机械电子工程论文：微小磁坯 视觉检测 边缘检测算子 数学形态学 随机圆霍夫变换 图元识别.doc

机械电子工程论文：微小永磁器件坯料表面质量的视觉检测研究【中文摘要】本文针对目前钕铁硼永磁器件生产工艺过程中由人工检测微小磁件坯料外形尺寸及表面缺陷所带来的问题,应用光机电一体化和计算机视觉技术,研究了永磁器件坯料的尺寸与表面缺陷的视觉检测技术与系统。首先分析了微小磁件坯料外形尺寸及表面缺陷检测的相关需求以及非接触检测的可行性;然后对前人研究的表面特征检测方法与技术进行了综述,由此理出了本文的技术解决思路与方案。对微小磁坯外形尺寸及表面缺陷视觉检测系统进行了总体方案设计,系统由微小磁坯的有序排列输送机构、待测表面的图像在线采集子系统、视觉检测分析判断子系统、磁坯正废品分选机构以及协调各部分的控制子系统等组成。使被检磁坯的有序传送、图像自动采集、尺寸与表面缺陷识别计算和正废品分拣之间有机集成并实现非接触自动检测。综合分析了照明光源、光学镜头、相机及图像采集卡等的特性,最佳地确定了适合于微小磁件图像检测要求的图像采集光源、镜头放大倍率及相机的像素值,以保证后续分析与测量计算的精度。微小磁件坯料表面视觉检测包括外形尺寸测量与表面缺陷识别检测,检测效果除受硬件性能及其匹配参数的影响外,最关键的因素是对在线采集图像的处理及边缘检测、识别等算法的合理性和计算的精度等。根据生产现场.【英文摘要】In the production process of NeFeB magnetic component, in view of the present status that the dimension measurement and surface defect inspection of the tiny magnetic billet is realized by manpower, the optic- mechatronics integration and computer vision technology are applied in this paper to present the visual inspection system. Firstly analyzing the inspection demand and the feasibility of non-contact detection; then summarizing the previous research situation about surface characteristics testing techni.【关键词】微小磁坯 视觉检测 边缘检测算子 数学形态学 随机圆霍夫变换 图元识别【英文关键词】tiny magnetic billet visual inspection edge detection operator mathematics morphology random circle Hough Transform graphical recognition【目录】微小永磁器件坯料表面质量的视觉检测研究摘要4-5ABSTRACT5-6第一章 绪论9-181.1 课题研究背景与意义9-101.2 永磁器件坯料检测方法综述10-121.3 机器视觉检测技术综述12-161.3.1 机器视觉12-131.3.2 机器视觉国内外研究现状13-161.3.3 机器视觉检测存在的问题161.4 论文研究目标与内容16-171.4.1 论文研究目标16-171.4.2 研究内容171.5 本章小结17-18第二章 微小永磁器件坯料表面检测方案设计18-332.1 永磁器件坯料表面缺陷的类型18-202.2 永磁器件坯料表面检测系统方案20-232.2.1 系统组成202.2.2 系统总体结构与工作原理20-232.3 图像采集硬件23-322.3.1 光源照明23-262.3.2 相机26-292.3.3 光学镜头29-312.3.4 图像采集卡31-322.4 本章小结32-33第三章 表面检测的关键技术33-473.1 图像预处理33-343.2 阈值分割34-383.2.1 直方图法34-353.2.2 信息熵法35-363.2.3 OTSU 算法36-373.2.4 阈值分割方法分析37-383.3 边缘检测38-453.3.1 边缘检测算子38-423.3.2 本文采用的边缘检测方法42-443.3.3 检测结果分析44-453.4 相机标定45-463.5 本章小结46-47第四章 永磁器件坯料尺寸及表面质量检测算法47-554.1 尺寸测量算法47-524.1.1 Hough 变换（HT）484.1.2 圆Hough 变换（CHT）检测原理48-494.1.3 本文采用的CHT 改进方法49-514.1.4 检测结果与分析51-524.2 表面缺陷检测算法52-544.2.1 缺陷提取52-534.2.2 缺陷识别描述534.2.3 缺陷分类53-544.3 本章小结54-55第五章 永磁器件坯料表面质量检测系统的软件设计55-655.1 引言555.2