毕业设计内容要求设计课题简介机器视觉方法实现工业零件几何参数测量具有精度高效率高的特点。般的机器视觉测量传感器为，根据待测量的特点可以分别选用面阵或线阵。由于面阵制造工艺原因，般而言的分别率并不高，要想实现较高精度的几何量测量就必须使用光学放大镜头，但这样做又会造成测量范围不能满足测量要求的情况。如何合理设计就需要在不断设计中归纳总结。本课题要求通过对以上矛盾进行分析，给出种较高精度的几何量测量仪。设计要求所设计影像测量仪能实现对般几何量包含圆直径长度角度测量任务。所设计影像测量仪设计说明书应包含几何标定方法圆直径或角度等参数计算方法。所设计影像测量仪精度应达到以上。工作台运动范围，。所设计影像测量仪对几何参数计算应符合国家机械工业标准。工作任务与要求搜集有关管影像测量方面的资料，了解机器视觉测量的般方法和相关待测几何量的国家标准情况。学习掌握机器视觉几何参数测量的基本思路和实现过程。学习图像识别技术了解图像采集卡的使用。分析待测几何各参数的精确定义和测量方法。分析测量要求的精度的实现方法，拟定系统测量方案。并分析精度保证情况。根据要求的测量精度给出测量系统的光学和控制系统的组成。根据精度和测量范围，选择传感器图像采集卡，设计基于步进电机驱动工作台控制系统控制方案。工作任务阶段安排陕西理工学院毕业论文设计第阶段查阅机器视觉几何量测量方面的资料，搜集学习各待测几何量测量相关国家标准。搜集学习机器视觉几何参数检测相关资料，拟定系统测量方案，撰写开题报告。第二阶段根据拟定的测量方案，构建机器视觉测量系统，包含对光源选型，测量装置的构建和实现策略。给出影像测量仪标定方案和比较。第三阶段进行图像处理过程分析和给出各待测几何参数计算方法。整理相关资料并撰写毕业论文。设计说明书格式要求设计说明书应包括序言摘要中英文关键词中英文中图分类号正文含设计方案论证设计及其它说明等结束语和参考文献等内容，并按照封页设计任务书序言摘要关键词正文结束语参考文献和封底的顺序装订。指导教师陈曼龙系教研室测控技术与仪器系教研室主任签名批准日期接受设计任务开始执行日期学生签名陕西理工学院毕业论文设计二次元影像测量仪系统设计余良陕西理工学院机械工程学院测控技术与仪器专业班级，陕西汉中指导教师陈曼龙摘要在国内几何尺寸参数的检测已经进行了些研究和探索。测量方式从机械量具测量和接触式测量方式发展到现在的光电测量法。伴随着计算机图形图像处理光电技术等相关学科的发展，视觉测量技术在工业测量中得到广泛的应用。本设计就是应用视觉测量技术来检测在零件轮廓的几何参数。本次设计主要是利用图像识别技术对几何尺寸测量，利用面阵对所测零件进行图像采集，然后利用图像采集卡，把所采集到的模拟信号转变成数字信号，然后对数字信号经行滤波处理，然后对所测量的图像经过计算机的处理，算出所测量的几何尺寸参数。本次设计主要是测量几何零件尺寸，长度，圆直径，半径，角度等。具有快速测量，和非接触测量等很多优点。关键词几何尺寸测量图像数别技术光电技术快速测量非接触测量陕西理工学院毕业论文设计陕西理工学院毕业论文设计绪论机器视觉检测机器视觉机器视觉检测技术虚拟仪器机器视觉检测的发展现状设计的主要内容设计的背景和意义影像测量仪测量系统影像测量仪系统的基本结构系统硬件相机相机的分类光源镜头图像采集卡系统软件平台视觉模块程序总体框架图像采集和预处理引言图像的采集设计图像增强直方图图像滤波均值滤波中值滤波高斯平滑滤波边缘检测阶微分算子算子算子图像的处理相机标定引言相机标定步进电机控制步进电机的系统组成和步进电机工作原理程序设计精度分析精度分析标准不确定度的评定陕西理工学院毕业论文设计标准不确定度的评定标准不确定度的评定输入量的标准不确定度的计算数学模型各标准不确定度分量汇总合成标准不确定度计算扩展不确定度的评定测量不确定度的报告和表示致谢参考文献陕西理工学院毕业论文设计第页共页绪论机器视觉检测机器视觉机器视觉是研究用相机和计算机来模仿人的眼睛和大脑完成对目标的识别跟踪和测量等任务的科学。由于机器视觉涉及到多个学科，给出个精确的定义是很困难的。美国制造工程师协会机器视觉分会和美国机器人工业协会自动化视觉分会关于机器视觉的定义是机器视觉是使用光学器件进行非接触感知，自动获取和解释个真实场景的图像，以获取信息或控制机器或过程。人们从世纪年代开始研究二维图像的统计模式识别，年代开始进行三维机器视觉的研究，年代中期，人工智能实验室正式开设机器视觉课程，年代初期开始了全球性的研究热潮，机器视觉获得了蓬勃发展，新概念新理论不断涌现。伴随着计算机技术的不断提高和图像处理与传输技术的日益成熟，机器视觉在生产实践中的应用也加快了步伐。现在机器视觉已经广泛地用于工业农业军事航空医学等领域中。同时，机器视觉在理论研究上也取得了很大的发展，现在机器视觉涉及了多们学科，包括光学机械图像处理计算机图形学模式识别人工智能人工神经网络等。机器视觉检测技术随着制造业的不断发展，先进制造技术的研究和应用越来越广泛。