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基于LabVIEW和IMAQ Vision的晶体生长检测系统

作　者: 白雨
导　师: 程光伟
学　校: 西安工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 视觉检测虚拟仪器释热光环亚像素误差分析
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

视觉检测广泛的应用于工业检测领域中,随着计算机技术的发展,虚拟仪器已经成为未来测控测量领域的重要发展方向,将虚拟仪器技术和视觉检测技术相结合已经成为近年来的研究热点。本文以对单晶硅等径生长时直径的检测为目的,在机器视觉检测技术的基础上,以图像处理技术为方法,在虚拟仪器的开发平台上,运用图形化语言LabVIEW对晶体生长检测系统进行设计。本文针对晶体等径生长时直径的检测问题,结合虚拟仪器视觉检测的特点,利用图像采集、处理与分析技术完成了对晶体生长直径的检测系统设计,包括检测系统整体机构的设计、硬件的配置、设计软件的选择及检测系统软件的设计。检测方案设定时,充分利用晶体生长过程中所产生的光学特征,由导流筒产生的“反射光圈”的直径长度作为像素当量的标定,以晶体生长时产生的结晶“释热光环”作为检测对象,根据最小二乘法的拟合特性,对所采集的部分“释热光环”进行圆弧拟合,以达到对晶体直径检测的目的。检测系统中软件程序的设计充分利用IMAQ Vision提供的功能函数,图像处理程序对目标特征进行滤波、锐化、分割和边缘检测处理,完成了不同算法效果的对比,确定了最佳的处理方案,最后以亚像素边缘定位技术为基础,运用拟合法进行圆弧拟合,实现了对晶体直径的检测。晶体直径检测的结果符合检测系统的指标要求,为了提高检测精度,对系统做了误差修正,并分析了产生误差的原因。虚拟仪器视觉检测系统克服了传统机器视觉检测系统中开发周期长、后期系统升级、维护难的缺点,且具有高精度、低成本、易维护的优点。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-12
  1.1 项目背景  8-9
  1.2 机器视觉检测研究现状  9-10
  1.3 视觉检测系统的未来发展趋势  10-11
  1.4 论文研究主要内容  11
  1.5 论文结构安排  11-12
2 虚拟仪器化视觉检测系统  12-19
  2.1 虚拟仪器概念  12-13
  2.2 虚拟仪器构成  13-15
    2.2.1 虚拟仪器的硬件系统  14
    2.2.2 虚拟仪器的软件系统  14-15
  2.3 虚拟仪器测试系统  15-16
  2.4 机器视觉检测系统  16-17
  2.5 虚拟仪器化视觉系统特点  17-19
3 晶体生长检测系统的总体结构  19-24
  3.1 检测系统总体结构  19
  3.2 检测系统硬件  19-21
  3.3 检测系统的软件  21-24
    3.3.1 LabVIEW简介  21-22
    3.3.2 IMAQ Vision  22-24
4 检测系统应用的图像处理技术  24-45
  4.1 BMP文件格式  24
  4.2 图像灰度化  24-26
  4.3 图像增强  26-34
    4.3.1 图像去噪  26-30
    4.3.2 图像锐化  30-34
  4.4 图像分割  34-37
    4.4.1 灰度阈值法  34-36
    4.4.2 阈值的选取  36-37
  4.5 边缘检测  37-45
    4.5.1 边缘的定义  37-38
    4.5.2 经典边缘检测算子  38-41
    4.5.3 亚像素边缘检测  41-45
5 检测系统软件的设计及实现  45-55
  5.1 检测系统的依据原理  45
  5.2 软件设计思想流程  45-46
  5.3 图像采集、存储模块  46-48
  5.4 图像处理模块  48-50
  5.5 检测模块  50-54
    5.5.1 晶体直径检测  50-52
    5.5.2 导流筒直径检测  52-54
  5.6 数据的存储和磁盘清理  54-55
6 检测结果及误差分析  55-60
  6.1 像素当量标定  55
  6.2 检测结果及误差  55-57
  6.3 误差原因分析  57-60
7 结论  60-62
  7.1 工作总结  60-61
  7.2 展望  61-62
参考文献  62-64
攻读硕士期间发表的论文  64-65
致谢  65-67

基于LabVIEW和IMAQ Vision的晶体生长检测系统

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