颗粒图像分析时的颗粒边缘非闭合性问题,本文提出了一种基于Hough变换的金刚石颗粒测量新方法。该方法首先对图像进行形态学去噪、平滑滤波和Canny边缘检测等预处理,得到金刚石颗粒图像的初始边缘曲线,然后采用Hough变换提取边缘曲线的直线特征,并通过极径和极角对多个直线特征进行判断和图形识别,得到确定的金刚石颗粒边缘轮廓,最后对得到的边缘轮廓进行拟合,测量出金刚石颗粒的粒径、椭圆度和圆度等参数大小。该方法在VC+ 环境下,用OpenCV编程技术对其进行了实验验证,结果表明：该方法可以准确快速地测量出金刚石颗粒特征参数,为金刚石颗粒的等级评定提供了技术支持。     

基于链码自分段配准技术的轴类零件光电检测

根据线阵CCD对二维图像进行扫描检测的特点,提出一种基于链码自分段配准技术的轴类零件尺寸检测方法.该方法能自动对轴类零件轮廓曲线进行分段,然后进行测量,最终测出轴类零件每一段的尺寸.采用该技术,能检测出复杂轴类零件的尺寸,具有鲁棒性好、直径测量的检测误差较小的特点.     

非标准凸台小试样高温蠕变伸长率光学测试

为了测量高温条件下非标准凸台试样的蠕变伸长率,研制了高温蠕变光学测试系统。设计了带观察窗的高温炉,使用窄带光源与滤光片获取清晰高温图像。在获取的高温图像上使用轮廓识别、凸台定位、亚像素边缘检测、灰度预测等算法对试样的凸台中心线进行检测、定位。通过实验给出了高温光学引伸计的测量结果以及由灰度预测算法去除异常波动值后的结果。实验证明：光学引伸计能够测量高温蠕变伸长率;同时经灰度预测算法平滑后的数据,平均相对误差由1.234%降至0.966%,伸长率曲线更加平滑。所采用的方法为非标准小试样的高温蠕变测试提供了一种新的途径。     

一种闭合曲线去除平面工件二值图像噪声算法

在现代工业中,图像处理技术经常被用于工件的在线检测。获取的图像经过二值化后,工件信息和噪声同时存在,其中工件信息常被噪声影响。通过分析二值图像中工件边缘与噪声的特征区别,提出一种用闭合曲线去除二值图像噪声的新算法,该算法通过移动一组闭合曲线,根据每个闭合曲线与检测目标轮廓边缘的交点数目,判断该组闭合曲线所包含的各个像素点是否为噪声,将被判为噪声的像素点置零,从而提取出精确的工件边缘信息。该算法适用于具有清晰轮廓曲线的零件检测。     

基于逆向工程的手柄模型设计

逆向工程是数字化产品开发方法的重要手段。本文利用逆向工程技术针对操作手柄曲面进行几何逆向反求设计,利用三维坐标测量仪准确、快速地测量出工件的轮廓坐标,通过Pro/E软件自带的独立几何逆向造型方法获取零件模型各个面的轮廓点云数据,再通将各个面的轮廓点云数据修补整合进行曲面重构,并对重构的曲面进行分析和优化,最终生成零件曲面模型。     

基于机器视觉的螺纹参数综合测量系统的设计

传统的螺纹检测技术工序复杂、效率低、成本高,已不能满足现代工业高效发展的需求,因此要建立一套以机器视觉识别技术为核心的视觉传感和图像处理系统,利用CCD 获取螺纹基本图像,并通过图像的平滑、边缘检测、二值化处理及轮廓提取,对螺纹轮廓进行分析,从中测量出螺纹的几何参数。探讨了利用机器视觉对螺纹牙形角参数进行测量的方法,并给出最后的测量结果。从理论和实践上证明了该方法的可行性和正确性。     

沿梯度方向的改进一阶差分亚像素边缘检测法

提出了一种基于梯度方向的改进型一阶差分亚像素边缘检测方法。该方法的主要思想是,在曲线轮廓上,根据方位角对边缘像素点所在的小邻域沿梯度方向进行差分,再将修正值重投影至行列。理论上而言,该方法可弥补传统一阶差分法在曲线边缘处由于差分分布较平坦而导致精度较低的不足。理想图像的实验结果表明,该方法对半径测量、圆心定位的精度均小于0.05像素,这比采用其他亚像素法进行半径测量时可达到的精度有较大提高。     

基于图像技术的多刃钻尖参数的测量及应用

提出了一种基于图像技术的多刃钻尖参数的非接触测量方法;介绍了利用CCD图像的多刃钻尖参数测量系统;调整工作台和钻尖的相对位置,通过CCD拍摄钻尖图像,对钻尖原始图像进行预处理,包括图像灰度化、滤波、二值化、边缘检测;经过Hough变换检测得到钻尖外刃的图像轮廓和钻尖圆弧刃的图像轮廓,再利用最小二乘法对钻尖外刃和圆弧刃的图像轮廓进行拟合,通过定标计算后,从而得到所测参数结果。并对测量精度进行了分析。试验结果表明,该检测系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于计算机视觉的工件表面三维测量系统

该文根据计算机视觉原理,提出了一种工件表面三维测量技术。该技术利用图像坐标与空间坐标的变换关系,采用LOG算子和快速HOUGH变换,对角点进行提取。并利用核线约束,实现图像的精确匹配,最终完成对工件表面的自动测量。     

基于改进随机Hough变换算法的开缝衬套圆度检测

圆度误差作为开缝衬套的形状误差之一,对开缝衬套冷挤压强化工艺的性能有重要影响,是开缝衬套几何精度的重要指标.探讨了一种基于图像测量技术的圆度误差测量方法.该方法通过对开缝衬套进行图像采集及图像预处理,提取出噪声较少的图像轮廓,然后利用改进的随机Hough变换,结合最小二乘圆法对开缝衬套进行圆度误差评定.实测表明,用该方法进行圆度误差的测量是可行的,并具有测量精度高、实用性强等特点.