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光电显微测量系统的光学及软件设计与实现

作　者: 易茂丽
导　师: 叶玉堂
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 机器视觉 光电显微测量 图像处理 Hough变换
分类号: TH742
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着新兴产业的快速发展，对产品的检测精度要求越来越高，检测精度从几十微米级、微米级、亚微米级以至深亚微米级递增，传统的目测或人工光学测量的方式已不能满足行业发展的需求，自动光学检测成为一种必要的技术手段，广泛地应用于工程测量，医学测量，科学研究等领域。光电显微测量系统作为一种自动光学检测系统的工作原理是：在系统软件驱动下，视频设备采集待测量物体的高分辨率图像，对图像进行图像处理分析，得到测量结果，并通过人机交互界面将结果显示出来。本文主要研究光电显微测量系统的光学及软件设计与实现，主要内容为：（1）介绍了光电显微测量系统的系统结构及其工作流程；（2）介绍了光电显微测量系统的成像模式的选择及成像器件的选型方法，并针对检测工件的参数和要求，完成了光学系统的设计并应用于光电显微测量系统中；（3）着重介绍了系统的软件设计及实现；首先分析光电显微测量系统的软件需求，设计系统软件的框架，依据功能将系统划分成七个功能模块：主控制模块、图像采集、图像显示、测量逻辑、图像处理层、结果输出、用户管理，并依次完成了各个功能模块的设计和实现；（4）分析系统中的关键图像处理算法，主要是如何从图像中识别几何图形的方法，利用系统的测量特点和最小二乘法拟合曲线方法，优化Hough变换圆检测算法，在保证高精度的同时提高了检测速度。本文的特色在于，将机器视觉应用于显微测量系统，提供统一的视频源接口，基于多线程技术、反射技术、COM组件技术、硬件加密技术及软件模块化设计等，成功实现了实时的、高精度的、多视频源的、扩展性强的光电显微测量系统。该创新点国内未见相关报道。本文设计并实现了光电显微测量系统，并成功通过测试，测试效果良好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 引言  11-12
  1.2 国内外发展现状及趋势  12-13
  1.3 论文完成的工作  13-14
  1.4 论文特色和创新  14
  1.5 论文结构  14-16
第二章 光电显微测量系统介绍  16-19
  2.1 光电显微测量系统结构  16-17
  2.2 光电显微测量系统工作流程  17-18
  2.3 本章小结  18-19
第三章 光电显微测量系统光学部分设计  19-24
  3.1 成像模式的选择  19-20
  3.2 成像器件选型  20-22
    3.2.1 相机选型  20-21
    3.2.2 镜头选型  21-22
  3.3 照明  22
  3.4 检测小尺寸工件的成像系统选型  22-23
  3.5 本章小结  23-24
第四章 光电显微测量系统软件部分设计及实现  24-54
  4.1 光电显微测量系统软件部分设计  24-27
    4.1.1 操作系统选择  24
    4.1.2 软件开发环境选择  24-25
    4.1.3 光电显微测量系统软件能模块划分  25-27
  4.2 光电显微测量系统软件 UI 设计与实现  27-36
    4.2.1 用户管理  27-28
    4.2.2 执行测量  28-29
    4.2.3 获取被测图像  29-30
    4.2.4 标定值管理  30-33
    4.2.5 测量工具颜色和字体设置  33-34
    4.2.6 子文档属性  34-35
    4.2.7 视频设备参数调节  35
    4.2.8 结果显示  35-36
  4.3 光电显微测量系统软件主要模块设计与实现  36-53
    4.3.1 图像采集模块  37-40
    4.3.2 图像显示模块  40-44
    4.3.3 图像处理层  44-45
    4.3.4 结果输出模块  45-48
    4.3.5 测量逻辑模块  48-51
    4.3.6 用户管理模块  51-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章 光电显微测量系统图像处理算法设计及实现  54-61
  5.1 圆检测流程  54-56
  5.2 基于 HOUGH 变换的圆检测  56-60
    5.2.1 HOUGH 变换圆检测原理  56-57
    5.2.2 Hough 变换圆检测算法分析  57-58
    5.2.3 优化 Hough 变换圆检测方法  58-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 光电显微测量系统的测试与应用  61-62
  6.1 光电显微测量系统的测试  61
  6.2 光电显微测量系统的应用  61-62
第七章 工作总结及展望  62-64
  7.1 工作总结  62-63
  7.2 展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻硕期间取得的研究成果  68-69

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 光学仪器 > 显微镜
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