【正文】 ..........12 本章小結(jié) ................................................................................................................12 第 3 章 基于圖像的零件長(zhǎng)度計(jì)量方法 ........................................................................13 零件圖像采集方法 ................................................................................................13 零件圖像的預(yù)處理方法 ........................................................................................18 零件圖像的灰度圖像轉(zhuǎn)換 ..............................................................................18 零件圖像的平滑與增強(qiáng) ..................................................................................20 零件圖像標(biāo)定和矯正方法 ....................................................................................24 標(biāo)定模版 ..........................................................................................................24 標(biāo)定過(guò)程 ..........................................................................................................24 標(biāo)定結(jié)果 ..........................................................................................................27 零件圖像特征的匹配方法 ....................................................................................28 VII 零件長(zhǎng)度計(jì)量方式 ................................................................................................31 方式一 —— 測(cè)點(diǎn)到直線的距離 .................................................................31 方式二 —— 測(cè)點(diǎn)到點(diǎn)的距離 .....................................................................33 零件長(zhǎng)度檢測(cè)方式選擇 .................................................................................35 零件長(zhǎng)度計(jì)量誤差處理 ........................................................................................36 誤差分析 .........................................................................................................36 隨機(jī)誤差處理 .................................................................................................37 零件長(zhǎng)度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存 ................................................................................................38 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用 ..........................................................................................39 零件長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)主控軟件 ................................................................................43 零件長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)程序流程 .........................................................................44 零件長(zhǎng)度 測(cè)量系統(tǒng)操作界面 .........................................................................45 本章小結(jié) ................................................................................................................46 第 4 章 零件長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ....................................................................................47 實(shí)驗(yàn)裝置 ................................................................................................................47 實(shí)驗(yàn)硬件裝置 ..................................................................................................47 實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái) ..................................................................................................49 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ................................................................................................................51 理想條件測(cè)量 .................................................................................................51 與專(zhuān)業(yè)相機(jī)對(duì)比測(cè)量 .....................................................................................53 理想條件不固定位置測(cè)量 .............................................................................54 不同角度光照對(duì) 測(cè)量的影響 ..........................................................................56 無(wú)規(guī)則輕微 震動(dòng) ..............................................................................................58 本章小結(jié) ................................................................................................................59 總結(jié)與展望 ......................................................................................................................60 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................62 附錄 A ： MAIN 程序前后面板 .....................................................................................63 附錄 B： LONG 程序前后面板 ......................................................................................65 附錄 C：實(shí)驗(yàn)裝置 ..........................................................................................................69 附錄 D：零件長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)使用步驟 ..........................................................................70 VIII 致 謝 ..............................................................................................................................72 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 概述 機(jī)械零件尺寸的高精度測(cè)量從來(lái)都是是工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究的重要部分。機(jī)械零件尺寸的檢測(cè)精度和檢驗(yàn)速度會(huì)直接影響現(xiàn)代化生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，尤其是對(duì)于現(xiàn)代消費(fèi)電子行業(yè)，其檢測(cè)結(jié)果則是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的重要指標(biāo)。機(jī)械零件尺寸的檢測(cè)主要包括：機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)尺寸以及機(jī)械零件的位置公差等。傳統(tǒng)的機(jī)械零件尺寸檢測(cè)工具主要有游標(biāo)卡尺、量規(guī)、萬(wàn)能工具顯微鏡、輪廓儀等。然而游標(biāo)卡尺、量規(guī)等最常見(jiàn)也最傳統(tǒng)的檢測(cè)工具存在測(cè)量精度不高，易受人為燭光因素影響等問(wèn)題，萬(wàn)能工具顯微鏡、輪廓儀等這些專(zhuān)用類(lèi)檢測(cè)儀器不僅價(jià)格昂貴而且使用步驟 復(fù)雜。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，特別是對(duì)于一些現(xiàn)代化的電子、包裝檢測(cè)產(chǎn)業(yè)，對(duì)零件尺寸測(cè)量的精度和速度要求非常之高，這些傳統(tǒng)的檢測(cè)手段也很難完全滿(mǎn)足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求。 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始，以圖像處理技術(shù)以及機(jī)器視覺(jué)為核心的圖像測(cè)量技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于測(cè)量領(lǐng)域。這種方法具有非接觸、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大、高精度測(cè)量速度、在線監(jiān)測(cè)、信息量豐富等優(yōu)點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域得到發(fā)展迅速。圖像測(cè)量技術(shù) ?1?是以現(xiàn)代光學(xué)為基礎(chǔ)，融光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)圖像學(xué)、信息處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等科學(xué)技術(shù)為一體的現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)。以該技術(shù)為核心的圖像檢測(cè)系統(tǒng)在航空遙感的測(cè)量、幾何量的測(cè)量、精密復(fù)雜零件的尺寸測(cè)量和外觀三維的檢測(cè)以及光波干涉圖、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)狀態(tài)分布圖等與和圖像技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域有了很廣泛的應(yīng)用 ?2?。特別是在機(jī)械零件幾何形狀和尺寸檢測(cè)中，對(duì)于微小機(jī)械的尺寸、大型機(jī)械的尺寸、復(fù)雜機(jī)械的結(jié)構(gòu)尺寸和異型機(jī)械曲面的尺寸檢測(cè)中具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，具體如下： (1)隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，微小機(jī)械的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于微小機(jī)械尺寸測(cè)量的要求也越來(lái) 越多。圖像測(cè)量技術(shù)具有非接觸、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大的特點(diǎn)，對(duì)于微小機(jī)械零件的測(cè)量 (例如毫米級(jí)的軸承、細(xì)鋼絲直徑等 )，只要通過(guò)調(diào)節(jié)攝像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，即可方便的實(shí)現(xiàn)毫米量級(jí)、微米量級(jí)甚至納米量級(jí)的參數(shù)測(cè)量。并且只要能夠保證采集圖片的攝像系統(tǒng)有足夠高的分辨率，就能通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度。 (2)隨著大型機(jī)械設(shè)備的發(fā)展完善，對(duì)于大型機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量的精度和速度要求也變得越來(lái)越高。圖像檢測(cè)技術(shù)可以通過(guò)對(duì)大型機(jī)械零件的不同部位進(jìn)行拍攝，得到機(jī)械各部位的多幅并且有重疊的局部圖像，利用圖像之間的信息冗余進(jìn)行圖像拼接，獲得到 機(jī)械武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 零件完整的結(jié)構(gòu)圖像 ?3?，然后通過(guò)圖像分析處理從而得到零件的完整結(jié)構(gòu)尺寸，這種方法不僅簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，而且更重要的是可以保證檢測(cè)結(jié)果的精確性。 (3)在機(jī)械加工和生產(chǎn)的過(guò)程中通常會(huì)使用到許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件 (如齒輪、螺紋、凸輪等），圖像檢測(cè)技術(shù)對(duì)于此類(lèi)形狀復(fù)雜、參數(shù)繁多的機(jī)械零件，只需要一幅或多幅圖像就可以獲得精確的輪廓信息，然后采用與零件參數(shù)相適應(yīng)的軟件檢測(cè)算法就可以很快的得到檢測(cè)結(jié)果。 (4)隨著檢測(cè)技術(shù)的深入發(fā)展，對(duì)于一些異型曲面如導(dǎo)彈、飛機(jī)、汽車(chē)、家用電器等的外觀也提