学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

图像法实现导轨直线度测量系统的研究

作　者: 李晓蕾
导　师: 邱宗明；赵敏
学　校: 西安理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 导轨直线度测量数字图像处理激光准直光束漂移补偿
分类号: TG83
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 252次
引　用: 9次
阅　读: 论文下载

内容摘要

直线度是几何量测量领域中最基本、最重要的一项内容,同时也是平面度、平行度、垂直度、同轴度等几何量的测量基础。在机床导轨的运动过程中,直线度作为形状误差的要素之一将直接影响被加工零件的形状、尺寸精度。传统的直线度检测方法,如平尺法、水平仪、钢丝法等,虽然检测器具简单,实际中常被采用,但各自都存在一定的局限性,测量精度不高,效率低,性能无法保证;而有些仪器却造价过高不利于广泛应用。因此课题以导轨的直线度测量为研究对象,在兼顾精确性与经济性的前提下,提出了基于数字图像处理的测量方法。合理的直线基准是实现直线度测量的一项关键内容,本文首先针对导轨直线度的测量要求与特点,提出了张丝与准直激光束两个测量基准方案,并在前期研究中通过理论分析与大量的实验对比得出结论:激光束在系统实现及测量精度等方面均具有更高的优越性。在此基础上,着重研究了基于图像法的激光束策量系统。详细设计中,提出采用反向漂移补偿系统解决激光光束的漂移问题,并在系统实验中得到了进一步的验证。软件系统通过图像的采集、灰度变换、滤波处理、阈值选取、目标识别等图像处理方法得到直线度的测量数据。论文设计了一套集图像技术、计算机技术、数据处理等于一体的导轨直线度测量系统。本文通过理论分析、系统搭建、实验验证以及测量误差分析等一系列工作,论证了该系统具有一定的实用价值,并提出了改进设想,值得进一步的研究与开发。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题的意义和目的  8
  1.2 目前导轨直线度测量技术的发展  8-12
  1.3 图像测量技术简介  12
    1.3.1 图像处理技术在测量领域中的应用  12
    1.3.2 图像处理的特点及意义  12
  1.4 课题的意义及主要工作内容  12-14
2 方案的选择及设计  14-23
  2.1 以张丝为基准的图像测量法  14-19
    2.1.1 张丝基准的方案设计  14-15
    2.1.2 挠度修正方法  15-18
    2.1.3 实验  18-19
    2.1.4 问题分析及结论  19
  2.2 以激光束作测量基准的方案  19-22
    2.2.1 高精度激光准直技术  19-20
    2.2.2 激光束的漂移因素分析  20-21
    2.2.3 反向漂移双光束方案介绍  21-22
    2.2.4 结论  22
  2.3 本章小结  22-23
3 双光束测量直线度的系统设计  23-31
  3.1 双光束补偿验证  23-27
  3.2 系统的构建  27-30
    3.2.1 激光器及准直系统  28-29
    3.2.2 棱镜组的搭建  29
    3.2.3 摄像机  29-30
  3.3 本章小结  30-31
4 软件实现  31-52
  4.1 图像采集  32-33
  4.2 图象处理  33-46
    4.2.1 单光斑的位置检测方法对比与选择  33-36
    4.2.2 图像处理总体流程  36-37
    4.2.3 灰度化  37-39
    4.2.4 中值滤波  39-40
    4.2.5 阈值选取  40-43
    4.2.6 数学形态滤波  43-45
    4.2.7 标记  45
    4.2.8 分界线  45-46
  4.3 直线度的评定  46-51
    4.3.1 两端点连线法  46-48
    4.3.2 最小二乘法  48-49
    4.3.3 最小包容区域法  49-51
  4.4 计算机软件界面  51
  4.5 本章小结  51-52
5 实验验证及误差分析  52-61
  5.1 定点重复性测量实验  52
  5.2 系统重复性实验  52-55
    5.2.1 小位移重复性实验  53-54
    5.2.2 大位移重复性实验  54-55
  5.3 光漂补偿实验  55-57
  5.4 导轨直线度实测  57-58
  5.5 误差分析  58-60
    5.5.1 光线基准误差  58-59
    5.5.2 成像系统失真误差  59
    5.5.3 图像传感器噪声误差  59-60
    5.5.4 算法误差  60
  5.6 本章小结  60-61
6 结论及改进设想  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
附录A 实验数据  65-69
附录B 实验现场图片  69-72
作者发表论文情况  72

相似论文

基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
机械臂视觉伺服系统的研究,TP242.6
数字图像处理在集装箱检测中的应用研究,TP274.4
激光准直系统的姿态测量装置研制,TN24
群控电梯客流密度实时识别技术研究,TP391.41
沉积物岩心灰度图像处理技术及其在东海内陆架高分辨沉积记录中的应用,P736.21
基于数字图像处理技术的路面裂缝检测算法研究,TP391.41
微光像增强器的分辨力和荧光屏疵点检测技术研究,TN144
基于嵌入式的视觉检测系统设计与实现,TP391.41
基于DM642的印刷品图像检测,TP391.41
基于FPGA的图像插值放大系统设计,TP391.41
图像PDE滤波和盲恢复技术的理论研究及其在IVUS图像处理中的应用,TP391.41
基于软件触发的全视频车牌识别系统的研究与应用,TP391.41
基于图像处理的沥青表面自由能的测试分析,U414
基于稀疏表示的小波图像去噪,TP391.41
激光剪切干涉准直系统的设计研究,O436.1
基于多线程的水中微生物图像预处理系统,TP391.41
基于视频监测的稀土萃取过程控制方法研究,TP273
基于ARM9的嵌入式图像处理平台的设计及应用,TP391.41
基于图像处理技术的两相流动特性描述,TP391.41
视频监控系统中火灾检测技术的研究,TP391.41