先进制造技术以及自动化制造系统和先进生产模式的推广应用都要求先进的检测手段与之相适应。将机器视觉应用到制造业的检测领域中，用机器视觉系统确定产品相对于组标准要求的偏差的过程通常称为机器视觉检测。它特指机器视觉在工业检测方面的应用，是机器视觉应用和研究领域中的个重要分支。视觉检测就是检测被测目标时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的检测方法，其目的是从图像中提取有用的信号，它是以现代光学为基础，融合电子学计算机图像学信息处理计算机视觉等科学技术为体的现代检测技术。由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于与设计信息及加工控制信息集成，基于视觉检测技术的仪器设备能够实现智能化数字化小型化网络化和多功能化，具备在线检测实时分析实时控制的能力，在军事工业商业陕西理工学院毕业论文设计第页共页医学等领域得到广泛关注和应用。机器视觉检测通常涉及指定零件的特征如配件完整性表面完好性和几何尺寸的测量等。机器视觉检测的工作过程大致为首先，使用相机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些图像中包含的信息进行处理和计算然后计算机根据处理的结果做出判断或决策最后将控制信号传送给执行机构。机器视觉的特点是自动化客观非接触和高精度，与般意义上的图像处理系统相比，机器视觉强调的是精度和速度以及工业现场环境下的可靠性。机器视觉检测与传统的人工检测相比效率更高，检测结果更加准确可靠。由于机器视觉检测不会受到操作者的疲劳度责任心和经验等因素的影响，在些不适合人工作业的危险场合，工视觉难以满足要求的场合和带有高度重复性智能性并且靠人的眼睛无法连续稳定地进行产品检测的场合，机器视觉可以发挥它自身的优势来高效高质量的完成检测任务。虚拟仪器虚拟仪器是日益发展的计算机硬软件和总线技术在向其它相关技术领域密集渗透的过程中，与测试技术仪器仪表技术密切结合共同孕育出的项全新的成果。虚拟仪器利用接口设备完成信号的采集与处理，利用计算机的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式输出检测结果，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算分析和处理，从而完成各种测试功能的种计算机仪器系统。虚拟仪器是现代计算机技术和仪器技术深层次结合的产物，也是当今计算机辅助测试领域的项重要技术。虚拟仪器可利用计算机强大的图形环境和在线帮助功能，构成既有普通仪器的基本功能又有般仪器所没有的特殊功能的高档廉价的新型仪器。它可建立中英文界面的虚拟仪器面板，完成对仪器的控制数据分析和显示，它改变了传统仪器的使用方式，使仪器的功能和使用效率明显提高，大幅度降低了仪器的价格，使用户可以根据自己需要定义仪器的新功能。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器的关键，基于软件体系的结构可以大大节省开发和维护的费用。虚拟仪器的品种多功能强自动化程度高具有良好的人机界面，它与传统仪器的功能是相同的采集数据，对数据分析处理，以及数据的结果处理。它们之间重要区别之是灵活性方面。虚拟仪器可由用户自己定义，这意味着用户可以自由地组合计算机平台硬件软件以及各种完成应用系统所需要的附件。而这种灵活性在由供应商定义功能固定的传统仪器中是做不到的。因此，虚拟仪器是仪器发展史上的场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，陕西理工学院毕业论文设计第页共页并且是信息技术的个重要领域，对科学技术的发展和工业生产将产生巨大的作用，将成为仪器发展的方向和趋势。机器视觉检测的发展现状在国外机器视觉检测从上世纪八十年代初开始已经得到了广泛的研究，国内的机器视觉检测研究从上世纪九十年代才逐步开始。当前，随着机器视觉检测系统应用的增加，对机器视觉的研究也越来越多。根据机器视觉的应用领域不同，对机器视觉检测的研究可以分为不同的种类，不同的学者对分类也有不同的见解。文献将工业中应用的机器视觉质量控制系统分为四个类别尺寸质量表面质量装配结构和操作质量。文献机器视觉的应用领域分为四类产品检查机器人产品分类和其他应用。尺寸测量是机器视觉研究和应用的重要应用领域，也是个比较早开始的研究的方向。机器视觉应用于尺寸测量工程中时，从机器视觉系统的硬件光源图像传感器等的选用到软件算法的设计中的每个环节都对最终的性能产生影响。需要根据工程的自身特点选择合适的硬件。文献研究电盘尺寸的检测，采用两个象素的传感器分别采集电盘两个侧面的图像，通过轮廓跟踪直线分割和亚象素定位获得工件的尺寸。系统精度达到正负毫米，每个工件检测花费的时间约秒。文献研究了基于计算机视觉的活塞环闭间隙测量系统。采用象素数的传感器，根据活塞环本身几何参数的特点推导出了活塞环各