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基于DSP的注射器针头合格检测方法研究

作　者: 余亮
导　师: 熊邦书
学　校: 南昌航空大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 合格检测注射器针头 TMS320DM642 区域不变矩最小二乘拟合曲线曲率
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
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内容摘要

在一次性注射器针头生产过程中,会产生倒装和弯钩等次品问题。如果这些次品针头直接用于病人则会危害病人的身心健康。因此,需要采取有效措施将不合格针头检测出来。目前国内绝大多数的注射器生产厂家主要采用人工目测检测方法来剔除次品针头,但由于注射器针头比较纤细,针梗直径不超过1mm,工人会因视觉疲劳导致漏检和误检。为提高针头的合格率,本文结合注射器针头自身特点,以基于TMS320DM642的开发板作为实验平台,利用机器视觉识别方法,实现了注射器针头合格性自动检测。具体内容如下:(1)实现了基于TMS320DM642的注射器针头图像采集。以CCD图像传感器、显微镜、照明光源、TDS642EVM多路实时图像处理器和模拟电视机构建了注射器针头检测的硬件平台;利用TI公司推出的实时操作系统DSP/BIOS中的FVID API函数,实现针头图像的实时采集和显示;选用背光照明方法减少外界光源对针尖图像采集的影响。(2)研究了注射器针头图像预处理的方法。采用边缘信息保持较好的中值滤波算法,消除噪声对检测算法的影响;采用最大类间方差法将针头从图像背景中分割出来;采用最大连通域方法提取针头部分,去除伪目标的干扰;采用边界跟踪方法提取针头边缘轮廓;采用图像矫正和针尖部分提取方法,准确提取针尖边缘轮廓,为后续针尖特征信息的准确提取奠定了基础。(3)研究了注射器针头合格性检测方法。首先,利用边界区域不变矩法建立合格针头在各角度下针尖轮廓特征库,提取被测针尖轮廓特征,并与特征库进行匹配,实现针头的倒装检测;其次,在针尖局部坐标系下,采用最小二乘法拟合针尖左右边缘曲线,计算两边缘曲线的最大曲率,利用最大曲率实现针头的弯钩检测;最后,通过TMS320DM642的GPIO口来控制语音提示模块,从而实现对针头检测结果输出。通过对合格针头和不合格针头的检测实验,其结果表明:本方法对不合格针头具有较高的检测率,对合格针头具有较低的误判率,且有较高的鲁棒性,可应用于实际生产中。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 注射器针头检测现状  11-12
    1.2.2 机器视觉技术在产品缺陷检测方面的应用  12-13
    1.2.3 DSP 技术在数字图像处理方面的应用  13-14
  1.3 本文的主要研究工作  14-16
第2章基于 TMS320DM642 的注射器针头图像采集  16-28
  2.1 针头检测硬件组成  16-20
    2.1.1 硬件平台组成框图  17-18
    2.1.2 基于TMS320DM642 的开发平台介绍  18-20
  2.2 基于DSP/BIOS 的实时采集软件设计  20-24
    2.2.1 DSP/BIOS 实时操作系统概述  21
    2.2.2 DSP/BIOS 的静态配置  21-22
    2.2.3 基于GIO_FVID 的采集程序设计  22-24
  2.3 注射器针头图像的获取  24-27
    2.3.1 注射器针头的特点  25
    2.3.2 注射器针头图像背景的选择  25-26
    2.3.3 光照干扰下的注射器针头采集  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章注射器针头图像预处理  28-43
  3.1 针头图像的去噪  28-29
    3.1.1 去噪方法  28-29
    3.1.2 实验结果  29
  3.2 针头图像的阈值分割  29-32
    3.2.1 阈值分割方法  29-31
    3.2.2 实验结果及分析  31-32
  3.3 基于最大连通域的伪目标去除  32-35
    3.3.1 连通区域标记  32-34
    3.3.2 伪目标去除  34-35
    3.3.3 实验结果  35
  3.4 基于边界跟踪的针头轮廓提取  35-36
    3.4.1 边界跟踪法  35-36
    3.4.2 实验结果及分析  36
  3.5 针头图像自适应矫正  36-40
    3.5.1 倾斜角计算  37-38
    3.5.2 针头图像矫正  38-40
    3.5.3 图像矫正结果及其分析  40
  3.6 针尖部分提取  40-42
    3.6.1 针尖提取方法  40-41
    3.6.2 实验结果  41-42
  3.7 本章小结  42-43
第4章注射器针头合格性检测方法  43-59
  4.1 概述  43-44
  4.2 针头的倒装检测  44-49
    4.2.1 边界区域不变矩的特征提取  44-46
    4.2.2 合格针尖不变矩特征库的建立  46-48
    4.2.3 倒装针头检测的实现  48-49
  4.3 针头的弯钩检测  49-54
    4.3.1 针尖局部坐标系建立  50-51
    4.3.2 针尖边缘曲线拟合  51-52
    4.3.3 针尖边缘曲线曲率求取  52-53
    4.3.4 弯钩检测  53-54
  4.4 针头检测结果显示及语音提示  54-56
    4.4.1 GPIO 口控制  54-55
    4.4.2 语音提示模块  55-56
  4.5 检测实验及结果分析  56-58
    4.5.1 合格针头检测及结果分析  57-58
    4.5.2 次品针头检测及结果分析  58
  4.6 本章小结  58-59
第5章总结与展望  59-61
  5.1 研究工作总结  59-60
  5.2 对今后工作的展望  60-61
参考文献  61-65
发表论文和参加科研情况  65-66
致谢  66

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